Dive deep into Stunner’s light scattering

Význam tématu

Podrobná charakterizace biologických vzorků vyžaduje nejen stanovení koncentrace, ale i velikosti, molekulové hmotnosti a detekci agregací. Kombinace UV/Vis spektroskopie a dynamického rozptylu světla s otočným úhlem (RADLS) umožňuje komplexní biotypickou analýzu s minimálním objemem vzorku a vysokou rychlostí měření.

Cíle a přehled článku

Článek popisuje principy Rayleighova a Mieova rozptylu, základy klasického DLS a SLS a představuje inovativní přístup RADLS ve Stunneru. Ukazuje, jak je technologie implementována v přístroji, a popisuje workflow měření UV/Vis a RADLS na mikročipech s kapilární distribucí vzorku.

Použitá instrumentace

• Stunner od Unchained Labs s integrovanou xenonovou výbojkou pro UV/Vis spektrometrii
• Modul RADLS se dvěma laserovými zdroji a otočným detektorem fotonů
• Proprietární mikročip z COC plastu s 96 obvody a fixními mikrokuvetami (0,1 a 0,7 mm)
• Přídavné pumpy pro řízené plnění vzorku a autonomní XY-Z pozicování

Použitá metodika

• UV/Vis spektroskopie: prázdný paprsek, prázdná kuveta a měřená kuveta pro korekci spektra
• DLS: analýza korelační funkce pomocí cumulants a regularizace pro získání hydrodynamického průměru a distribuce velikosti
• SLS: měření intenzity rozptýleného světla ve vícero úhlech, výpočet Rayleighova poměru a stanovení molární hmotnosti a titru
• RADLS: otočné měření DLS a SLS ve 7–10 úhlech, extrapolace na 0° pro úhel nezávislý Z-průměr
• Výpočet poměru poloměrů Rg/Rh pro strukturální charakterizaci částic
• Plný cyklus měření probíhá v 8 krocích s automatizovaným plněním, optickou kalibrací a vlastním vyhodnocením

Hlavní výsledky a diskuse

• Stunner s RADLS dosahuje přesné determinace hydrodynamického průměru a polydisperzity pro částice od nanometrů až po LNP a agregáty
• Umožňuje detekci i velmi nízké míry agregace, což je klíčové pro stabilitu biologik
• Extrapolace měření z několika úhlů eliminuje závislost na směru rozptýleného světla a zajišťuje robustní výsledky
• Současné získání Rg a Rh přináší dodatečné informace o tvaru a vnitřní struktuře částic
• Minimální odběr vzorku (2 µl) a rychlost měření (<2 min na vzorek) podporují vysokou propustnost a šetří drahé materiály

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá kontrola kvality biologických vzorků a detekce agregací v proteinech, AAV, lipidových nanovrstvách
• Stanovení molární hmotnosti a koncentrace virových vektorů a lipidových nanočástic
• Podpora vývoje a validace léčivých látek v průmyslové analytice, QA/QC a výzkumu
• Možnost integrace s automatizací a vysokopropustnými pracovními postupy díky standardním rozměrům 96-jamkové destičky

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření analýzy o pokročilé vícedimenzionální metody a další úhly měření
• Aplikace machine learningu pro vylepšenou regularizaci a predikci distribucí částic
• Integrace s chromatografickými a iontově-výměnnými technikami pro separaci a charakterizaci komplexních směsí
• Vývoj miniaturizovaných modulů pro in-line monitoring v bioreaktorech

Závěr

Stunner s technologií RADLS představuje komplexní platformu pro kvantitativní a strukturální analýzu nanočástic, proteinů a lipidových vzorků. Kombinace vysokorychlostního UV/Vis a otočného DLS měření přináší vysokou přesnost, nízkou spotřebu vzorku a možnost detekovat i jemné změny agregace. Díky automatizaci a mikrofluidnímu designu podporuje flexibilitu a efektivitu moderních laboratoří.

Reference

V textu nebyly uvedeny explicitní literární citace.