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qNano /
ナノ粒子マルチアナライザー特長

qNano ナノ粒子マルチアナライザー

「サイズ」「濃度」「表面電荷量」「粒子間相互作用」を計測

qNano ナノ粒子マルチアナライザー

測定原理は、電気抵抗ナノパルス法

電気抵抗ナノパルス法

 ナノポアを挟んだ溶液中に電圧をかけると溶液中に含まれるナノ粒子が細孔を通過します。その際、電気抵抗ナノパルスが発生します。
ナノパルスは粒子の体積を示しており、長いパルスほど体積の大きい粒子となります。
 qNanoでは粒子を「1個ずつ」カウントするため、高分解能なサイズヒストグラムを取得します。

電解溶液中のパルスは毎秒50,000回モニタリングしています。 検出したパルスより下記内容を解析することが出来ます。

① パルスの大きさ → 粒子の体積に比例します、 ② パルスの幅 → 粒子の速度と表面電荷、 ③ パルスの数 → 粒子の濃度

再現性高く濃度(個数/ml)を定量化

1mLの溶液中にある、粒子濃度を定量化(個数/mL)

 左のグラフは凍結前と凍結後のリポソームの粒子サイズと濃度を示しています。
単分散であったリポソームは、凍結によって凝集量が増加し、多分散になっていることが分かります。

高精度のサイズ別濃度の測定を実現

 左のグラフはアデノウイルスの測定事例です。 ほとんどがウイルスの粒径を示す90-100nmの範囲にありますが、2つのウイルスがアグリゲーションした110nm付近(単一粒子の体積の2倍に相当)に2つ目のピークが確認できます。
qNanoでは粒子の1量体と2量体を見極める高精度サイズ分布とそれぞれの濃度の定量化ができます。

TEMと高い相関性を持った高精度分布

ポリスチレン粒子の計測事例

TEMと同等の高精度サイズ分布計測を実現

上のグラフは、220、330、410nmのポリスチレンパーティクルをそれぞれ個別に計測した事例です。 qNanoやDCSはTEMの計測結果との相関が非常に高いことがわかります。
 一方、光散乱法を採用したDLS、PTAでは実際とは異なるブロードなサイズ分布しか得ることができません。

粒子1つ1つを測定して、高精度な解析を実現

 ナノポアを粒子が通過する時間は粒子の表面電荷に関わる一次情報になります。 粒子の通過時間は電流遮断時間、つまりナノパルスの幅を見ることで計測できます。

粒子を「1個ずつ」絶対値で計測

4種類の多分散性ポリマービーズでも、高分解能にサイズ分布を計測

 qNanoは電気抵抗ナノパルス方式を採用し、ナノ粒子を「1個ずつ」絶対値で計測します。高精度なサイズ分布を、数分~20分の短時間で取得します。
 粒径の異なる多分散性サンプルでも、それぞれのサイズを正確に取得します。
左図のSEM画像に近似した結果が得られます。

表面電荷の変化を測定

表面電荷の計測

表面電荷の差を計測

 ナノポアを粒子が通過する時間は粒子の表面電荷に関わる一次情報になります。粒子の通過時間は電流遮断時間、つまりナノパルスの幅を見ることで計測できます。

In situで分子間の相互作用をリアルタイムモニタリング


 ナノポアを粒子が通過する時間は粒子の表面電荷量によって変化します。この変化量を見ることで、粒子と分子の相互作用を測定します。 左図は、マイナス電荷のカルボキシル化ポリスチレン粒子の計測10分後にプラス電荷のアビジンを滴下した時のナノポア通過時間を計測したグラフです。アビジンの吸着により通過時間が長くなったことを示しています。

ゼータ電位の測定

2つ以上の混在した粒子も、個別にゼータ電位の測定が可能です。

 一般的に使用されているζ電位測定のPALS法では個々のζ電位を測定することは出来ない為、問題となっていました。 TRPS法は、個々のゼータ電位を測定することで、問題を解決しました。

 上図は、ほぼ中性のPS粒子と、カルボキシル化した粒子、2つの粒子を混ぜた粒子の測定を行いました。
PALS法を使用した測定では、PS粒子では-15mV、カルボキシル化した粒子で-40mVと データが測定出来ていますが、両方の粒子を混ぜた粒子では、平均の-25mVと出てしまっています。
  TRPS法ではPS粒子は-15mVに、カルボキシル化した粒子では-25mVから-40mVで粒子が検出されおり、PALS法と比べて相関が取れたデータが出ています。
 また、2つの粒子を混ぜた測定でも、-15mVと-25mV~-40mV周辺で個別で測定したデータと同じデータが出ています。
 複数の粒子が混在していても個別の粒径とζ電位が測定できるのはTRPS法を採用しているqNanoのみで行える測定です。

