采用納米顆粒物追蹤分析技術進行納米金測定

引用

納米金膠通常用于多種用途，例如：透射電子顯微鏡（TEM）/掃描電子顯微鏡（SEM）分析，作為免疫抗體和生物感應器的抗體/蛋白質標簽，作為催化劑，以及與聚合材料混合時作為生物支架。

背景

納米顆粒物追蹤分析技術可以在液態懸浮中直接觀測并檢測納米顆粒的粒徑。這種逐個顆粒的可視化和分析能力可以克服一些技術上的固有問題，比如光子關聯光譜學（PCS，或動態光散射）中，散射光的強度隨顆粒長大按照其直徑6 次方增強。因而一小部分大顆粒物在PCS 生成的平均顆粒尺寸占據較大的比重。諸如電子顯微鏡等其他技術需要進行耗時的樣品處理且只能觀察到很小的區域，因此取樣代表性得不到充分表達。

圖1：水中適當稀釋的金納米顆粒懸浮液圖。插圖是每個顆粒的布朗運動軌跡，尺寸是基于每個顆粒確定的。

NanoSight 技術根據樣品中單獨顆粒的布朗運動分析計算出類似球體的流體力學半徑。同時追蹤每個單獨的顆粒，結果不受顆粒和溶劑的折射率影響。這些使得NTA 技術具有高分辨率，且適合分析多分散混合物樣品。

金顆粒混合物分析

因為分別追蹤每個顆粒，所以既可以通過動態行為測量顆粒的尺寸，也可以測量散射光的相關數量。可以通過散射光強的明顯區別得到更高分辨率，以分辨尺寸相近的顆粒。

下面的例子是與100nm 聚苯乙烯顆粒混合的30nm 和60nm 金顆粒的混合物分析。

在與100nm 聚苯乙烯混合的30nm 和60nm 金納米顆粒的混合物中，三種顆粒類型可在尺寸-強度-數量的三維圖中清晰可見，確認了在正常的顆粒尺寸分布圖中給出的三態指示。盡管它們的尺寸很小，但60nm金可見的散射光強度要高于100nm 聚苯乙烯。

從前述的與100nm 聚苯乙烯乳液混合的30nm 和60nm 金混合物可見，NanoSight 技術有著很高的分解能力。下圖來自NanoSight 的納米顆粒物追蹤分析NTA2.0，從中可見兩種金在34nm 和61nm 達到峰值，而聚苯乙烯在106nm 達到峰值。

同時顯示的疊加是金顆粒的累積數目分布圖。

稀釋后金納米顆粒的聚集

眾所周知，金膠在一定條件下易于聚集。NIST 標準質量30nm 金膠的以下實例表明了在處理金顆粒懸浮液時，確保高純度稀釋劑的重要性。

經過校準的30 nm 金顆粒（NIST）在同樣的三種水中稀釋：自來水、去離子水以及18MΩ 水（均不含納米顆粒），隨后使用NanoSight 系統用相同的濃度進行分析。該圖表明聚集程度取決于水的純度，只有18MΩ 純水未造成聚集。

結合配體的功能化的金納米顆粒的團聚。

最后一個例子可見功能化寡核苷酸金膠的DNA 配體誘導聚合。

上圖表明60nm 3’-和5’-寡核苷酸功能化金納米顆粒混合物的懸浮液在加入與固化在金納米顆粒表面的20 聚寡核苷酸結合的DNA 樣本之前（上圖）和之后（下圖）的情況。二聚化后，觀察到平均粒徑從61nm增加到了81nm。所添加的用于誘發這種可偵測的聚集水平的DNA 配體的數量是極低的，可能在核酸診斷中替代基于熒光的分析或者像PCR 這樣的信號放大程序。