Count, Size, Visualize Nanoparticles ...and more

ナノサイト
Count, Size,
Visualize Nanoparticles
...and more
ナノ粒子可視化
粒子径・粒子数測定
製造元
www.nanosight.com
日本販売総代理店
全粒子同時マルチパラメーター解析
粒子径 • 粒子数 • ゼータ電位 • 蛍光 • 散乱光強度 • 可視化
〒171-0042 東京都豊島区高松1-11-16 西池袋フジタビル2F
T E L 03-5964-6624
F A X 03-5964-6621
U R L http://www.qd-japan.com/
E-mail [email protected]
2014.02.1000.EN
ナノ粒子トラッキング解析［NTA：Nanoparticle Tracking Analysis］
ナノサイト社は溶媒流のナノ粒子を可視化し解析する独自の測定手法「ナノ粒子トラッキング解析（NTA）」を開発しまし
た。NTAは溶媒中のナノ粒子について
『微少なサンプル量』
で『高分解能』、
『リアルタイム』に粒子径、粒子数および濃度
の測定を可能としたナノ粒子の可視化・測定技術です。溶媒中の粒子が様々な物質の混合物や粒子径のばらつく多分
散系であるときでも、NTAは真の粒度分布測定を可能とし、可視化技術によって得られたナノ粒子のブラウン運動観察
ビデオを用いて各粒子径ごとの粒子数を測定します。
複雑な多分散系の高分解能粒子径測定
ナノサイトにはナノサイズの粒子の可視化のため
レーザ発振器が搭載されています。このレーザにより
ナノ粒子の散乱光を得て可視化し、ブラウン運動観
察ビデオを得ることができます。この得られた観察ビ
デオをより明瞭な画像にするため（大きなコントラス
トをつけ、より微弱な散乱光を識別する）、画像背景
が完全な黒色となるように光学系に改良が施されて
います。ナノ粒子のブラウン運動は『点散乱光』とし
て、1粒子ずつ画像を得られ、その移動の様子をビデ
オとして観察することができます。様々な物質が含ま
れる多成分系や多分散系においても容易に観察・測
定・定量化が可能です。蛍光検出モードでは蛍光用
フィルタを用いることにより散乱光(励起光)と蛍光を
識別し、それぞれの粒子を観察することができます。
NTA画像解析ソフトウェアはブラウン運動観察ビデ
オに映し出される全ての散乱光を自動的に追跡し
各々の粒子径を測定します。結果はヒストグラムとし
て粒度分布を表示し、またスプレッドシート（csv形
式）としてもデータを出力します。粒子径測定時には
補助的に散乱光の強度データも得ることができ、粒
度分布データと組み合わせて材質の異なる粒子の識
別を示唆する3D(粒子径vs粒子数濃度vs散乱光強
度)プロットとして表示することが可能です。可視化さ
れたブラウン運動観察ビデオは録画・保存でき、改め
て再解析することができます。
（www.nanosight.comにて事例ビデオを紹介して
います）
NTA測定の機能
従来の測定方法との比較
•
•
•
•
•
•
•
•
• DLS/PCSに見られる、散乱光強度の偏りによる測定結果
の問題を解決
• 1粒子ごとに粒子径を計測
• 高分解能な粒度分布測定
• モデリングや測定の前提条件がない直接測定
• 校正を必要としない絶対測定法
• ゴミや凝集物による測定結果への干渉を排除
• 粒子の表面情報や溶媒の屈折率などの情報は必要無し
• 少量のサンプルで測定可能な自動化測定システム
粒子ごとの高分解能粒子径測定
多分散系への高い適応性
粒子数濃度測定を実現
散乱光強度の分布測定
溶媒中の粒子の直接・リアルタイム観察
粒子の非球形およびアスペクト比など形状情報
蛍光検出測定への応用
ゼータ電位測定に対応
ナノ粒子のブラウン運動の直接的な観察と散乱光挙動に関する
情報は粒子径測定のみではなく、粒子に関する様々な情報を得
ることができます。
リアルタイムに得られたブラウン運動観察ビ
デオは従来手法の分析により測定された粒度分布を実証すると
ともに、その一方で溶媒中の粒子が多分散なのか凝集しつ
