Система для характеризации белков и наночастиц Malvern Instruments Zetasizer Nano ZS

Описание

Самая распространенная система в мире. Она применяется для измерения размера, электрофоретической подвижности белков, дзета-потенциала коллоидов и наночастиц и опционально для измерения подвижности белков и микрореологических свойств растворов полимеров и белков. Высокие эксплуатационные характеристики Zetasizer Nano ZS также позволяют измерять молекулярную массу и второй вириальный коэффициент A2 макромолекул и DLS параметр взаимодействия k, D.

Кроме того, систему можно использовать в режиме потока в качестве детектора размера для гель-проникающей хроматографии или устройств фракционирования в потоке.
Zetasizer Nano ZS − высокоэффективный двухугловой анализатор размеров частиц и молекул для еще более точного обнаружения агрегатов и измерения небольших по объему или разбавленных образцов, а также образцов с очень высокой концентрацией методом динамического рассеяния света с оптикой неинвазивного обратного рассеяния NIBS. ZSP также является анализатором дзета-потенциала, использующим электрофоретическое рассеяние света для частиц, молекул и поверхностей, и анализатором молекулярной массы с использованием статического рассеяния света.

Благодаря оптике с технологией неинвазивного обратного рассеяния (NIBS) его эффективность значительно лучше, чем у систем с оптикой рассеяния под углом 90 градусов.

Кроме того, для измерения вязкости и вязкоупругих свойств образца предусмотрена опция микрореологии, а для работы с белками − опция измерения подвижности белков.

Опция работы в режиме потока предусматривает возможность подключения к системе гель-проникающей хроматографии или системам фракционирования в потоке для использования в качестве детектора размера белков или наночастиц.

На выбор предлагается несколько вариантов кювет: от одноразовых до специальных для вязких и высококонцентрированных образцов или для измерения дзета-потенциала поверхностей.

Измеряемые параметры:
Размер частиц и молекул, трансляционная диффузия (поступательная диффузия), электрофоретическая подвижность, дзета-потенциал частиц при высоких и низких концентрациях, вязкость и вязкоупругость растворов полимеров и белков, концентрация, молекулярная масса, A2, kD.

Опциональное оборудование для измерения дзета-потенциала твердых поверхностей.

• Измерение размеров от 0,3 нм (в диаметре) до 10 микрон с использованием запатентованной технологии NIBS (неинвазивное обратное рассеяние).
• Дзета-потенциал с использованием запатентованной технологии M3-PALS.
• Измерение молекулярной массы от 980 Да.
• Опция микрореологии для измерения вязкости и вязкоупругости.
• Измерение размеров в растворе белков с концентрацией 0,1 мг/мл (лизоцимы).
• Концентрации образцов от 0,1 части на млн до 40 %.
• Опциональные калькуляторы белков, в том числе для заряда белка, A2, kD и формы молекулы.
• "Фактор качества" и "Система экспертной помощи" вселяют уверенность, давая ощущение присутствия рядом с вами эксперта.
• Программная опция 21CFR part 11 для соответствия требованиям создания и ведения электронных записей/электронных подписей.
• Опция программного обеспечения для опытных исследователей, открывающая доступ к дополнительным возможностям и алгоритмам анализа данных.
• Автоматизация измерений с помощью опционального автотитратора.
• Опциональная возможность работы в режиме потока для использования системы в качестве детектора размеров для ГПХ (GPC/SEC).
• Альтернативный лазер мощностью 50 мВ c длиной волны 532 нм для образцов, несовместимых со стандартным лазером (длина волны 633 нм).
• Опциональный оптический фильтр для улучшения измерений флуоресцирующих образцов.
• Опция увеличения диапазона температур до 120 ºC.

Принцип работы

В одном компактном корпусе Zetasizer Nano ZS заключены сразу три технологии, а в дополнение к ним − множество опций и дополнительного оборудования для оптимизации и упрощения измерения разных типов образцов.

Динамическое рассеяние света применяют для измерения размеров частиц и молекул. Эта технология измеряет диффузию частиц за счёт броуновского движения и преобразует её в размер и распределение по размерам с помощью соотношения Стокса−Эйнштейна. Встроенная технология неинвазивного обратного рассеяния (NIBS) обеспечивает высочайшую чувствительность в сочетании с наибольшими диапазонами размеров и концентраций.

Измерение размера в зависимости от концентрации позволяет рассчитывать kD, DLS параметр взаимодействия.

Опция микрореологии позволяет исследовать структуру разбавленных растворов полимеров и белков посредством измерения размера специальных (трассирующих) частиц методом DLS (ДРС, ФКС).

