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 公司主营业务为纳米流式检测仪器及配套试剂的研发、生产、销售和服务,产品主要有纳米流式检测仪、纳米颗粒标准样品、样品检测试剂盒、样品表征服务。纳米流式检测仪的面世使得纳米颗粒的分析亦能享有传统流式检测快速、多参数、数据可靠、统计精确性高等诸多特点。纳米流式检测仪在生物医药、环境检测、食品安全、能源材料等领域均具有广阔的应用前景。

1、主要技术原理及路线

     流式细胞术(Flow Cytometry, FCM)是一种对悬液中的细胞或细胞大小的颗粒进行快速定量分析和分选的先进技术。其特点是:1)快速,最高每秒可分析或分选数万个细胞;2)多参数,能实现细胞大小、内部结构、DNA、RNA、蛋白质、金属离子等物理、化学、及生化性质的多参数同时测定;3)在短时间内得到大量数据,获得细胞性状的统计分布图,获得参数间大量的相关信息。然而,由于检测灵敏度的局限性,传统的流式细胞仪难以检测荧光强度小于几百个荧光素分子或尺寸小于0.5微米的细胞或颗粒,使得其在细胞的微弱信号检测和纳米颗粒表征等领域的应用受到极大的限制。厦门大学颜晓梅教授课题组首次将瑞利光散射技术融入鞘流单分子荧光检测技术,通过减小探测区体积至飞升级(femtoliter)以及延长纳米颗粒穿越激光探测区的时间至毫秒(milliseconds)等措施有效地降低背景信号和增强发射光子数,使流式检测技术的检测灵敏度大幅度提升,创建单颗粒水平多参数定量表征新技术-超高灵敏流式检测技术,实现了单个低折射率纳米颗粒的散射检测灵敏度达到前所未有的24 nm(较传统流式细胞仪至少提升5个数量级),实现了纳米颗粒的多参数同时表征,检测速率高达每秒钟上百次。快速获得粒径及生物化学性状的分布特征,不仅具有高度的统计代表性,通过对单个纳米粒子散射和多色荧光的同时检测,而且可实现参数之间的相关分析,对纳米生物样本的粒径及其分布、颗粒浓度、以及携载化学或基因药物、表面偶联的靶向探针分子的数量及其分布等性状进行快速的多参数同时定量表征。自然界中存在着众多天然的生物纳米颗粒,如细菌、病毒、细胞器和囊泡,都是生命科学的研究热点。人工合成的功能性纳米颗粒在靶向载药、肿瘤高分辨成像、疾病诊断等领域显示出重要的应用前景。迫切需要对纳米颗粒粒径,浓度和生化性能进行定量表征

 

2、应用案例

1)建立了高分辨的纳米颗粒粒径分布快速表征技术
电子显微镜(透射电镜和扫描电镜)是纳米颗粒粒径和形貌表征的首要方法,但是存在样品制备繁琐、测量速度慢、尤其是粒径分布统计存在一定的主观性并且因为统计个数偏少(100-200 个)而缺乏代表性等不足。动态光散射技术(dynamic light scattering, DLS)虽然能够快速、准确地测定纳米颗粒悬液的平均粒径,但是这种集权平均的检测技术分辨率较低,不适用于混合样或者多分散样品的检测,灰尘或杂质颗粒存在时容易出现较大的偏差。超高灵敏流式检测技术通过对单个纳米颗粒散射光强度的测定实现其颗粒粒径的表征,可以在1 分钟的时间内对几千个纳米颗粒的散射光强度进行逐一测定,借助同样材质的粒径标准球,实现纳米颗粒粒径分布的高分辨表征(对于二氧化硅纳米颗粒,分辨率为~5 nm),仅需2-3 分钟就可获得透射电镜需要数小时才能得到测试结果,而且更具统计代表性。

图3. 透射电镜、动态光散射和超超高灵敏流式的纳米硅球粒径表征结果

2)发展了基于单颗粒计数的纳米颗粒浓度测定方法
纳米颗粒浓度的准确测定是纳米科技发展的一个重要保障,而对于形状不规则、粒径不均一的复合或杂化纳米粒子,目前国际上还没有一种切实可行的颗粒浓度准确测定方法。基于超高灵敏流式检测的单颗粒计数,我们发展了纳米颗粒浓度的无标样绝对定量和荧光纳米微球内标定量两种方法,具有快速(2-3 分钟)、简便(悬液检测)、灵敏(10 微升fM-pM 的颗粒样本)、不受限于颗粒形状的规则性、无需了解颗粒的材质密度等优点,解决了形状不规则、复合、杂化纳米粒子的浓度难以准确测定的问题(J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12176-12178)。目前已实现聚苯乙烯纳米粒子、二氧化硅纳米粒子、聚吡咯/二氧化硅复合纳米粒子、纳米金、纳米银、病毒、细菌以及阿霉素脂质体、siRNA-脂质纳米粒等颗粒浓度的准确测定。

3)建立了纳米载药系统的多参数定量表征新技术
在纳米颗粒粒径及其分布、颗粒浓度快速表征的基础上,我们利用原创的超高灵敏流式检测技术建立了纳米载药系统的功能分子(如表面偶联靶向分子探针分子,携载的化学药物、基因药物)的定量表征方法,将为生物医学研究和纳米药物研发提供独特的单颗粒水平多参数定量征技术。