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Detección de pulsos resistivos sintonizables

La detección de pulsos resistivos sintonizables ( TRPS ) es una técnica de partícula única que se utiliza para medir el tamaño, la concentración y el potencial zeta de las partí...

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La detección de pulsos resistivos sintonizables ( TRPS ) es una técnica de partícula única que se utiliza para medir el tamaño, la concentración y el potencial zeta de las partículas a medida que pasan a través de un nanoporo de tamaño sintonizable . [ 1 ] [ 2 ]

La técnica adapta el principio de detección de pulsos resistivos , que monitoriza el flujo de corriente a través de una abertura, combinado con el uso de tecnología de nanoporos sintonizables, lo que permite regular el paso de corriente iónica y partículas ajustando el tamaño del poro. [ 3 ] [ 4 ] La adición del nanoporo sintonizable permite medir un rango más amplio de tamaños de partículas y mejora la precisión. [ 3 ] [ 4 ]

Detección de pulsos resistivos sintonizables (TRPS). Las partículas que atraviesan un poro se detectan como un cambio transitorio en el flujo de corriente iónica, que se denomina evento de bloqueo y cuya amplitud se denomina magnitud de bloqueo.

Técnica

Una muestra de partículas polidispersas atraviesa un nanoporo ajustable. El tamaño de la abertura se modifica aumentando o disminuyendo la tensión aplicada al nanoporo.

Las partículas que atraviesan un nanoporo se detectan una a una como un cambio transitorio en el flujo de corriente iónica, que se denomina evento de bloqueo y cuya amplitud se denomina magnitud de bloqueo. Dado que la magnitud de bloqueo es proporcional al tamaño de la partícula, se puede lograr una medición precisa del tamaño de las partículas tras la calibración con un estándar conocido. Este estándar está compuesto por partículas de tamaño y concentración conocidos. Para TRPS, se suelen utilizar partículas de poliestireno carboxilado. [ 5 ]

La detección basada en nanoporos permite la evaluación partícula por partícula de mezclas complejas. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] Al seleccionar un nanoporo de tamaño apropiado y ajustar su estiramiento, el tamaño del nanoporo se puede optimizar para el tamaño de partícula y mejorar la precisión de la medición.  

Los ajustes al estiramiento de los nanoporos, en combinación con un control preciso de la presión y el voltaje, permiten a TRPS determinar la concentración de la muestra [ 8 ] y derivar con precisión el potencial zeta de partículas individuales [ 9 ] , además de la información sobre el tamaño de las partículas.

Aplicaciones

TRPS fue desarrollado por Izon Science Limited , fabricante de sistemas de caracterización de partículas basados ​​en nanoporos disponibles comercialmente. [ 10 ] Izon Science Limited actualmente vende un dispositivo TRPS, conocido como "Exoid". Entre los dispositivos anteriores se incluyen el "qNano", el "qNano Gold" y el "qViron". Estos sistemas se han aplicado para medir una amplia gama de tipos de partículas biológicas y sintéticas, incluidos virus y nanopartículas. TRPS se ha aplicado tanto en campos de investigación académica como industrial, incluyendo:

Referencias

  1. ↑ Sowerby SJ, Broom MF, Petersen GB (abril de 2007). "Aperturas a escala nanométrica redimensionables dinámicamente para detección molecular". Sensors and Actuators B: Chemical . 123 (1): 325–330 . Bibcode : 2007SeAcB.123..325S . doi : 10.1016/j.snb.2006.08.031 .
  2. ↑ Vogel R, Willmott G, Kozak D, Roberts GS, Anderson W, Groenewegen L, Glossop B, Barnett A, Turner A, Trau M (mayo de 2011). "Determinación cuantitativa del tamaño de nano/micropartículas con un sensor de poros elastomérico sintonizable". Analytical Chemistry . 83 (9): 3499– 506. doi : 10.1021/ac200195n . PMID 21434639 . 
  3. 1 2 Roberts GS, Kozak D, Anderson W, Broom MF, Vogel R, Trau M (diciembre de 2010). "Nano/microporos sintonizables para la detección y discriminación de partículas: espectroscopia de oclusión iónica por barrido". Small . 6 (23). Weinheim an Der Bergstrasse, Alemania: 2653– 8. doi : 10.1002/smll.201001129 . PMID 20979105 . 
  4. 1 2 Willmott GR, Vogel R, Yu SS, Groenewegen LG, Roberts GS, Kozak D, Anderson W, Trau M (noviembre de 2010). "Uso de tasas de bloqueo de nanoporos sintonizables para investigar dispersiones coloidales". Journal of Physics: Condensed Matter . 22 (45) 454116. arXiv : 1005.4255 . Bibcode : 2010JPCM...22S4116W . doi : 10.1088/0953-8984/22/45/454116 . PMID 21339603 . S2CID 11162451 .  
  5. 1 2 3 Vogel R, Pal AK, Jambhrunkar S, Patel P, Thakur SS, Reátegui E, et al. (diciembre de 2017). "Caracterización del potencial zeta de partículas individuales de alta resolución de nanopartículas biológicas mediante detección de pulsos resistivos sintonizables" . Scientific Reports . 7 (1): 17479. Bibcode : 2017NatSR...717479V . doi : 10.1038/s41598-017-14981-x . PMC 5727177. PMID 29234015 .   
  6. ↑ Vogel R, Savage J, Muzard J, Camera GD, Vella G, Law A, et al. (enero de 2021). "Medición de la concentración de partículas de materiales de referencia sintéticos multimodales y vesículas extracelulares con técnicas ortogonales: ¿Quién está a la altura del desafío?" . Journal of Extracellular Vesicles . 10 (3) e12052. doi : 10.1002/jev2.12052 . PMC 7804049 . PMID 33473263 .   
  7. 1 2 Vogel R, Coumans FA, Maltesen RG, Böing AN, Bonnington KE, Broekman ML, et al. (enero de 2016). "Un método estandarizado para determinar la concentración de vesículas extracelulares mediante detección de pulsos resistivos sintonizables" . Journal of Extracellular Vesicles . 5 (1) 31242. doi : 10.3402/jev.v5.31242 . PMC 5040823. PMID 27680301 .   
  8. ↑ Willmott GR, Samuel SC, Vogel R (febrero de 2010). Dependencia de la presión del transporte de partículas a través de nanoporos redimensionables . Conferencia Internacional de Nanociencia y Nanotecnología de 2010. IEEE. págs. 128–131 . doi : 10.1109/ICONN.2010.6045207 . 
  9. ↑ Vogel R, Anderson W, Eldridge J, Glossop B, Willmott G (abril de 2012). "Un método de presión variable para caracterizar la carga superficial de nanopartículas utilizando sensores de poros". Analytical Chemistry . 84 (7): 3125–31 . doi : 10.1021/ac2030915 . PMID 22369672 . 
  10. ↑ "IZON lanza la primera plataforma comercial de nanoporos del mundo" . PRLog . 23 de junio de 2009.
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