नैनोपार्टिकल ट्रैकिंग विश्लेषण

नैनोकण ट्रैकिंग विश्लेषण (NTA) तरल पदार्थों में कणों को देखने और उनका विश्लेषण करने की एक विधि है जो एक प्रकार कि गति की दर को कण आकार से संबंधित करती है और गति की दर केवल तरल की चिपचिपाहट और तापमान से संबंधित है जो कण घनत्व या अपवर्तक सूचकांक से प्रभावित नहीं है तथा नैनोकण ट्रैकिंग विश्लेषण तरल निलंबन में लगभग 10-1000 नैनोमीटर के व्यास वाले छोटे कणों के आकार वितरण रूपरेखा के निर्धारण की अनुमति देता है।

तकनीक का उपयोग अल्ट्रामाइक्रोस्कोप और लेजर रोशनी इकाई के संयोजन के साथ किया जाता है जो एक साथ तरल निलंबन में छोटे कणों को ब्राउनियन गति के तहत चलने की कल्पना करने की अनुमति देता है। कणों द्वारा बिखरा हुआ प्रकाश एक चार्ज-युग्मित डिवाइस या ईएमसीसीडी कैमरा का उपयोग करके कई फ़्रेमों पर कब्जा कर लिया जाता है। कंप्यूटर सॉफ्टवेयर का उपयोग फ्रेम से फ्रेम तक प्रत्येक कण की गति को ट्रैक करने के लिए किया जाता है। स्टोक्स-आइंस्टीन समीकरण के माध्यम से गणना के अनुसार कण आंदोलन की दर गोलाकार समकक्ष हाइड्रोडाइनमिक त्रिज्या से संबंधित है। तकनीक कण-दर-कण आधार पर कण आकार की गणना करती है, गतिशील प्रकाश बिखरने जैसी पहनावा तकनीकों में अंतर्निहित कमजोरियों पर काबू पाती है। चूंकि वीडियो क्लिप विश्लेषण का आधार बनते हैं, वास्तविक समय की घटनाओं जैसे एकत्रीकरण और विघटन का सटीक लक्षण वर्णन संभव है। नमूनों को न्यूनतम तैयारी की आवश्यकता होती है, प्रत्येक नमूने को संसाधित करने के लिए आवश्यक समय को कम करना। सट्टेबाजों का सुझाव है कि अंततः विश्लेषण वास्तविक समय में बिना किसी तैयारी के किया जा सकता है, उदा। हवाई वायरस या जैविक हथियारों की उपस्थिति का पता लगाने पर।

एनटीए वर्तमान में कण प्रकार के आधार पर लगभग 10 से 1000 एनएम व्यास वाले कणों के लिए काम करता है। इस श्रेणी के सबसे निचले छोर पर कणों का विश्लेषण केवल उच्च अपवर्तक सूचकांक, जैसे सोने और चांदी के पदार्थों से बने कणों के लिए संभव है। ऊपरी आकार की सीमा बड़े कणों की सीमित ब्राउनियन गति द्वारा प्रतिबंधित है; क्योंकि एक बड़ा कण बहुत धीमी गति से चलता है, सटीकता कम हो जाती है। विलायक की चिपचिपाहट भी कणों की गति को प्रभावित करती है, और यह भी, एक विशिष्ट प्रणाली के लिए ऊपरी आकार की सीमा निर्धारित करने में एक भूमिका निभाती है।

अनुप्रयोग

NTA का उपयोग वाणिज्यिक, अकादमिक और सरकारी प्रयोगशालाओं द्वारा किया गया है जो नैनोकण विष विज्ञान , दवा वितरण, एक्सोसोम (पुटिका) एस, microvesicles , बैक्टीरियल बाहरी झिल्ली पुटिका , और अन्य छोटे जैविक कणों, वाइरालजी और टीका उत्पादन, ईकोटोकसीकोलौजी , प्रोटीन एकत्रीकरण, आर्थोपेडिक के साथ काम कर रहे हैं। प्रत्यारोपण, स्याही और रंजक, और नैनोबुलबुले।

