辛耘知識分享家: NTA & DLS: 解密奈米粒子分析技術的奧秘

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 NTA & DLS : 解密奈米粒子分析技術的奧秘

2025年02月電子報

在現代科學與工業中,奈米粒子的表徵對於許多領域至關重要,從生物科技到化學材料、食品工業到半導體製造,每個領域都需要高效準確的粒徑分析技術。在這些應用中,奈米粒子追蹤分析(Nanoparticle Tracking Analysis, NTA)與動態光散射(Dynamic Light Scattering, DLS)是兩種主要的技術,為科學研究與產品開發提供關鍵數據。

ØNTA & DLS 技術原理解析

動態光散射(DLS)

動態光散射(Dynamic Light Scattering, DLS)是利用布朗運動(粒子在液體中的隨機運動)引起的散射光強度變化來計算粒子的擴散系數,進而推導其粒徑分佈。DLS 對所有粒子產生的總體散射信號進行平均計算,因此適合均勻分佈的樣品。

奈米粒子追蹤分析(NTA)

奈米粒子追蹤分析(Nanoparticle Tracking Analysis, NTA)則是以顯微鏡直接觀察粒子的布朗運動,逐一追蹤每顆粒子的移動路徑,藉此計算單顆粒子的粒徑並測定其濃度。NTA 可分辨混合樣品中的不同粒徑群,並且支援螢光標記的粒子分析。

Ø應用範圍

生物科技領域

  • 外泌體與胞外囊泡:分析粒徑分佈與濃度,用於癌症診斷與治療研究。
  • 病毒與疫苗:測定病毒樣顆粒的大小與濃度,評估疫苗開發進程。
  • 蛋白質穩定性:監測聚集體形成,確保生物藥品的穩定性。

化學與化學材料領域

  • 奈米材料表徵:分析奈米顆粒的平均粒徑與分佈,用於塗料、催化劑與電池材料的開發。
  • 膠體穩定性:評估分散劑的效果,確保產品均一性。

食品飲料與化妝品行業

  • 乳化穩定性:分析乳液中脂肪球的粒徑分佈,確保產品品質穩定。
  • 添加劑表徵:測量奈米添加劑的分佈,須符合食品衛生管理法及化粧品衛生管理條例。

半導體產業

  • 超純化學品:分析清洗液中顆粒分佈,確保高潔淨度需求。
  • 奈米粒子應用:研究導電粒子和絕緣粒子的特性,用於晶圓製造與封裝材料開發。

Ø結論:互補使用的潛力

DLS 和 NTA 都基於布朗運動,但方法不同,DLS 與 NTA 具備各自獨特的優勢。DLS 測量整體散射光強度的波動,適合快速評估平均尺寸,而 NTA 逐個分析粒子,適合解析多分布樣品。研究顯示,結合兩者可利用互補資訊,例如 DLS 提供快速平均值,NTA 提供高分辨率分佈。

技術 動態光散射(DLS) 奈米粒子追蹤分析(NTA)
測量原理 基於散射光強度變化計算平均粒徑 基於單顆粒子的布朗運動計算粒徑與濃度
適用樣品 均勻分佈樣品 多分散性樣品
粒徑範圍 1nm 至數微米 10nm 至 2 µm
濃度測量 一般機種無法測量濃度 可測量濃度
分析速度 快速 較慢
分辨能力 不易分辨混合物中的異質粒徑 能夠分辨不同大小的粒徑群
特殊功能 適合高通量篩選 支援螢光標記分析

 

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