نانوسایت: ابزارهای پیشرفته تحلیل نانوذرات

نانوسایت (NanoSight) شرکتی است که در زمینه طراحی و تولید ابزارهای تحلیل علمی برای نانوذراتی با قطر تقریبی بین ده نانومتر (nm) تا یک میکرون (μm) فعالیت می‌کند. این شرکت در سال 2003 توسط باب کار و جان نولز با هدف توسعه بیشتر تکنیکی که باب کار برای بصری‌سازی نانوذرات معلق در مایعات ابداع کرده بود، تأسیس شد.

نانوسایت از آن زمان تکنیک تحلیل ردیابی نانوذرات (Nanoparticle Tracking Analysis - NTA) را توسعه داده و مجموعه‌ای از ابزارها را برای شمارش، تعیین اندازه و بصری‌سازی نانوذرات در سوسپانسیون مایع با استفاده از این فناوری ثبت شده خود تولید می‌کند.

این شرکت با 25 کارمند در انگلستان، جوایز و افتخارات متعددی را کسب کرده است. تا سال 2012، بیش از 450 دستگاه از محصولات آن به فروش رفته بود و فناوری آن در بیش از 1300 مقاله علمی، ارائه و گزارش مورد استناد قرار گرفته است.

نانوسایت در تاریخ 30 سپتامبر 2013 توسط مالورن اینسترومنتس (Malvern Instruments) خریداری شد.

مرور محصولات

نانوسایت ابزارهایی را توسعه داده و تولید می‌کند که ذرات کوچک معلق را بصری‌سازی، مشخصه‌یابی و اندازه‌گیری می‌کنند. بسته به ترکیب، ذرات شناسایی شده می‌توانند تا 10 نانومتر قطر داشته باشند. ابزارهای نانوسایت قادر به تحلیل اندازه ذرات، غلظت، تجمع و پتانسیل زتا هستند. حالت اختیاری فلورسانس، با استفاده از یک فیلتر نوری، امکان شناسایی ذرات برچسب‌گذاری شده با فلورسانس را فراهم می‌کند.

هر دستگاه شامل یک دوربین علمی، یک میکروسکوپ و یک واحد مشاهده نمونه (LM12 یا LM14) است. واحد مشاهده از یک دیود لیزر برای روشن کردن ذرات در سوسپانسیون مایع که در یک محفظه جریان درون واحد نگهداری یا از آن عبور می‌کنند، استفاده می‌کند. این ابزار در کنار یک واحد کنترل کامپیوتری که یک بسته نرم‌افزاری سفارشی طراحی شده NTA را اجرا می‌کند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. NTA ویدیوهای ضبط شده با استفاده از ابزار را تحلیل کرده و توزیع اندازه ذرات و تعداد ذرات را بر اساس ردیابی حرکت براونی هر ذره ارائه می‌دهد. ردیابی برای تمام ذرات در حجم پراکندگی لیزر انجام می‌شود تا با استفاده از معادله استوکس-اینشتین، که حرکت براونی ذره را به شعاع هیدرودینامیکی معادل کروی مرتبط می‌کند، توزیع اندازه ذرات تولید شود.

دستگاه‌ها

در حال حاضر چندین دستگاه در دسترس است.

مشخصات عمومی:

• محدوده تحلیل نانوذرات: معمولاً 10 تا 1000 نانومتر، بسته به جنس ذره
• نوع ذره: هر نوع
• حلال: هر حلال غیر خورنده و آب. مجموعه‌ای از درزگیرهای مقاوم در برابر حلال موجود است.
• نیاز برق (آداپتور اختصاصی عرضه می‌شود): 110-220 ولت
• خروجی لیزر: انواع مختلف. 40 میلی‌وات در 640 نانومتر (محصول لیزر کلاس 1) برای مدل‌های پایه LM10 و LM20. لیزرهای دیگر نیز موجود است.
• حجم مورد نیاز محفظه مشاهده: 0.3 میلی‌لیتر (بیشتر مدل‌ها) یا 0.1 میلی‌لیتر (NS500، اگرچه در صورت عدم تزریق مستقیم نمونه، حجم‌های بزرگتر باید در سیستم سیالات بارگذاری شوند).

LM10

دستگاه LM10 نانوسایت بر اساس یک میکروسکوپ نوری معمولی مجهز به یک دوربین علمی (CCD، EMCCD یا sCMOS) و یکی از واحدهای مشاهده LM12 یا LM14 ساخته شده است. با استفاده از منبع نور لیزر با طول موج 405 نانومتر (آبی)، 532 نانومتر (سبز) یا 638 نانومتر (قرمز)، ذرات موجود در نمونه روشن شده و نور پراکنده توسط دوربین دریافت و بر روی کامپیوتر شخصی متصل که نرم‌افزار NTA را اجرا می‌کند، نمایش داده می‌شود.

با استفاده از NTA، ذرات به طور خودکار ردیابی و اندازه‌گیری می‌شوند. نتایج به صورت نمودار توزیع فراوانی اندازه نمایش داده شده و در فرمت‌های مختلف و منتخب کاربر، از جمله صفحات گسترده و فایل‌های ویدیویی، صادر می‌شوند. علاوه بر این، کلیپ‌های ویدیویی غنی از اطلاعات ممکن است برای مراجعه بعدی و تحلیل‌های جایگزین ضبط و بایگانی شوند. LM10 برای اکثر کلاس‌های نانوذرات تا 10 نانومتر (بسته به چگالی ذره) پراکنده در طیف وسیعی از حلال‌ها اثبات شده است.

