Четырехлазерный анализатор наночастиц ZetaView Evolution Quatt

Уникальная архитектура четырехлазерного сканирования

Прибор ZetaView Evolution Quatt от компании Particle Metrix представляет собой вершину технологий визуального анализа наночастиц. В отличие от монохромных аналогов, данная модель оснащена четырьмя одновременно выровненными программно-управляемыми лазерами. Это конструктивное решение позволяет проводить сложные многопараметрические исследования в одном эксперименте, не прибегая к ручной перенастройке оптики.

Ключевой особенностью является возможность работы сразу в двух оптических режимах: регистрации рассеянного света (scatter) и флуоресцентного свечения. Благодаря этому пользователь может одновременно определять общий размер и концентрацию всех частиц в пробе (через рассеяние) и идентифицировать специфические субпопуляции по маркерам (через флуоресценцию). Наличие функции колокализации (colocalization) позволяет накладывать изображения из разных каналов, выявляя корреляцию между физическими свойствами частицы и ее биохимической принадлежностью.

Оптическая система и спектральный диапазон

Сердцем устройства является видео-микроскоп с углом сбора света 90 градусов и увеличением x10, что обеспечивает максимальный объем выборки для высокой статистической значимости результатов. Оптика спроектирована так, чтобы минимизировать артефакты и обеспечить четкость трекинга даже мелких объектов.

• Лазерный блок Quatt: Система включает четыре источника возбуждения с различными характеристиками:
  • 405 нм (синий фиолетовый) мощностью 130 мВт;
  • 488 нм (голубой) мощностью 40 мВт;
  • 520 нм (зеленый) мощностью 80 мВт;
  • 640 нм (красный) мощностью 130 мВт.
• Режим импульсов: Каждый лазер способен работать в режиме длительности импульса от 0,1 мс до непрерывного излучения, что дает гибкость при работе с фото-чувствительными образцами или требует экономии энергии.
• Фильтровое колесо: Автоматизированный механизм имеет 12 позиций. Одна позиция используется для прохождения рассеянного света, а остальные 11 — для выделения сигналов флуоресценции. Стандартная комплектация включает длиннопроходные фильтры с границами отсечки 430 нм, 500 нм, 550 нм и 660 нм, идеально подобранные под соответствующие лазеры.
• Детектирование: Используется высокочувствительная CMOS-камера с разрешением 1280x960 пикселей. Регулируемая частота кадров от 2 Гц до 60 Гц позволяет адаптироваться к скорости броуновского движения частиц разного размера.

Метрологические возможности и точность измерений

ZetaView Evolution Quatt предназначен для прецизионного определения характеристик дисперсных систем в широком диапазоне параметров. Технология моторизованного сканирования (Motorized Scanning NTA) позволяет разбить измеряемый объем на множество суб-объемов (до 39 штук), обеспечивая репрезентативность данных.

*Функции доступны при заказе конфигурации с соответствующими опциями.

Для измерения дзета-потенциала применяется метод видео-трекинга электрофоретической подвижности. Прибор автоматически контролирует температуру образца с помощью элемента Пельтье в диапазоне от температуры окружающей среды минус 5°C до 45°C, используя встроенный датчик точки росы для предотвращения конденсации. Минимальный необходимый объем пробы составляет всего 500 мкл при концентрации 10^5 частиц/мл, что критически важно для дорогих биологических материалов, таких как экзосомы или редкие белковые комплексы.

Программное обеспечение ZetaSphere и управление данными

Работа с прибором полностью автоматизирована благодаря фирменному ПО ZetaSphere. Программа берет на себя задачи выравнивания лазеров, фокусировки микроскопа и загрузки образцов через два встроенных насоса жидкостей. Это исключает субъективность оператора и повышает повторяемость результатов между лабораториями.

• Статистическая фильтрация выбросов: Интегрированный алгоритм Груббса (Grubbs test) автоматически выявляет и удаляет статистические выбросы из массива данных, повышая достоверность средних значений.
• Мультипараметрическая отчетность: Результаты генерируются в форматах PDF (полные отчеты), CSV (для экспорта в Excel/Matlab), PNG (графики распределений) и FCS (стандартизированный формат для совместимости с потоковой цитометрией).
• Живой мониторинг: Оператор видит в реальном времени такие параметры, как температура, интенсивность рассеяния, проводимость, дрейф частиц и отношение сигнал/шум, что позволяет оперативно корректировать условия эксперимента.
• Соответствие GMP/GLP: Опциональный модуль Compliance обеспечивает защиту данных от изменений и полную прослеживаемость действий пользователя, что необходимо для фармацевтической индустрии и регуляторных органов.