つあるのか判断となる情報を得ることができます。
これは数分
間のブラウン運動観察ビデオより時間経過に伴う動的な変化
(凝集など)も定量化できます。
光学系概略図
顕微鏡（カメラにて撮影）
溶媒中に分散
している粒子
レーザ光による
粒子散乱光
溶媒
レーザ光
NTAはDLS/PCS（動的光散乱法/光子相関法）
と同様に、粒子の
ブラウン運動に相関するストークス・アインシュタイン式に基づ
いた原理を用いて測定を行います。DLSは粒子全体の平均的な
散乱光強度の変化を測定し粒子径を測定しますが、NTAは粒子
ごとの拡散係数を直接的に測定します。
ナノサイトは粒子ごとの拡散係数を測定し、一粒ずつの粒子径
測定結果を積算し粒度分布を得ます。
この手法はバルク粒子の
散乱光強度の測定と比較して効果的に粒度分布を測定すること
ができます。さらに、既存の測定方法などに用いられている、粒
度分布幅を測定前提とし、理想的な標準分布に基づくフィッティ
ングよりにより得られる粒度分布よりも、ナノサイトの測定結果
は高分解能な粒度分布の結果となります。
ナノサイトによる測定
方法は様々な様々な物質が含まれる多成分系、多分散系におい
て特に効果を発揮します。
黒メッキされた表面
石英ガラス
水溶媒中に分散した100nmと400nmの
ポリスチレン粒子の解析画像
100nmと400nmのポリスチレン粒子混
合物の粒度分布測定結果
（ピーク値は108nmと404nm）
粒子径および粒子数濃度および散乱光
強度の3D表示
粒子散乱光を検出し、軌跡（赤線）
として描き、 2種類の粒子径をはっきりと識別できます。ナノサイトは粒子の散乱光検出とともに散乱光
粒子の移動速度より粒子径を測定します。大粒子数濃度より、各粒子数も測定可能です。の強度を測定します。100nmと200nmのポリス
きな400nm粒子は小さな100nm粒子より強く
チレン粒子混合サンプルの測定時に、300nm付
輝きはっきりとした散乱光となります。
近にも粒子の存在が確認されました。これは粒子
の凝集によって生じた凝集体と考えられます。散
乱光の強度の傾向が異なる様子も見られます。
NTA測定原理 -ストークス・アインシュタイン式2次元での拡散係数（Dt）
測定モジュール
測定モジュールはレーザ発振器を内蔵
し、ナノ粒子トラッキング解析に最適化
された特殊な光学系を備えています。
(本頁｢光学系概略図｣参照)
... seeing is believing
ブラウン運動観察ビデオの様子
低倍率での観察
チンダル現象によりレーザ光が溶媒中の粒子
から散乱光を生じさせ可視化させます。
ブラウン運動観察ビデオの様子
高倍率での観察
多分散な試料（水溶媒中の凝集を生じた酸化チタン粒
子）の観察画像です。散乱光強度は粒子径が大きくなる
と強くなるため、多分散系の観察では様々な散乱光強度
を示します。また、粒子ごとの「点散乱光」として画像
が得られています。
(x,y)2
= Dt
4
ストークス・アインシュタイン式
Dt =
TKB
3πηd
(x,y)2：粒子の移動距離
KB ：ボルツマン定数
η：溶媒の粘度
T ：溶媒の温度
d ：粒子径
NTA専用解析ソフトは可視化されたナノ粒子のブラウン運動観察ビデオを使用して粒度分布などの解析を行います。
粒子径の測定はナノ粒子トラッキング解析により自動で解析されます。
『点散乱光』のトラッキングにより拡散係数を解析し、ストー
クス・アインシュタイン式を用いて粒子径を算出します。溶媒の粘度、溶媒の温度については任意の値を使用することもできるため、
再解析時に変更することも可能です。
アプリケーション紹介
タンパク質の凝集（Protein Aggregation）
バイオ医薬品の製造（細胞培養、精製、製剤、包装および保存など）における多くの作業工程において、タンパ
ク質の凝集は発生します。凝集の状態および経時変化を測定することは、製品の安定性改善を可能とし、工程
の最適化に大きく寄与します。NanoSightは30-1000nmまでのタンパク質凝集体のサイズと粒子数を測定す
ることができます。
薬物送達システム（Drug Delivery）
