Exoid是Izon Science新一代的納米顆粒測量設備。它使用可調諧電阻脈沖傳感技術(TRPS)來測量電解質溶液中納米顆粒的濃度、粒徑和zeta電位。這些納米顆粒可以是從患者血漿中分離出的細胞外囊泡(EVs)，也可以是裝載疫苗的脂質納米顆粒 [1]。Exoid的測量范圍廣泛，因此甚至可以使用Exoid測量細菌。

        但是TRPS是如何工作的呢? 請觀看下面的視頻，了解TRPS和Exoid的運行原理：

1:3現在知道它是如何工作的，但你可能想知道為什么要選擇Exoid而不是其他顆粒測量技術。答案很簡單，TRPS具有它的巨大優勢。在這篇文章中，我們將用證據解釋為什么TRPS和Exoid勝出。原因1: Exoid的精確度高        很明顯，準確性很重要。Exoid在準確性方面表現出色。        在確定顆粒粒徑方面，TRPS比納米顆粒跟蹤分析(NTA)和多角度動態光散射(MADLS)更有優勢。請看圖1A，我們使用這三種技術上測量了四模態樣本。        TRPS甚至不費力氣就確定了四個不同平均粒徑的群體。        NTA完全漏掉了一個，并且圖中其他幾個群體擠在了一起。NTA似乎無法識別改樣品中的最大顆粒，這并非巧合。研究人員比較了NTA和TRPS，發現NTA對大于150 nm的粒子有偏倚，而TRPS很容易檢測到這些顆粒(圖1B)。        然后是MADLS，你可以在圖1A中看到，它只是粗略測得了一個平均粒徑群體不是詳細得四個顆粒群體的分布。對于MADLS你只會有一個模糊的概念，對樣品中顆粒的粒徑的大概估計。        這些模糊和不準確的測量不足以對樣本進行表征。在脂質納米顆粒樣本中，很容易因為潛在的危險顆粒聚集而錯過大小的差異。或者漏掉腸道病毒樣本中的全部囊泡。由于不準確而失去的發現可能是巨大的。如果你一直使用那些不準確的技術，你永遠都不會知道。 
圖1所示。TRPS是一種高度準確的方法。(A) TRPS, NTA和MALDS在確定四峰樣品中的粒徑時的比較。(B) NTA與TRPS對較大顆粒的偏倚比較。
 

原因2: Exoid是單個顆粒逐個實時測量

        Exoid最令人印象深刻的，也是未被充分利用的特征之一，是它能夠分析和提供單個顆粒的詳細信息。

        同時，MADLS并不能準確測量單個顆粒，而NTA只能測量粒徑。能夠在單個顆粒的基礎上檢測粒徑和zeta電位的能力，使Exoid脫穎而出。節省時間，金錢和樣品量。

        為什么需要滿足于多個(不夠準確)設備呢？單個Exoid可以做到粒徑，濃度和Zeta電位的準確測量。

        在圖2中，這些數據展示了在采用大小和濃度測量模式時，根據顆粒大小和顆粒造成電阻持續時間顯示多模態的顆粒群體(圖2A)，或者在大小和zeta電位測量模式時，根據顆粒大小和顆粒zeta電位顯示多模態的顆粒群體(圖2B)。在這里，我們展示了來自兩組不同研究人員的數據，他們使用大小和濃度數據(圖2C) [3]或大小和zeta電位數據(圖2D) [4] 來監測裝載貨物的納米顆粒。

        在單個顆粒水平上高精度地監測納米貨物裝載或顆粒聚集，這在納米醫學中是非常寶貴的。EV樣本中的單個顆粒表征同樣重要，一些不同的亞群可以以無標記的方式顯示。

        此外，Exoid生成數據可以導出，在統計上比較整個樣本或樣本內的亞群的大小和zeta電位分布。我們導出了圖2A中的數據，并為每個粒子亞群創建了顆粒電阻持續時間的箱圖，發現最大粒徑亞群的電阻持續時間存在差異。我們也可以對zeta電位的數據這樣做，以確定不同的亞群(根據大小)是否具有不同的zeta電位。

圖2。用TRPS進行單個顆粒的分析。(A)在大小和濃度測量的三峰樣本中顯示三個不同顆粒群體的數據。在分析后，對不同群體數據人工著色，但由于它們是同一樣本的一部分，在“Izon數據套件”中它們將顯示為同一種顏色。(B)來自大小和zeta電位測量的數據，顯示了三峰樣本中的不同顆粒群體。和A一樣，不同群體被人工著色。A和B使用了不同的樣品。(C)顯示納米顆粒和滾動循環擴增產物的數據，改編自 [3]。(D)數據顯示顆粒空載或裝載DNA，改編自 [4]。
 

原因三: 可以實時分析樣品池內顆粒的變化

        TRPS的最大優勢之一，更重要的是，Exoid的樣品池的設計方式。樣本不是在封閉的注射器或管道中，而是在一個可訪問的樣品池中。如圖3A所示，將樣品添加到樣品池后，可以隨時訪問 (當Exoid頂部的蓋子被打開時)。這意味著可以將其他樣品直接加入樣品池中，觀測反應變化：

        研究人員使用這種技術來監測將DNA加載到磁性納米顆粒上(圖3B)，結果顯示，當DNA加載到顆粒上時，顆粒的zeta電位下降。這不僅可以可視化粒徑或zeta電位的變化，還可以分析裝載效率和裝載時間。

原因4: 正如TRPS中Tunable的含義，它是可調的

        在選擇技術和設備時，TRPS的可調諧性，往往被遺忘。

        納米孔本身的大小從NP100(測量50 nm到330 nm的顆粒)到NP4000(測量1.99 µm到11.3 µm的顆粒)不等。這意味著你的Exoid可以測量很大范圍的顆粒大小，從較小粒徑的EV和脂質納米顆粒，一直到較大粒徑的細菌，甚至是一些完整的細胞。這使得我們的納米孔特別適合于多分散樣品的測量，例如不同EV亞型的混合物和可能發生顆粒聚集的納米顆粒配方。

        然后TRPS中的T實際上是指額外的可調性。將納米孔拉伸到不同的孔徑寬度，可以在不需要切換納米孔的情況下對測量范圍內不同大小的顆粒進行最佳測量。當你不知道你的顆粒的大小時，這是特別重要的。只要你認為它們在你所使用的納米孔的上限和下限內，你就可以嘗試進行測量并找出答案。

參考文獻

1. Idris, A. et al. A SARS-CoV-2 targeted siRNA-nanoparticle therapy for COVID-19. Molecular Therapy 29, 2219-2226 (2021). 

2. Akers, J. C. et al. Comparative Analysis of Technologies for Quantifying Extracellular Vesicles (EVs) in Clinical Cerebrospinal Fluids (CSF). Plos One 11 (2016). 

3. Kuhnemund, M. & Nilsson, M. Digital quantification of rolling circle amplified single DNA molecules in a resistive pulse sensing nanopore. Biosensors & Bioelectronics 67, 11-17 (2015). 

4. Vogel, R. et al. High-Resolution Single Particle Zeta Potential Characterisation of Biological Nanoparticles using Tunable Resistive Pulse Sensing. Scientific Reports 7 (2017).

轉載自：Izon Science

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