生物大分子的纳米粒子尺寸测量.pptx

数智创新变革未来生物大分子的纳米粒子尺寸测量1.纳米粒子尺寸测量原理1.动态光散射（DLS）原理1.纳米追踪分析（NTA）技术1.扫描透射电子显微镜（STEM）应用1.原子力显微镜（AFM）原理1.离心沉降法原理1.电泳光散射光谱仪（ELS）原理1.流式细胞仪的纳米粒子分析Contents Page目录页 纳米粒子尺寸测量原理生物大分子的生物大分子的纳纳米粒子尺寸米粒子尺寸测测量量纳米粒子尺寸测量原理光散射法1.利用光散射强度与粒子尺寸之间的关系，推算出纳米粒子的尺寸2.适用于尺寸范围较广的纳米粒子，从几十纳米到几百纳米3.该方法基于瑞利散射理论，测量粒子散射的光强度，与粒子半径的六次方成正比显微镜成像法1.利用光学显微镜或电子显微镜对纳米粒子进行直接成像2.可以获得纳米粒子的尺寸、形状、表面形态等信息3.分辨率受显微镜的限制，对于小尺寸纳米粒子，需要使用透射电镜等高分辨率技术纳米粒子尺寸测量原理原子力显微镜法1.利用探针在纳米粒子表面扫描，测量粒子高度和表面拓扑2.可以获得纳米粒子的三维图像，分辨率可达纳米量级3.操作简单，可以原位测量纳米粒子的尺寸和形貌动态光散射法1.利用布朗运动导致的纳米粒子散射光强度的波动，计算纳米粒子的粒径分布。

2.适用于尺寸范围较小的纳米粒子，从几纳米到几十纳米3.该方法基于斯托克斯-爱因斯坦方程，测量粒子的扩散系数，与粒子半径成正比纳米粒子尺寸测量原理1.利用纳米粒子对电极表面电化学反应的影响，推断出纳米粒子的尺寸2.适用于电活性纳米粒子，如金属纳米粒子和半导体纳米粒子3.该方法基于法拉第定律，测量纳米粒子释放或消耗的电荷量，与粒子表面积成正比质谱法1.利用质谱仪对纳米粒子进行电离和质荷比分析，推算出纳米粒子的分子量和尺寸2.适用于尺寸范围较小的纳米粒子，从几十纳米到几百纳米3.该方法基于质荷比与粒径的关系，测量纳米粒子的质荷比，与粒子质量成正比电化学分析法 动态光散射（DLS）原理生物大分子的生物大分子的纳纳米粒子尺寸米粒子尺寸测测量量动态光散射（DLS）原理动态光散射（DLS）原理1.DLS是一种测量纳米粒子尺寸的非侵入性技术，通过分析光散射信号的波动来确定粒子的扩散系数，从而推导出粒径2.当光照射到胶体悬浮液时，会发生弹性瑞利散射，即散射光波长与入射光波长相同3.纳米粒子的布朗运动会导致散射光的强度随时间而波动，这种波动与粒子的扩散系数成反比，从而可以通过测量波动来计算粒子的尺寸光散射理论1.瑞利-德拜理论描述了光在球形颗粒上的散射规律，其散射强度与粒径、波长和扩散系数有关。

2.对于球形颗粒，可以通过分析散射光的强度分布（光程分布函数，G(q,t)）来提取扩散系数和粒径信息3.G(q,t)的宽度反映了粒子的扩散速度，而其衰减时间与粒子的尺寸成正比动态光散射（DLS）原理仪器配置1.典型的DLS仪器包括激光光源、样品池、光电探测器和数据分析系统2.激光光源通常采用波长为633nm或532nm的氦氖激光器3.光电探测器可以是光电倍增管（PMT）或雪崩光电二极管（APD），用于检测散射光信号数据分析1.DLS数据分析主要包括光程分布函数（G(q,t)）的拟合和扩散系数的计算2.常用的拟合方法包括Cumulant法和非负最小二乘法，可以提取平均粒径、分布宽度等信息3.扩散系数的计算需要考虑散射角度、入射光波长和悬浮液的粘度等因素动态光散射（DLS）原理影响因素1.纳米粒子的形状、表面电荷、浓度和胶体的溶液性质等因素都会影响DLS测量结果的准确性2.非球形颗粒的散射光分布与球形颗粒不同，需要采用修正模型进行分析3.高浓度悬浮液中的多重散射和粒子-粒子相互作用也会影响DLS测量应用1.DLS广泛应用于纳米粒子尺寸、分布和稳定性的表征2.在生物制药、材料科学、环境科学等领域有重要应用。

