Двухлазерный анализатор наночастиц ZetaView Evolution Twin

Принцип работы и уникальность архитектуры Twin

ZetaView Evolution Twin представляет собой продвинутую систему для характеризации дисперсных систем в нанодиапазоне. В основе устройства лежит метод визуального отслеживания частиц (Nanoparticle Tracking Analysis, NTA), который позволяет наблюдать за броуновским движением отдельных объектов в реальном времени. Ключевое отличие данной модели от базовой версии Mono заключается в наличии двух одновременно выровненных программно-управляемых лазеров.

Такая конструкция открывает доступ к режиму колокализации (colocalization). Это означает возможность наложения данных из двух разных оптических каналов: например, сигнала рассеянного света (scatter) и сигнала флуоресценции (fluorescence). Благодаря этому исследователь может не только определить общий размер и количество всех частиц в пробе, но и выделить специфические субпопуляции, помеченные флуорофорами. Это критически важно для анализа сложных биологических жидкостей, где необходимо отличить целевые везикулы (например, экзосомы) от белковых агрегатов или других контаминантов.

Оптическая система и лазерные конфигурации

Аппаратная часть прибора спроектирована для максимальной гибкости и автоматизации. Видео-микроскоп с углом сбора света 90 градусов и увеличением x10 обеспечивает большой объем выборки, что повышает статистическую значимость результатов. Система включает автоматическое колесо фильтров с 12 позициями, позволяющее быстро переключаться между режимами регистрации.

• Лазерный блок: Пользователь может выбрать одну из шести комбинаций двух лазеров из четырех доступных длин волн: 405 нм, 488 нм, 520 нм и 640 нм. По запросу длина волны 640 нм может быть заменена на 660 нм.
  • Мощность лазера 405 нм составляет 130 мВт;
  • Мощность лазера 488 нм — 40 мВт;
  • Мощность лазера 520 нм — 80 мВт;
  • Мощность лазеров 640 нм и 660 нм — 135 мВт.
• Режим импульсов: Каждый лазер работает с длительностью импульса от 0,1 мс до непрерывного излучения, что позволяет оптимизировать условия для чувствительных образцов.
• Фильтрация: Стандартная комплектация включает длиннопроходные фильтры с границами отсечки 430 нм (для 405 нм), 500 нм (для 488 нм), 550 нм (для 520 нм) и 670 нм (для 640/660 нм). Возможна установка индивидуальных фильтров под заказ.
• Детектирование: Высокочувствительная CMOS-камера с разрешением 1280x960 пикселей и регулируемой частотой кадров от 2 Гц до 60 Гц гарантирует четкую фиксацию траекторий даже самых быстрых частиц.

Метрологические характеристики и диапазон измерений

Twin-версия прибора демонстрирует высокую точность при работе с широким спектром материалов, от полимерных латексов до биологических мембран. Технология моторизованного сканирования позволяет разбивать измеряемый объем на множество суб-объемов (до 39 штук), обеспечивая репрезентативность данных по всей ячейке наблюдения.

* Функции доступны при заказе соответствующих опций.

Для обеспечения стабильности измерений прибор оснащен термостатируемым держателем образца на элементе Пельтье. Температурный диапазон контроля составляет от температуры окружающей среды минус 5°C до 45°C. Наличие автоматического датчика точки росы предотвращает образование конденсата на оптике, что особенно важно при работе с охлажденными образцами.

Программное обеспечение ZetaSphere и управление данными

Все процессы, начиная от загрузки образца и заканчивая обработкой данных, контролируются фирменным ПО ZetaSphere. Программа автоматически выравнивает лазеры, фокусирует микроскоп и дозирует жидкость через два встроенных насоса. Это минимизирует влияние человеческого фактора и обеспечивает воспроизводимость результатов между разными операторами и лабораториями.

• Статистическая обработка: Интегрированный тест Груббса (Grubbs test) автоматически выявляет и исключает выбросы (outliers) из массива данных, повышая надежность средних значений.
• Живой мониторинг: Во время эксперимента пользователь видит текущие показатели: размер, концентрацию, температуру, интенсивность рассеяния, проводимость, дрейф частиц и отношение сигнал/шум.
• Форматы экспорта: Результаты сохраняются в PDF (детальные отчеты), CSV (для аналитики в Excel/Python), PNG (графики распределений) и FCS (стандарт для потоковой цитометрии).
• GMP/GLP соответствие: Опциональный модуль Compliance обеспечивает защиту данных от несанкционированных изменений и полную прослеживаемость действий, что требуется в фармацевтической отрасли.

