Изон Наука - Izon Science

Izon Science Ltd.
Закрытое акционерное общество
ПромышленностьНанотехнологии
ОснованКрайстчерч, Новая Зеландия, 2005 г .; 12 лет назад
ОсновательХанс ван дер Вурн, Исполнительный директор
Штаб-квартира
Крайстчерч
,
Новая Зеландия
Обслуживаемая площадь
Мировой
Ключевые люди
Ханс ван дер Вурн Председатель и Исполнительный директор
ТоварыqNano Gold, qViro-X, qEVsingle, qEVoriginal, qMicro, Nanopore, Micropore
Интернет сайтИзон.com

Izon Science Ltd. - нанотехнологическая компания, которая разрабатывает и продает инструменты для анализа и изоляции наночастиц.

Основной инструмент компании, qNano Gold, используется в большом количестве исследовательских институтов и университетов по всему миру.[1][2]Компания была зарегистрирована как Australo Ltd. 10 января 2005 г. и переименована в Izon Science Ltd. 17 ноября 2008 г. Компания имеет широкую дистрибьюторскую сеть с офисами продаж и технической поддержки в:

  • Кембридж, Массачусетс (США)
  • Оксфорд (Великобритания)
  • Крайстчерч (Новая Зеландия)

Штаб-квартира Izon Science находится в Бернсайд, Крайстчерч, Новая Зеландия.[3]

Методология измерения, используемая приборами Izon, известна как Настраиваемый резистивный импульсный датчик (TRPS ) и использует динамически изменяемые нанопоры для обнаружения, количественной оценки и характеристики отдельных частиц в реальном времени.[4][5]

Возможности включают определение размера частиц с высоким разрешением, измерение распределения по размерам, анализ концентрации, мониторинг взаимодействия частиц с частицами в реальном времени, а также анализ заряда и подвижности частиц.

Методология измерения

Настраиваемый резистивный датчик импульсов

Настраиваемый резистивный импульсный датчик (TRPS ) позволяет проводить высокопроизводительные измерения отдельных частиц, поскольку коллоиды и / или биомолекулярные аналиты проходят через поры по одной за раз. Частицы, пересекающие нанопору, обнаруживаются как переходное изменение в потоке ионного тока, которое обозначается как событие блокады, а его амплитуда определяется как величина блокады.[6][7] Поскольку величина блокады пропорциональна размеру частиц, точный размер частиц может быть достигнут после калибровки с использованием известного стандарта. Анализ перемещения отдельных частиц через поры позволяет определять электрофоретическую подвижность частиц и рассчитывать заряд отдельных частиц одновременно с размером, что является уникальной особенностью TRPS.[8]

Измерение на основе нанопор

Микромасштабные апертуры фиксированной геометрии для обнаружения частиц использовались в широком диапазоне промышленных приложений с момента изобретения W.H. Коултером в 1950-х годах.[9] Количественное резистивное импульсное зондирование наночастиц с использованием счетчиков типа Коултера показало себя многообещающим в качестве быстрой и точной альтернативы установленным методам определения размеров.[10][11] Фиксированный размер пор позволяет проводить точные измерения размеров, но также ограничивает диапазон размеров для анализа, что влияет на измеряемую полидисперсность образца.

Приборы компании Izon преодолевают это ограничение за счет использования пор с настраиваемым размером, что позволяет оптимизировать величину импульса сопротивления относительно фонового тока путем согласования размера пор, близкого к размеру частиц. Поскольку обнаружение происходит на основе каждой частицы, можно определить истинное среднее значение и распределение полидисперсности без эффектов усреднения, присущих другим технологиям анализа размеров, таким как динамическое рассеяние света.[12]

Товары

QViro и qNano Gold были выпущены как первая в мире коммерческая платформа для нанопор 22 июня 2009 года, что стало кульминацией обширной четырехлетней программы исследований и разработок.[13][14] QViro-X заменил qViro в марте 2012 года как специализированная система анализа вирусов для быстрого определения вирусного титра и агрегации с улучшенной защитой от дезактивации.

qNano Gold

Gold - это эталонный инструмент для практической реализации TRPS для жидкостного анализа нано- и микрочастиц. Этот прибор включает чувствительную систему ручного управления для динамически регулируемых нанопор Izon, что позволяет настраиваемый резистивный датчик импульсов в широком диапазоне размеров частиц (обычно от 50 нм до 20 мкм).[15] Программное обеспечение для сбора данных позволяет просматривать необработанные или отфильтрованные данные в режиме реального времени. TRPS Использование qNano Gold позволяет по отдельности определять размер, заряд и концентрацию широкого диапазона типов частиц.