Определение дзета-потенциала основано на измеренииэлектрофоретической подвижности частиц с использованием эффекта Доплера . Раствор молекул или дисперсию частиц помещают в электрическое поле, под воздействием которого они перемещаются со скоростью, зависящей отихдзета-потенциала. Эту скорость измеряют с помощью запатентованной технологии M3-PALS (рассеяние света с фазовым анализом). Она позволяет рассчитать электрофоретическую подвижность, а из нее − дзета-потенциал и распределение дзета-потенциала.

Дополнительное оборудование для измерения дзета-потенциала поверхности использует трассирующие частицы для измерения электрофоретической подвижности в объеме и вблизи поверхности образца и расчета дзета-потенциала поверхности.

Для определения молекулярной массы белков и полимеров применяют статическое рассеяние света. При этой технологии измеряют интенсивность рассеянного света в зависимости от концентрации образца и строят график Дебая. По нему можно рассчитать среднюю молекулярную массу и второй вириальный коэффициент, который, в свою очередь, является мерой растворимости молекул.

Эта технология очень требовательна с точки зрения чувствительности и стабильности всей системы и требует оптимизации каждого элемента конструкции для обеспечения точности и повторяемости.

Программное обеспечение
Программное обеспечение отличается универсальностью и многофункциональностью без ущерба для простоты использования. Стандартизованные протоколы измерения (СПИ) упрощают процесс регулярных измерений, фактор качества сочетает в себе все, что нужно для подтверждения качества измерения, а система экспертной помощи помогает при интерпретации данных.

Опции
Автотитратор MPT-2 позволяет автоматизировать исследование влияния изменений рН, проводимости и любой добавки.

На выбор предлагается несколько одноразовых и многоразовых кювет для оптимизации измерения с точки зрения объема, концентрации и измерения в потоке.

К другим опциям относятся фильтры для улучшения измерения флуоресцирующих образцов, опция увеличения диапазона температур до 120 ºC и вискозиметр для определения вязкости образца с точностью, соответствующей требованиям используемых технологий.

Характеристики

Размер частиц и размер молекул

Measurement range:0,3 нм – 10,0 микрон* (диаметр).
Measurement principle:Динамическое Рассеяние Света
Minimum sample volume:12 мкл
Accuracy:Лучше, чем +/-2 % при использовании латексных образцов, соответствующих стандартам NIST
Precision/Repeatability:Лучше, чем +/-2 % при использовании латексных образцов, соответствующих стандартам NIST
Sensitivity:0,1 мг/мл (лизоцимы)

Дзета-потенциал (и опционально подвижность белков)

Measurement range:3,8 нм – 100 микрон* (диаметр).
Measurement principle:Электрофоретическое рассеяние света
Minimum sample volume:150 мкл (20 мкл при использовании метода диффузного барьера)
Accuracy:0,12 мкм см/В-с для водных систем при использовании эталонного материала SRM1980 по стандартам NIST.
Sensitivity:10 мг/мл (БСА).

Абсолютная молекулярная масса

Measurement range:980 Да – 20M Да*
Measurement principle:Статическое рассеяние света с использованием графика Дебая
Minimum sample volume:12 мкл (требуется 3–5 концентраций образца)
Accuracy:+/- 10 % (типичная)

Микрореология (опция)

Measurement principle:Динамическое Рассеяние Света
Minimum sample volume:12 мкл (только измерение DLS) *максимальный диапазон, зависит от образца

Общие требования:

Temperature control range:0 °C − 90 °C +/-0,1**, опционально 120°C.
Light source:Гелий-неоновый лазер с длиной волны 633 нм, макс. мощность 4 мВт.
Laser safety:Класс 1
Power:100VA ** at 25ºC

Масса и габариты

Dimensions (W, D, H):320 мм, 600 мм, 260 мм (Ш, Г, В)
Weight:21 кг

Условия эксплуатации:

Temperature:10°C – 35°C
Humidity:35 % - 80 % (без конденсации)

Примечания:

Patents:Серия Zetasizer Nano защищена следующими патентами: Технология неинвазивного обратного рассеяния (NIBS) EP884580, US6016195, JP11051843 Технология высоко- и низкочастотного электрофореза (M3) EP1154266, US7217350, JP04727064 Измерения светорассеяния с использованием нескольких углов детектирования EP2235501, CN102066901, JP2011523451, US20090251696 Измерение дзета-потенциала поверхности в погружной кювете WO2012172330