Вычислительный узел построен на базе мини-ПК Asus NUC с процессором Intel Core i5 (или i7 по запросу), твердотельным диском 2 ТБ и ОС Windows 11 Professional. Комплект поставки включает монитор LED, клавиатуру и мышь, делая систему готовой к работе «из коробки».

Нормативно-техническое соответствие: Международные стандарты и ГОСТы

Использование метода анализа изображений частиц (Particle Image Analysis) строго регламентировано международными организациями. Для легитимизации результатов, полученных на ZetaView Evolution Quatt, в научных публикациях и промышленных отчетах, необходимо ссылаться на действующие стандарты.

Международные стандарты (ISO/ASTM):

• ISO 13322-1:2022: «Определение характеристик частиц. Часть 1: Методы анализа изображений». Этот документ устанавливает принципы получения, обработки и интерпретации изображений отдельных частиц, что является прямым описанием технологии NTA, реализованной в приборе.
• ISO 13322-2:2022: «Часть 2: Агрегатный анализ». Важна для корректной идентификации кластеров частиц, которые могут ошибочно приниматься за крупные одиночные объекты без должной настройки пороговых значений.
• ASTM E2490-16: «Стандартная практика для определения размера частиц с помощью микроскопии». Предоставляет рекомендации по калибровке микроскопических систем и оценке неопределенности измерений.
• ICH Q6B: Руководство по тестам и спецификациям для биофармацевтических продуктов. Хотя ICH не описывает сам метод NTA детально, он требует контроля субвидимых частиц и агрегатов, для чего ZetaView Quatt служит идеальным инструментом благодаря способности различать субпопуляции.

Национальные стандарты Республики Беларусь и Российской Федерации:

• ГОСТ Р ИСО 13322-1-2014: «Определение характеристик частиц. Часть 1. Методы анализа изображений». Является официальным переводом и внедрением международного стандарта ISO 13322-1 на территории РФ и стран ЕАЭС. Данный ГОСТ обязателен для аккредитованных испытательных лабораторий, выполняющих заказы по характеризации порошков, суспензий и эмульсий.
• ГОСТ 33880-2016: «Нанотехнологии. Термины и определения». Устанавливает единую терминологию, такую как «наночастица», «агрегат», «конгломерат», что предотвращает ошибки в интерпретации данных, особенно при использовании функции колокализации для разделения этих состояний.
• ГОСТ Р 57294-2016: «Нанотехнологии. Руководство по оценке безопасности наноматериалов». Документ подчеркивает важность знания физических свойств (размер, форма, заряд поверхности/дзета-потенциал) для оценки токсикологического профиля. Измерение дзета-потенциала на ZetaView Quatt напрямую помогает выполнить эти требования.
• СанПиН 1.2.3685-21: (РФ) Гигиенические нормативы. Требуют точного знания дисперсного состава аэрозолей и пылевых частиц для оценки риска вдыхания. НТА-метод позволяет получить данные о количестве частиц определенного размера, необходимые для расчета дозы воздействия.

Области применения и преимущества модели Quatt

Модель Evolution Quatt позиционируется как инструмент для самых требовательных задач в области наносиологии, биотехнологии и фармацевтики.

• Разработка вакцин и генной терапии: Возможность колокализации позволяет отличить пустые вирусные капсиды (VLPs) от полных, несущих терапевтический груз, путем совмещения сигнала размера (рассеяние) и сигнала наличия ДНК/РНК (флуоресценция с красителями типа SYBR Gold или PicoGreen).
• Изучение экзосом и EVs: Мультиканальная флуоресценция позволяет использовать несколько антител одновременно (например, CD63, CD81, TSG101), подтверждая происхождение везикул и отсеивая контаминанты белка альбумина или липопротеины низкой плотности.
• Контроль качества липосом и полимерных наночастиц: Одновременное измерение дзета-потенциала и размера позволяет прогнозировать стабильность суспензии во время хранения и в физиологических средах.

Компактные размеры корпуса (20x30x25 см) и низкое энергопотребление (максимум 30 Вт) делают этот мощный аналитический комплекс удобным для размещения в любой современной лаборатории. Сочетание четырех лазеров, автоматизации процессов и соответствия жестким стандартам ISO и ГОСТ превращает ZetaView Evolution Quatt в надежный фундамент для принятия решений в науке и производстве наноматериалов.