Вычислительный комплекс базируется на мини-ПК Asus NUC с процессором Intel Core i5 (i7 доступен как опция), твердотельным накопителем 2 ТБ и операционной системой Windows 11 Professional. Комплект поставки включает LED-монитор, клавиатуру и мышь.

Нормативно-техническое соответствие: Международные стандарты и ГОСТы

Результаты, полученные методом NTA и визуального анализа изображений, должны соответствовать строгим метрологическим требованиям. Использование стандартов ISO и национальных ГОСТов обеспечивает легитимность данных в научных публикациях, патентных заявках и регистрационных досье.

Международные стандарты (ISO/ASTM):

• ISO 13322-1:2022: «Определение характеристик частиц. Часть 1: Методы анализа изображений». Этот стандарт является основным для приборов серии ZetaView, так как регламентирует процедуры получения и обработки изображений одиночных частиц.
• ISO 13322-2:2022: «Часть 2: Агрегатный анализ». Важен для корректной интерпретации данных при работе с многокомпонентными смесями, где функция колокализации помогает разделить истинные агрегаты от случайно совпавших в поле зрения частиц.
• ASTM E2490-16: «Стандартная практика для определения размера частиц с помощью микроскопии». Предоставляет рекомендации по оценке неопределенности измерений и калибровке микроскопических систем.
• ICH Q6B: Требования к биофармацевтическим продуктам. Подразумевает необходимость контроля субвидимых частиц и агрегатов, для чего методы NTA и MFI (Micro Flow Imaging) являются предпочтительными альтернативами классическому светорассеянию.

Национальные стандарты Республики Беларусь и Российской Федерации:

• ГОСТ Р ИСО 13322-1-2014: «Определение характеристик частиц. Часть 1. Методы анализа изображений». Гармонизированный стандарт, идентичный международному ISO 13322-1. Обязателен для применения в аккредитованных испытательных лабораториях стран ЕАЭС при проведении испытаний порошков, суспензий и эмульсий.
• ГОСТ 33880-2016: «Нанотехнологии. Термины и определения». Устанавливает единое понятийное поле (термины «наночастица», «кластер», «агрегат»), что необходимо для правильного оформления протоколов испытаний на базе ZetaView Evolution Twin.
• ГОСТ Р 57294-2016: «Нанотехнологии. Руководство по оценке безопасности наноматериалов». Документ подчеркивает важность определения физико-химических свойств, таких как размер, форма и поверхностный заряд (дзета-потенциал), для оценки токсикологического риска. Измерение этих параметров на данном приборе напрямую отвечает этим требованиям.
• СанПиН 1.2.3685-21: (РФ) Гигиенические нормативы. Требуют знания дисперсного состава взвесей для оценки профессионального риска. Данные о концентрации частиц определенного размера, полученные методом NTA, используются для расчета предельно допустимых концентраций.

Области применения и преимущества модели Twin

ZetaView Evolution Twin идеально подходит для задач, требующих дифференциации компонентов сложной смеси без предварительного разделения проб.

• Иммунотерапия и вакцины: Колокализация позволяет отличить полные вирусные частицы (несущие генетический материал) от пустых капсидов путем совмещения сигнала размера (рассеяние) и сигнала наличия нуклеиновых кислот (флуоресценция).
• Экзосомы и внеклеточные везикулы (EVs): Мультиканальная флуоресценция дает возможность использовать маркерные антитела (CD63, CD81) для подтверждения происхождения везикул, отсеивая ложноположительные сигналы от альбумина или липопротеинов.
• Полимерные наночастицы и липосомы: Одновременное определение размера, концентрации и дзета-потенциала позволяет прогнозировать стабильность препаратов при хранении и их поведение in vivo.

Компактные габариты (20x30x25 см) и низкое энергопотребление (до 30 Вт) делают этот инструмент удобным для интеграции в существующую инфраструктуру лаборатории. Сочетание двух лазеров, функции колокализации и высокой степени автоматизации превращает ZetaView Evolution Twin в мощный аналитический центр для исследований нового поколения.