Приложения включают:

QNano Gold продается как полная система, готовая к использованию, включая базовый прибор, модуль переменного давления (VPM), жидкостную ячейку и стартовый набор нанопор, буферный раствор и стандартные наборы частиц.

qViro-X

QViro-X был запущен в марте 2012 года как система анализа вирусов нового поколения компании Izon, специально разработанная для использования в средах контроля качества, таких как производство вирусных вакцин. Измерение включает пипетирование 40 мкл образца в верхнюю жидкостную ячейку qViro-X. Обнаружение происходит в режиме реального времени, что позволяет измерять тысячи вирусных частиц, при этом общее время анализа на образец составляет 10–15 минут.

Точный результат распределения вирусных частиц по размеру, определенный для каждой частицы, полезен для оценки вирусной агрегации и стабильности во время производства вакцины. Число вирусных агрегатов можно надежно измерить и отобразить по отношению к общему количеству чистых вирусных частиц в образце. Поскольку qViro-X способен быстро подсчитывать общее количество вирусных частиц, присутствующих в образце (vp / ml), при использовании в сочетании с анализами инфекционности это позволяет пользователям определять относительные концентрации инфекционных вирусных частиц по сравнению с общим количеством вирусных частиц. настоящее время.

Одноразовые элементы прибора позволяют легко справиться с проблемами загрязнения. Корпус прибора из нержавеющей стали позволяет мыть агрессивными химикатами в соответствии со строгими требованиями к дезинфекции. Программное обеспечение, соответствующее 21 CFR Part 11, обеспечивает полный контрольный журнал данных, соответствующий требованиям FDA.

Приложения включают:

qEV

Запущенные в 2015 году колонки исключения размера qEV компании Izon Science позволяют быстро изолировать внеклеточные везикулы (EV) из супернатантов клеточных культур и сложных биологических жидкостей. Каждая колонка удаляет фоновые белки, липиды, растворенные вещества, клеточный мусор и другие частицы для повышения чувствительности и точности последующих анализов (например, TRPS, профилирование белков, профилирование РНК) при сохранении биологических свойств ЭМ.

Поскольку разделение основано на размере, везикулы проходят через колонку без удержания и элюируются в пустом объеме. Белки и другие загрязняющие вещества, размер которых меньше размера пор неподвижной фазы, задерживаются колонкой и элюируются позже. Другие методы выделения, которые не являются специфическими по своей природе, требуют инкубации везикул в течение ночи с буфером для осаждения. В результате везикулярные и невезикулярные частицы изолируются вместе, поэтому необходимы дополнительные шаги для отделения EV от загрязняющих частиц. Напротив, изоляция с использованием колонок qEV занимает 15 минут и удаляет 99% загрязняющих фоновых белков и до 95% загрязняющих липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) из образцов.[16]

Возможности

Размер частиц

QNano Gold и qViro-X позволяют измерять отдельные частицы и анализировать распределение популяций частиц по размерам.

Дискретный электрический сигнал регистрируется системой каждый раз, когда частица проходит через нанопору. Сигнал каждой отдельной частицы анализируется, и для образца создается состав составляющих популяций.