粒度分布データは目標とする薬物送達システムを実現するための中心的な情報です。NanoSightはリポソー
ムやナノ高分子のような運搬手段に利用される粒子について、粒子個々の粒度分布データ、粒子数濃度およ
びゼータ電位の高分解能測定を可能にします。
ウイルス研究とワクチン（Virology and Vaccines）
ウイルスやバクテリオファージ、それらの凝集体のサイズと個数を計測することは、ウイルス・ファージ治療法
の開発と検証（バリデーション）において重要です。NanoSightはわずか数分で全ウイルス数濃度を計測する
ことを可能とし、従来法である感染力価測定に急速に取って変わっています。分散性または凝集性の定量的測
定は、
リアルタイム観察により正しさを確認できます。
エクソソームとマイクロベシクル（Exosomes and Microvesicles）
細胞信号伝達機能を有するマイクロベシクルおよびナノベシクル（エクソソーム）はバイオマーカーとしての
可能性にますます注目が集まっています。NanoSightは最小30nmまでのこれら粒子の可視化と個数測定を可
能とし、速く堅実な特性評価を導き出します。標準的なフローサイトメトリーの検出限界より1桁低いサイズを
測定でき、さらに適切な蛍光標識によりスペシエーション分析が可能となります。
ナノ粒子毒性（Nanoparticle Toxicology）
ナノ粒子のサイズ、濃度および凝集度合いは、ナノ粒子に対する生体反応や、結果として生じる将来的な健康
への影響に関わってきます。NanoSightはこれらのサイズ・濃度測定を高分解能で、可視化された確証データ
として供給します。蛍光検出モードでは、様々な粒子が混在した中から蛍光標識した粒子を区別することがで
き、バイオ関連溶液に含まれる粒子の研究に最適です。
環境毒物学（Ecotoxicology）
自然環境中にある人工ナノ粒子のサイズ、濃度、凝集についての知見は環境毒物学のキーとなります。
NanoSightの持つ粒子濃度計測（10 7∼10 9個/mL）、凝集体の計測、蛍光検出モードなどの機能はこの分野の
研究にますます用いられることでしょう。
インクと顔料（Inks and Pigment）
粒子サイズと濃度はインクジェットアプリケーションにおける重要な特性です。粒子サイズは色の濃さに影響
を与え、粒子の凝集もまたノズル目詰まりの原因となるかも知れません。NanoSightの高分解能な粒度分布測
定はこの分野の研究に役立つ情報を提供します。
ナノバブル（NanoBubbles）
ナノバブルはDDS、洗浄、殺菌などのアプリケーションに幅広く利用されています。NanoSightにより溶液中の
ナノバブルを直接可視化し、個々のサイズと濃度についての情報を得ることができます。
2014.02.1000.EN
アプリケーション紹介（バイオ関連）
総ウイルス力価（Total Viral Titer）
ナノ粒子トラッキング解析法（NTA）
と感染性試験を組み合わせることにより、
プロセス開発にきわめて重要な「全ウイル
ス数」対「感染ウイルス数」の比率計算に用いることができます。
この比率は100:1を超えることがよくあり、
これは99%かそ
れ以上のウイルスが不活性であることを意味します。NanoSightはこのプロセス改善に大きく寄与できると考えられます。
プロセス最適化（Process Optimization）
NanoSightは初期培養から精製工程、包装までのバイオ医薬品製造における全工程で、プロセス最適化のツールとし
て使用されています。
凝集体の測定（Measurement of Aggregation）
NanoSightはその特徴である1つ1つの粒子を計測する原理から、高分解能な粒度分布データを得ることができます。
この機能は経時変化による凝集発生の有無など、製品の長期安定性確認などにも利用できます。
ウイルス除去研究（Viral Clearance studies）
NanoSightはフィルターの性能確認に用いられるウイルススパイクの純度計測に適しています。凝集度合いの測定お
よび総ウイルス数の正確な定量化はフィルターのウイルスろ過能力を示します。