3.DLS可以与其他技术（如透射电子显微镜）结合使用，提供更加全面的纳米粒子表征信息纳米追踪分析（NTA）技术生物大分子的生物大分子的纳纳米粒子尺寸米粒子尺寸测测量量纳米追踪分析（NTA）技术纳米追踪分析(NTA)技术原理1.NTA采用动态光散射(DLS)原理，测量纳米粒子在布朗运动中的扩散强度和扩散系数2.粒子扩散系数与粒径成反比，通过测量扩散系数可以推算出粒径分布3.NTA还可以通过分析颗粒的布朗运动轨迹，获得颗粒形状和表面电荷信息NTA技术优势1.NTA可测量10-1000nm范围内的纳米粒子尺寸，灵敏度高，能识别10nm以下的纳米粒子2.NTA测量无需荧光标记或染色，可避免对样品造成干扰3.NTA测量过程快速便捷，可实时分析，适合高通量样品检测纳米追踪分析（NTA）技术1.纳米药物递送系统（DDS）的粒度、分布和稳定性评价2.蛋白质颗粒、病毒粒子等生物大分子的粒度和分布分析3.环境污染物、工业纳米材料的粒径分布和特性分析NTA技术最新进展1.结合荧光标记技术，实现纳米粒子表面蛋白和受体表达分析2.利用机器学习算法，提高NTA测量精度和自动化程度3.开发高灵敏度NTA系统，检测10nm以下的纳米粒子。

NTA技术应用纳米追踪分析（NTA）技术NTA技术趋势1.向高灵敏度、高通量方向发展，满足复杂生物样品的分析需求2.与其他分析技术结合，提供更全面的纳米粒子表征信息3.探索NTA在纳米医学、纳米毒理学等领域的应用潜力扫描透射电子显微镜（STEM）应用生物大分子的生物大分子的纳纳米粒子尺寸米粒子尺寸测测量量扫描透射电子显微镜（STEM）应用STEM成像1.STEM利用高能电子束探测样品的原子级结构2.通过电子束与样品之间的散射，STEM可以生成原子分辨图像3.STEM可以提供有关样品形态、组成和晶体结构等详细信息哈得散射成像1.哈得散射成像是一种STEM模式，通过收集穿过样品的高角度散射电子来生成图像2.哈得散射图像提供样品的原子序数对比度，使其能够识别不同元素3.哈得散射图像对于研究样品的化学组成和分布非常有用扫描透射电子显微镜（STEM）应用高角环形暗场成像1.高角环形暗场成像是一种STEM模式，通过收集大角度散射的电子来生成图像2.这类图像提供有关样品局域结构的信息，包括缺陷和晶界3.高角环形暗场成像可以用于表征样品中的晶体缺陷和相变能量色散X射线光谱学1.能量色散X射线光谱学是一种与STEM结合使用的技术，用于分析样品的化学组成。

2.当样品中的电子被电子束激发时，会释放具有特定能量的X射线3.通过检测这些X射线，可以确定样品中存在的元素及其相对浓度扫描透射电子显微镜（STEM）应用电子能量损失谱1.电子能量损失谱是一种与STEM结合使用的技术，用于分析样品的电子结构和化学键合2.当电子束穿过样品时，会发生能量损失，该能量损失取决于样品的电子结构3.通过测量这些能量损失，可以获得有关样品中化学键和电子态的信息STEM在纳米粒子尺寸测量中的应用1.STEM用于测量纳米粒子的尺寸和形状，精确度远高于光学显微镜2.通过分析STEM图像，可以确定纳米粒子的长度、宽度和高度等参数原子力显微镜（AFM）原理生物大分子的生物大分子的纳纳米粒子尺寸米粒子尺寸测测量量原子力显微镜（AFM）原理原子力显微镜（AFM）原理：1.AFM是一种扫描探针显微镜，利用原子之间的力进行成像2.AFM由一个尖锐的探针组成，探针与样品表面之间的力被检测并用于生成样品的图像3.AFM可以提供样品的局部形态、力学和电气特性等信息原子力显微镜（AFM）的工作原理：1.AFM探针在压电陶瓷元件上，三维精确定位2.探针尖端与样品表面之间存在相互作用，这种相互作用会改变探针的振动。