1粒子からの表面電荷量測定

 従来のDLS技術を利用した表面電位計測装置では、全分布の平均表面電荷量の計測しか出来ませんでした。
 qNanoはTRPS技術により、粒子1つの表面電荷を計測することができ、従来のDLS技術と相関を持った表面電荷量計測(左表)と同時に粒子1つ1つの表面電位量も計測することも可能となりました。(左図)

低濃度のエクソソーム測定に最適

 qNanoでは、圧力可変モジュール(VPM)を使用し、粒子と溶液を同時にナノポアを通過させることにより、 再現性高くサンプル濃度を「個数/mL」で算出することができます。

疾病由来のエクソソームを定量

 左のグラフので示したグラフは抗体がエクソソームに結合することで、エクソソームの表面チャージ量が変化し、ナノポアの通過時間が遅くなっていることを示しています。
 エクソソームのみ()とエクソソームに非特異的な抗体を混ぜて、計測したサンプル()と比較してもナノポアの通過時間が遅くなっています。
回収された粒子が疾病由来のエクソソームであることが確認できます。

qNanoでは抗体を使用して計測した生体粒子の特定や抗体の評価ができます

他手法では計測不能な、低濃度サンプルでも測定できます

 濃度不明のエクソソームを計測する場合が多いですが、qNanoでは対象サンプルが低濃度の場合でも計測不能となることなく、絶対値で濃度を出すことができます。また、測定に必要なサンプル量は最小35μLのため、回収量が少ないエクソソーム測定には最適です。

qEV(エクソソーム抽出キット)と合わせて使用で、高効率・高精度に測定

qEV(エクソソーム抽出キット)

  • エクソソーム、extracellular vesiclesを短時間で分離・精製
  • 非破壊で、生物学的機能を維持した状態で、分離・精製
  • 血清、血漿、唾液、尿、培養液からエクソソームを抽出

さまざまな測定にお使いいただけます

エクソソームなど生体サンプルの測定に!

 血液中や尿、唾液等の体液中に存在する微小胞のエクソソームは体内の様々な部位から発生し、疾病由来マーカー、DDSとして期待されています。qNanoは高精度サイズ分布、濃度、抗体反応を測定することが出来ます。

【測定事例サンプル】エクソソーム、血小板、赤血球、血漿、血清、ベクシル、細胞

ドラッグデリバリーシステム(DDS)の測定に!

 ドラッグデリバリーシステム(DDS)の開発では、効果の確認や品質管理で濃度のパラメーターが非常に重要です。qNanoはサイズ毎の濃度を「個数/mL」で測定することができます。

【測定事例サンプル】リポソーム、ウルトラファインバブル、ミセル、脂質、エマルジョン(水ベース)

飲料水などの低濃度のサンプル測定に!

 qNanoは、検出が難しい低濃度のサンプルでも検出することが出来ます。濃度が定量評価が行えるので、処理前後のグラフを後から比較することもできます。


【測定事例サンプル】フィルターろ過水(処理前後の比較)、洗浄液の効果確認、フミン様物質の分解評価

有機・無機材料の測定に!

 1粒子枚のサイズを測定するため、多分散な粒子の測定にも適しています。複数の粒子を混合した測定でも、正確に粒子のピークと存在量を測定可能です。また、測定から体積が出る為、セルロースファイバー、ナノロットでも太さが既知であれば長さを算出することが出来ます。

【測定事例サンプル】高分子ビーズ(ポリスチレン粒子、NIPAM)、セラミクス粒子(シリカ、チタニウム)

微生物・ウイルスの測定に!

 qNanoは、コロニーカウント法や吸光法を使用せずに、より高精度に短時間で、サイズ分布と濃度を測定することができます。また、体積より粒径を算出しているため、形状の異なるサンプルが混合していても見極めることが可能です。

【測定事例サンプル】バクテリア(大腸菌、乳酸菌、海洋バクテリア)、ウイルス(アデノウイルス、バキュロウイルス)、ウイルス様粒子(ワクチン、食品、蛋白質結晶)

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