蛍光検出（Fluorescence）
蛍光検出モードを用いると、様々な粒子が混在した中から蛍光標識された粒子を見分けることができ、精製工程の前
に定性的なデータを得ることができます。
遺伝子導入（Gene Delivery）
遺伝子導入アプリケーションで使用されるウイルス調製液の濃度や純度、安定性を計測することは、導入ベクターの効
率評価の指標となるでしょう。
バクテリオファージ（Bacteriophage）
ファージ治療法に用いられるバクテリオファージ調製液の濃度および純度の測定が可能です。
サブユニットワクチン（Subunit Vaccine）
サブユニットワクチンおよび結合アジュバントの凝集測定に利用できます。
ウイルス様粒子（Virus Like Particles）
ウイルス様粒子（VLP）調製液のサイズと濃度の直接測定に利用できます。
Select Viruses Detected to Date:
• Influenza
• Japanese encephalitis
• MULV
• Polio
• Baculovirus
• Cyano Virus (Phage)
• Adeno
• Rotavirus
• Lambda Phage (T even)
• Lentivirus
• Alphavirus
• Tobacco Mosaic Virus
• Dengue
• Herpes Simplex
• M13 Phage
Nano Sight 製品ラインナップ
NS500
LM10
NTA ソフトウェア
NS300
仕様一覧
型式（ベースシステム）
NS500
NS300
粒子径検出下限
30nm＊1
粒子径検出上限
1000nm＊1
対応粒子数濃度
107個/ml以上
対応溶媒
水系溶媒
水系/有機系溶媒＊2
500µl未満
必要試料量
解析ソフトウェア
NTA
搭載可能レーザ波長(nm)
(追加または置換可能＊3）
目視観察
LM10
638(赤) / 532(緑) / 488(青) / 405(紫)
-
-
可能
NS500
NS300
LM10
高感度カメラ [-HS]＊4
○
○
○
蛍光用フィルタ [-F]
○
○
○
温度調節モジュール [-T]
◎
◎
○
ゼータ電位測定モジュール [-Z]
○
×
×
試料導入用ポンプ
-
-
オプション [型式]
型式（ベースシステム）
その他
注釈：◎標準装備、○オプション追加可能、×対応不可
＊1：検出限界は対象サンプルにより変化します。
＊2：溶媒によっては別途対応が必要です。担当までご相談ください。
＊3：NS500のみ置換による対応です。
＊4：散乱光検出限界が向上します。
2014.02.1000.EN
主要諸元一覧
NS500
LM10
NTA ソフトウェア
NS300
主要諸元
型式（ベースシステム）
設置時専有面積（本体のみ）
本体重量
NS500
NS300
LM10
700mm×700mm
400mm×250mm
400mm×400mm
約45kg
約15kg
約10kg
消費電力（解析用PC除く）
AC100V 2A未満
カメラ：通常型CCDカメラ
検出可能粒径：30∼1000nm＊1
カメラ：高感度型CMOSカメラ
検出可能粒径：10∼1000nm＊1
搭載可能レーザ波長(nm)
レーザ諸元
638(赤) / 532(緑) / 488(青) / 405(紫)
638nm：<50mW / 532nm：<60mW / 488nm：<60mW / 405nm：<60mW
650nm / 565nm / 500nm / 430nm
蛍光用フィルタ
室温より-5∼+30℃＊2
温度調節モジュール
光学系アライメント
主要構成機器
デジタル式温度計付属
内蔵
温度計
モーター駆動式
ゼロ点移動可能
光学顕微鏡と同様の
固定
光学系
測定機器本体
測定機器本体
解析用PC
測定モジュール
モニタ
解析用PC
モニタ
＊1：検出限界は対象サンプルにより変化します。
＊2：室温20℃のとき。モジュールは最高50℃まで対応可能です。

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