3.探针的振动变化由探测器检测，并转化为图像原子力显微镜（AFM）原理原子力显微镜（AFM）成像模式：1.接触模式：探针与样品表面直接接触，成像分辨率高2.非接触模式：探针在样品表面上方振动，避免了对样品的损伤3.半接触模式：介于接触模式和非接触模式之间，兼顾分辨率和对样品的保护原子力显微镜（AFM）的优势：1.纳米级高分辨率成像能力2.无需特殊样品制备，适用于各种类型的样品3.同时提供形貌、力学和电气特性等多维信息原子力显微镜（AFM）原理原子力显微镜（AFM）的局限性：1.扫描速度较慢，成像过程可能耗时2.探针尖端可能会磨损或损坏，影响成像质量3.样品表面软硬度差异较大时，成像效果受限原子力显微镜（AFM）的应用：1.纳米材料的表征，例如碳纳米管、石墨烯和纳米晶体2.生物大分子结构和相互作用的研究3.表面改造和功能化工艺的评估4.微电子器件和薄膜的表征电泳光散射光谱仪（ELS）原理生物大分子的生物大分子的纳纳米粒子尺寸米粒子尺寸测测量量电泳光散射光谱仪（ELS）原理电泳光散射光谱仪（ELS）的基本原理1.ELS测量悬浮液中粒子的电泳迁移率和光散射特性2.粒子在电场作用下移动，其迁移速率受粒子电荷、大小、形状和周围介质的影响。

3.粒子的光散射特性反映了它们的粒径、形状和光学性质ELS的工作原理1.ELS将悬浮液置于电场中，对粒子进行电泳迁移2.光照射在悬浮液上，粒子散射光线，形成散射光模式3.通过分析散射光模式，可以计算出粒子的电泳迁移率和光散射特性电泳光散射光谱仪（ELS）原理ELS技术参数1.电泳迁移率分布反映了粒子电荷分布的异质性2.光散射分布反映了粒子粒径分布的异质性3.ELS可以同时测量电泳迁移率和光散射分布，为粒子表征提供全面的信息ELS数据分析1.ELS数据分析包括对电泳迁移率分布和光散射分布的解读2.粒子的电荷和粒径可以通过电泳迁移率和光散射特性的相关性来确定3.ELS数据分析软件可以自动计算粒子的粒径、电荷和浓度电泳光散射光谱仪（ELS）原理ELS应用1.ELS广泛应用于生物大分子、纳米颗粒和胶体的粒径和电荷测量2.ELS可用于表征蛋白质、核酸、脂质和其他生物分子3.ELS还可以用于质量控制、产品开发和研究应用ELS趋势和前沿1.高灵敏度ELS仪器可以测量纳米尺度的粒子2.多角度ELS技术可以提供更全面的粒子表征3.ELS与其他技术（如显微镜和流式细胞术）的结合可以获得更深入的粒子信息流式细胞仪的纳米粒子分析生物大分子的生物大分子的纳纳米粒子尺寸米粒子尺寸测测量量流式细胞仪的纳米粒子分析流式细胞仪的纳米粒子尺寸测量原理1.流式细胞仪的基本原理：单个细胞通过液流系统流经激光束，激光束散射和荧光信号会被探测器检测，从而获得细胞大小、粒度和荧光特征等信息。

2.纳米粒子尺寸测量的原理：通过将纳米粒子与荧光标记物结合，使用流式细胞仪检测标记物的荧光强度，当纳米粒子尺寸较小时，荧光强度会降低，从而实现纳米粒子尺寸的定量测定3.纳米粒子尺寸分布的测定：流式细胞仪可以同时采集大量纳米粒子的荧光信号，通过对信号分布的分析，可以获得纳米粒子尺寸分布的信息，包括平均尺寸、中位数和分布宽度流式细胞仪的纳米粒子尺寸测量技术1.荧光标记方法：纳米粒子表面修饰荧光标记物，通过荧光信号的检测来测量纳米粒子尺寸常用的标记方法包括染料标记、量子点标记和金纳米颗粒标记2.散射信号法：利用纳米粒子对入射光散射的特性，通过测量散射信号的强度和角度分布，可以推算纳米粒子的大小和形状散射信号法具有对样品制备要求低、测量速度快的优点3.电阻脉冲法：当纳米粒子通过微流道时，会对流体的电阻产生扰动，通过测量电阻变化，可以获得纳米粒子体积的信息，从而推算出纳米粒子尺寸电阻脉冲法对纳米粒子浓度和表面性质不敏感，具有较高的准确性和灵敏度感谢聆听数智创新变革未来Thankyou。