LM10-HS

دستگاه LM10-HS مشابه واحد استاندارد LM10 است اما دارای یک دوربین sCMOS با حساسیت بالا (در مدل‌های اولیه EMCCD) است. این امر امکان تحلیل ذرات کوچکتر با ضریب شکست پایین‌تر را فراهم می‌کند.

LM10-HS بیشتر برای اندازه‌گیری نمونه‌های بیولوژیکی از جمله ویروس‌ها و واکسن‌ها استفاده می‌شود.

LM20

LM20 نانوسایت در اصل یک LM10 'جعبه‌بندی شده' است که برای سهولت استفاده بیشتر طراحی و ساخته شده است. این دستگاه با استفاده از همان واحد مشاهده استاندارد LM12 مانند LM10، نتایج مشابهی را با تحلیل‌های اجرا شده بر روی سیستم LM10 ارائه می‌دهد. معمولاً LM20 در کاربردهای صنعتی بیشتر، مانند تحلیل ذرات مورد استفاده در رنگ‌ها، رنگدانه‌ها، لوازم آرایشی و مواد غذایی، استفاده می‌شود. LM20 برای کاربرانی که با استفاده از میکروسکوپ آشنایی ندارند، ایده‌آل است.

NS500

NS500 شامل چندین ویژگی خودکار، از جمله پمپ‌های پریستالتیک کنترل شده توسط کامپیوتر و موقعیت‌یابی صفحه، برای تکرارپذیری و سهولت استفاده است. از طریق رابط نرم‌افزار NTA Suite، سیستم سیالات می‌تواند برای تزریق نمونه‌ها به یک محفظه مشاهده کوچک، رقیق کردن نمونه‌ها تا حد مشخص، شستشوی سیستم بین نمونه‌ها، یا تمیز کردن و خشک کردن محفظه مشاهده استفاده شود. در مقایسه با مدل‌های قبلی، NS500 نیازی به تمیز کردن دستی محفظه مشاهده بین هر نمونه ندارد و در نتیجه توان عملیاتی را افزایش می‌دهد. موقعیت‌های صفحه نوری را می‌توان برای خوانش‌های نوری و فلورسانس تنظیم کرد که تکرارپذیری را بهبود می‌بخشد. کنترل دمای نمونه نیز قابل برنامه‌ریزی است. NS500 می‌تواند هم برای اندازه‌گیری ایستا و هم اندازه‌گیری جریانی با استفاده از پمپ سرنگ اضافی مورد استفاده قرار گیرد. یک تعویض‌کننده نمونه می‌تواند توان عملیاتی را برای اندازه‌گیری‌های ایستا افزایش دهد و با استفاده از اسکریپت‌ها، اندازه‌گیری‌های توان عملیاتی بالا تحت جریان در دسترس است.

NS200

مانند LM20، اما با یک دوربین با حساسیت بالا مانند NS500، NS200 دارای یک محفظه است و برای استفاده در محیط‌های صنعتی، مانند تولید جوهر، رنگ، رنگدانه، پتروشیمی و واکسن ایده‌آل است. پیکربندی آن برای مطالعه نانوذرات کوچک یا در غیر این صورت ضعیف پراکنده، مانند ویروس‌ها، فاژها، لیپوزوم‌ها و سایر نانوذرات دارورسانی، و توده‌های پروتئینی طراحی شده است. این دستگاه می‌تواند در یک محیط غیر آزمایشگاهی توسط افرادی که با میکروسکوپ آشنایی ندارند، مورد استفاده قرار گیرد.

کاربردها

ابزارهای نانوسایت برای طیف وسیعی از کاربردها استفاده می‌شوند، از جمله:

• نانوذرات سرامیکی و فلزی
• رنگدانه‌ها، رنگ‌ها و کرم‌های ضد آفتاب
• اگزوزوم‌ها، وزیکول‌های غشای خارجی و سایر ذرات بیولوژیکی کوچک
• ذرات دارویی - لیپوزوم‌ها
• ویروس‌ها
• نانولوله‌های کربنی (چند دیواره)
• سوسپانسیون‌های کلوئیدی و ذرات پلیمری
• لوازم آرایشی و مواد غذایی
• ذرات در سوخت‌ها و روغن‌ها (دوده، کاتالیزور، موم و غیره)
• ذرات سایش در روان‌کننده‌ها
• دوغاب‌های پولیش شیمیایی-مکانیکی
• مطالعات نانوتوکسیکولوژی

در سال 2011، اتحادیه اروپا (EU) اعلام کرد که شرکت‌هایی که از نانومواد در محصولات خود استفاده می‌کنند ممکن است ملزم به گزارش مقدار و اندازه نانومواد خود باشند. نانوسایت پیشنهاد می‌کند که محصولات آن برای شرکت‌هایی که به دنبال رعایت الزامات جدید هستند، مهم خواهند بود.

افتخارات

• جوایز ملکه برای کارآفرینی؛ نوآوری (2013)
• جایزه ملکه برای کارآفرینی در تجارت بین‌الملل (2012)
• جایزه نوآوری کسب و کار جهان فناوری (2011)
• برنده، Deloitte Technology Fast 50 (2011)

همچنین ببینید:

• تحلیل ردیابی نانوذرات
• مالورن اینسترومنتس

منابع

پیوندهای خارجی:

• نیوساینتیست - درباره نانوسایت
• وب‌سایت مالورن اینسترومنتس