आईएनटीए

इंटरफेरोमेट्रिक नैनोपार्टिकल ट्रैकिंग एनालिसिस (आईएनटीए) एनटीए तकनीक की अगली पीढ़ी है। यह इंटरफेरोमेट्रिक स्कैटरिंग माइक्रोस्कोपी (iSCAT) पर आधारित है, जो कमजोर स्कैटर के सिग्नल को बढ़ाता है। एनटीए के विपरीत, आईएनटीए के पास कण के आकार और बिखरने वाले क्रॉस-सेक्शन सहित दो-पैरामीटर विश्लेषण के आधार पर एक बेहतर रिज़ॉल्यूशन है।

गतिशील प्रकाश प्रकीर्णन की तुलना

डायनेमिक लाइट स्कैटरिंग (डीएलएस) और नैनोपार्टिकल ट्रैकिंग एनालिसिस (एनटीए) दोनों नैनोकणों की ब्राउनियन गति को मापते हैं जिनकी गति की गति, या प्रसार स्थिरांक, डीटी, स्टोक्स-आइंस्टीन समीकरण के माध्यम से कण आकार से संबंधित है।

${(x,y)^{2} \over 4}=Dt={K_{b}T \over 3\pi \eta d}t$

कहाँ

• Dt विसरण का Fick's नियम है, विसरण गुणांक D और समय t का उत्पाद है
• $K_{b}$बोल्ट्जमैन स्थिरांक है,
• टी पूर्ण तापमान है,
• η चिपचिपापन है
• d गोलाकार कण का व्यास है।

एनटीए में इस गति का वीडियो द्वारा विश्लेषण किया जाता है - अलग-अलग कण स्थितीय परिवर्तनों को दो आयामों में ट्रैक किया जाता है जिससे कण प्रसार निर्धारित होता है। डीटी जानने के बाद, कण हाइड्रोडायनामिक व्यास निर्धारित किया जा सकता है।

इसके विपरीत, डीएलएस व्यक्तिगत रूप से कणों की कल्पना नहीं करता है, लेकिन एक डिजिटल सहसंबंधी का उपयोग करते हुए, समय पर निर्भर बिखरने की तीव्रता में उतार-चढ़ाव का विश्लेषण करता है। ये उतार-चढ़ाव एक नमूने के भीतर बड़ी संख्या में कणों के समूह के सापेक्ष ब्राउनियन आंदोलनों से उत्पन्न होने वाले हस्तक्षेप प्रभावों के कारण होते हैं। परिणामी घातीय स्वतःसहसंबंध समारोह के विश्लेषण के माध्यम से, औसत कण आकार की गणना के साथ-साथ एक बहुपद सूचकांक की गणना की जा सकती है। पॉलीडिस्पर्स नमूनों से उत्पन्न होने वाले बहु-घातीय स्वसहसंबंध कार्यों के लिए, विखंडन कण आकार वितरण प्रोफ़ाइल के बारे में सीमित जानकारी दे सकता है।

इतिहास

बॉब कैर द्वारा एनटीए और संबंधित तकनीकों का विकास किया गया था। जॉन नोल्स के साथ, कैर ने 2003 में NanoSight Ltd की स्थापना की। यह यूनाइटेड किंगडम स्थित कंपनी, जिसके नोल्स अध्यक्ष हैं और कैर मुख्य प्रौद्योगिकी अधिकारी हैं, औद्योगिक और शैक्षणिक प्रयोगशालाओं में छोटे कणों का पता लगाने और उनका विश्लेषण करने के लिए NTA का उपयोग करने वाले उपकरणों का निर्माण करती है। 2004 में पार्टिकल मेट्रिक्स GmbH की स्थापना जर्मनी में हन्नो वाचर्निग द्वारा की गई थी। पार्टिकल मेट्रिक्स ZetaView बनाता है जो एक ही NTA सिद्धांत पर काम करता है लेकिन सैंपलिंग, जेटा पोटेंशियल और फ्लोरेसेंस डिटेक्शन को बेहतर बनाने के प्रयास में विभिन्न ऑप्टिक्स और फ्लुइडिक्स का उपयोग करता है।

यह भी देखें

• नैनो साइट लिमिटेड
• अदभुत प्रकाश फैलाव