Величина электрического сигнала показывает объем частицы (т.е. диаметр частицы). Это позволяет быстро определить:

  • Абсолютный размер
  • Распределение по размерам и анализ объемной доли
  • Разрешение отдельных популяций в смеси образцов
  • Оценка полидисперсности
  • Уровни агрегирования и / или фрагментации
  • Количество и концентрация частиц разного размера

Концентрация

Оценка концентрации образцов, содержащих наночастицы, является ключевым параметром для исследователей во многих областях. qNano и qViro могут определять концентрацию широкого диапазона типов частиц, включая моно- и полидисперсные популяции. Он обеспечивает быстрое и точное определение:

  • Количество бактерий
  • Количество вирусов
  • Количество препарата
  • Дозировка доставки лекарства
  • Количество вирусных агрегатов
  • Количество бактерий и клеточных фрагментов

Динамика реакции

Динамика реакции включает - идентификацию и анализ взаимодействий частицы-частицы, частицы-биомолекулы, функционализации и агрегации.

Начало, середину и конец взаимодействий можно эффективно отобразить, анализируя тонкие изменения в размере частиц, поверхностном заряде и концентрации одновременно и на индивидуальной основе, что позволяет определять динамику взаимодействия и выходы.

Это применимо ко многим различным ситуациям:

  • Подтверждение связывающих взаимодействий и функционализации
  • Сравнение свойств образцов до и после взаимодействия
  • Обнаружение и диагностика малых молекул - реакции связывания между небольшими молекулами и поверхностью частиц позволяют обнаруживать молекулы, которые в противном случае могут быть ниже предела обнаружения прибора
  • Сравнение свойств после воздействия различных экспериментальных условий, таких как pH, ионная сила, количество добавленных реагентов и температура
  • Мониторинг в реальном времени событий связывающего взаимодействия, по частям, путем объединения реагентов в верхней ячейке с жидкостью

Последняя версия программного обеспечения Izon Control Suite v2.1 позволяет улучшить анализ реакций по мере их возникновения.

Приложения и области исследований

Области исследований, в которых в настоящее время используются платформы qNano Gold и qViro-X, включают исследования внеклеточных везикул, доставки лекарств исследования, вирусология, вакцинология, генная терапия, анализ микровезикул, нанонаука и промышленные исследовательские приложения, например микрофлюидические исследования.[17] Приборы qViro-X и qNano Gold могут использоваться в широком диапазоне исследовательских сред, включая лаборатории, клиники и на местах.[18]

Запчасти и расходные материалы

Нанопоры

Нанопоры из термопластичного полиуретана Izon являются расходными материалами, подходящими для инструментов qNano Gold и qViro-X.

Нанопоры изготавливаются в крестообразной форме из термопластичного полиуретана с использованием запатентованной технологии. При установке на инструменты qNano Gold или qViro-X крестообразную форму можно равномерно растянуть вдоль осей x и y, чтобы повлиять на корректировку нанопоры в нанометровом масштабе.

Жидкие клетки

Каждая ячейка с жидкостью разделена на две секции, причем верхняя и нижняя части ячейки с жидкостью соединяются вместе после того, как крестообразная нанопора была расположена между двумя половинами. Минимальный необходимый объем пробы жидкости составляет 40 мкл.

Точки прямого доступа к жидкости в верхнем и нижнем отсеках ячейки для жидкости позволяют легко и безопасно работать с образцами.

Электрическое соединение выполняется с нижней частью жидкостной ячейки через экранированный разъем SMA. Хлорид серебра электроды вставлены в ячейку для жидкости. Ячейка для жидкости имеет экранирование для минимизации электрических шумов.

Модуль переменного давления

Модуль переменного давления (VPM) обеспечивает контроль давления и вакуума в потоке пробы, дополняя электрофоретические операции приборов qNano и qViro. Приложение давления как доминирующей силы позволяет системе обнаруживать заряженные и незаряженные частицы, поскольку электрофорез больше не требуется для управления потоком пробы.

VPM также позволяет точно определять концентрацию.

Дополнительный поток пробы, генерируемый VPM, добавляет два порядка величины к нижнему пределу обнаружения инструментов qNano и qViro. Могут быть измерены концентрации образцов до 10 ^ 5 частиц на мл.

Путем точного управления и балансировки электрофоретических сил и сил давления, действующих на частицу, можно получить подробную информацию о подвижности и заряде в широком диапазоне сред электролита.

Первоначально VPM продавался как дополнительный модуль, но теперь он входит в стандартную комплектацию приборов qNano или qViro.

