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Measurement of the Sizes of Fluorescent Microspheres |
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Introduction
Fluorescent microsphere 는 특정 파장의 빛을 흡수하고 고유한 형광 스펙트럼을 방출할 수 있습니다.
이들은 생물 의학 연구, 바이오센서, fluorescent labeling, 그리고 cell imaging 등 다양한 분야에서 광범위하게 사용됩니다.
이러한 microsphere 는 fluorescent probes, markers, 또는 약물 전달, 분자 진단, 세포 추적 및 생물 분석을 위한 carrier 로 사용할 수 있습니다.
제조 공정, 재료, microsphere size 에 따라 fluorescent microsphere 의 suspension 은 다양한 색상을 나타낼 수 있습니다.
동적 광산란 (Dynamic Light Scattering, DLS) 은 fluorescent microsphere 를 포함한 나노 입자의 크기를 측정하는 데 널리 사용되는 기술입니다.
그러나 형광의 존재는 때때로 DLS 측정에 방해가 될 수 있습니다.
fluorescence 는 일반적으로 넓은 스펙트럼을 가지므로 산란된 빛에 더 많은 간섭을 일으킬 수 있습니다.
이러한 간섭은 상관 함수의 낮은 절편으로 표시되는 시험 효율을 감소시키고, 결과적으로 더 작은 입자 크기와 넓은 크기 분포를 나타내게 됩니다.
이러한 잠재적 문제에도 불구하고 모든 fluorescent microsphere 가 DLS 측정에 부정적인 영향을 미치는 것은 아닙니다.
대부분의 fluorescent microsphere 는 흡수 스펙트럼이 방출 스펙트럼보다 낮습니다. DLS 장비에서 빨간색 레이저 소스를 사용하면
대부분의 노란색 및 녹색 형광 샘플이 excitation (여기) 되지 않아 측정 중 형광을 방출하지 않으며, 간섭을 방지하고 정확한 크기 특성을 보장합니다.
DLS 레이저 파장을 포함하는 excitation band (여기 대역) 을 가진 일부 샘플의 경우, 레이저 파장 외의 산란된 빛 파장을 걸러내기 위해
좁은 대역 필터를 광학 경로에 사용할 수 있습니다. 이를 통해 형광이 입자 크기 측정에 미치는 영향을 최소화할 수 있습니다.
본 애플리케이션 노트에서는 수중에 분산된 다양한 샘플의 입자 크기를 측정하기 위해 좁은 대역 필터가 장착된 BT-NBF-671 큐벳을 갖춘 BeNano 180 Zeta가 사용되었습니다.
Figure 1. BT-NBF-671 Cuvette
Experiment
다섯 개의 fluorescent microsphere 샘플이 측정되었으며, 색상은 파란색에서 빨간색까지 다양했습니다.
BeNano 180 Zeta 의 내장된 온도 제어 시스템은 25°C ± 0.1°C 로 설정되었습니다. 각 샘플은 좁은 대역 필터가 장착된 BT-NBF-671 큐벳에 주입되었으며,
샘플당 16μL 만 사용하였습니다. 입자 크기는 DLS 에 의해 173° 에서 측정되었습니다. 각 샘플은 결과의 반복성과 표준 편차를 평가하기 위해 최소 세 번 이상 테스트되었습니다.
BeNano 180 Zeta
Results and Discussion
Figure 2 는 다섯 개의 fluorescent microsphere 샘플의 상관 함수를 보여줍니다.
높은 상관 함수 절편은 양호한 신호 대 잡음비를 나타내며, 좁은 대역 필터가 형광 효과를 효과적으로 억제함을 보여줍니다.
Figure 3 은 다섯 개 샘플 모두 단일 피크와 좁은 분포를 나타냄을 보여줍니다.
Figure 2. Correlation Curves of Samples 1-5
Figure 3. Particle Size Distribution of Samples 1-5
Table 1 은 다섯 개 샘플의 입자 크기에 대한 반복성 테스트 결과를 보여주고 있습니다.
결과는 200nm 에서 500nm 사이의 평균 입자 크기 (Z-ave) 와 매우 작은 표준 편차를 보여주며, 이는 샘플의 우수한 분산성을 나타냅니다.
낮은 PDI 값은 좁은 분포를 시사하며, 측정 중 형광 효과가 효과적으로 억제되었음을 추가로 확인해 줍니다.
Table 1. Measured Size Results
Conclusion
narrow band filter 가 장착된 BeNano 180 Zeta 는 fluorescent microsphere 의 입자 크기를 효과적으로 측정합니다.
높은 상관 함수 절편과 낮은 PDI 값은 우수한 signal-to-noise ratios 와 narrow distribution 을 나타내며,
fluorescence interference (형광 간섭) 이 최소화되어 정확하고 결과의 재현성이 좋은 입자 크기 측정을 보장한다는 것을 보여줍니다.
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