Nanopartikel-Detektion
Die Weiterentwicklung der Durchflusszytometrie zur Auflösung im Nanopartikelbereich macht es möglich, Fragestellungen zu untersuchen, deren Beantwortung bislang nur aus Spekulationen bestand. Mehrere grundlegende Fähigkeiten der Durchflusszytometrie machen sie zu einer attraktiven Plattform für die Untersuchung von Nanopartikeln wie extrazellulären Vesikeln. Dazu gehört die Fähigkeit, eine große Anzahl von Ereignissen zu erkennen und seltene Ereignisse zu unterscheiden und gleichzeitig Informationen über die phänotypische Expression zu sammeln. Das CytoFLEX Durchflusszytometer hat die nötige Auflösung zur Erkennung von 80 nm Polystyrol-Partikeln. Dies erleichtert die Analyse biologischer Nanopartikel in einem phänotypischen Kontext.
Der Nachweis von Submikron-Partikeln mittels Durchflusszytometrie wird immer schwieriger, da die Partikelgrößen kleiner werden als die Wellenlänge des Lichts, mit dem sie nachgewiesen werden. Darüber hinaus ist die Menge an Licht, die von jedem Partikel gestreut wird, direkt proportional zum Durchmesser des Partikels und umgekehrt proportional zur Wellenlänge des Lichts, das zu dessen Nachweis verwendet wird. Diese Beziehung zeigt sich in den Gleichungen sowohl für die Mie-Theorie als auch für die Raleigh-Lichtstreuung, die zur Berechnung der theoretischen Lichtstreuung an Partikeln verwendet werden, die entweder eine ähnliche Größe haben oder viel kleiner sind als die Wellenlänge des Lichts, mit dem sie nachgewiesen werden (Bohren & Huffmann, 2010).
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Außerdem werden Lichtwellen beim Eintritt in ein Medium mit einem anderen Brechungsindex von dem neuen Medium umgekehrt proportional zur Wellenlänge des Lichts gebrochen, wobei kleinere Wellenlängen eine höhere Brechung aufweisen als größere Wellenlängen. Dieser Effekt wurde erstmals von Isaac Newton entdeckt, als er weißes Licht mit Hilfe eines Prismas in einen Regenbogen aus einzelnen Farben aufspaltete, wobei rotes Licht am wenigsten und violettes Licht am stärksten gebrochen wurde (siehe Grafik) (Newton, 1704). |
Die CytoFLEX-Plattform an Durchflusszytometern bietet die Möglichkeit, die Seitwärtsstreuung sowohl des jenseits des violetten als auch des blauen Lasers zu messen. Dies erhöht den Bereich der Partikel, die in der Probe nachgewiesen und analysiert werden können. Die kleinere violette (405 nm) Wellenlänge führt bei jeder gegebenen Partikelgröße zu mehr orthogonaler Lichtstreuung als die blaue (488 nm) Wellenlänge und erhöht den Auflösungsbereich auf kleinere Partikel, als mit der Standard-Seitwärtsstreuung erfasst werden können.
Die Verwendung von violettem Licht wird dazu beitragen, die Unterschiede in den Brechungsindizes zwischen den Partikeln und den sie umgebenden Medien zu verstärken, was wiederum die Fähigkeit zum Nachweis von Partikeln mit einem niedrigeren Brechungsindex, wie z. B. Exosomen, Mikrovesikel und Silika-Nanopartikel, erhöht.