Рекомендации

  1. ^ «Пресс-релиз: компания Izon Science спонсирует встречу ведущих нанотехнологов мира в Новой Зеландии - Королевское общество Новой Зеландии». Получено 16 июня, 2011.
  2. ^ «Сотрудничество в области исследований, официальный сайт компании Izon Science». Получено 16 мая, 2011.
  3. ^ Веб-сайт офиса компаний Новой Зеландии, последнее посещение - 15 мая 2011 г.
  4. ^ Г. Сет Робертс, Дарби Козак, Уилл Андерсон, Мюррей Ф. Брум, Роберт Фогель и Мэтт Трау. Настраиваемые нано / микропоры для обнаружения и различения частиц: сканирующая спектроскопия ионной окклюзии ». Small (2010) - Том 6, выпуск 23, страницы 2653–2658.
  5. ^ Стивен Дж. Сауерби, Мюррей Ф. Брум, Джордж Б. Петерсен. «Динамически изменяемые размеры апертуры в нанометровом масштабе для молекулярного зондирования» Датчики и приводы B: Chemical Volume 123, Issue 1 (2007), страницы 325-330
  6. ^ Фогель, Роберт; Уиллмотт, Джефф; Козак, Дарби; Робертс, Г. Сет; Андерсон, Уилл; Греневеген, Линда; Глоссоп, Бен; Барнетт, Энн; Тернер, Али; Трау, Мэтт (2011). «Количественное определение размеров нано / микрочастиц с настраиваемым датчиком пор эластомера». Аналитическая химия. 83 (9): 3499–3506. Дои:10.1021 / ac200195n. PMID  21434639.
  7. ^ «Электрические характеристики qNano для обнаружения частиц - Калифорнийский университет в Санта-Крузе, Baskin Engineering» (PDF). Получено 16 июня, 2011.
  8. ^ Козак, Дарби; Андерсон, Уилл; Фогель, Роберт; Чен, Шон; Антау, Фиах; Трау, Мэтт (2012). «Одновременные измерения размера и ζ-потенциала отдельных наночастиц в дисперсии с использованием датчиков пор с настраиваемым размером». САУ Нано. 6 (8): 6990–6997. Дои:10.1021 / nn3020322. PMID  22809054.
  9. ^ Уоллес, Колтер (20 октября 1953 г.). "US 2656508". Средства для подсчета взвешенных в жидкости частиц. Получено 15 мая, 2011.
  10. ^ Р. Р. Энрикес; Т. Ито; Л. Сан; Р. М. Крукс «Возрождение счета Коултера для анализа наноразмерных объектов» The Analyst 2004, 129, 478-482.
  11. ^ Т. Ито; Л. Сан; Р. Р. Энрикес; Р. М. Крукс "Счетчик наночастиц Соултера на основе углеродных нанотрубок" Acc. Chem. Res. 2004, 37, 937-945.
  12. ^ Ито, Т .; Вс, л .; Беван, М. А .; Крукс, Р. М. (2004). «Сравнение размеров наночастиц и измерений электрофоретической подвижности с использованием счетчика Коултера на основе углеродных нанотрубок, динамического рассеяния света, просвечивающей электронной микроскопии и фазового анализа рассеяния света». Langmuir. 20 (16): 6940–6945. Дои:10.1021 / la049524t. PMID  15274607.
  13. ^ Пресс-релиз: Izon запускает первую в мире коммерческую платформу для нанопор 22 июня 2009 г.
  14. ^ «IZON запускает первую в мире коммерческую платформу для нанопор». PRLog. 23 июня 2009 г.
  15. ^ «Техническая информация qNano». Получено 16 мая, 2011.
  16. ^ «Изоляция экзосом qEV». Изон Наука. 2017.
  17. ^ "Институт МакДиармида, микрофлюидические устройства". Архивировано из оригинал 27 июля 2011 г.. Получено 20 июня, 2011.
  18. ^ «Сотрудничество в области исследований, официальный сайт компании Izon Science». Получено 16 мая, 2011.

внешняя ссылка