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技术趋势
Technology Trends
纳米粒子成像
光学系统实现生物药物中纳米粒子的成像
文/ VSD
对于药物配方、开发、制造和储存的稳定性,注
射药物中颗粒物的类型、大小和数量影响着药物的疗
效。在某些情况下,这种不溶性颗粒也可能存在某种
潜在的安全风险。了解这些颗粒的性质,对于确保药
物具有预期的药效、并不会造成不良事件至关重要。
“到目前为止,即使是最先进的技术也无法检测
和计算小于 10μm 的颗粒数目,”美国 Fluid Imaging
Technologies 公司首席执行官 Kent Peterson 说,“由于
缺乏此类操作的技术能力,因此就更容易理解为什么
许多药剂学家提出关注 10μm 或更大颗粒的检测线。”
但是现在,Fluid Imaging Technologies 公司的一种
专有新成像技术,使检测、计数和表征小于 10μm 的
颗粒物成为可能。这种称为纳米流动成像(Nano-Flow
图2:软件模型实时自动测量40多种不同参数,从尺寸、数量和浓度到颜色、灰度
Imaging)的技术已应用于该公司的新型 FlowCam 和形态特征(如圆度、伸长率和纤维卷曲)。
Nano 仪器中(见图 1)。使用这种新型仪器,首次看到了
300nm 到 10μm 的流体中的成千上万个单个纳米粒子和微 算颗粒的数量和浓度,提供基于 40 种以上不同参数的测
量数据,从尺寸和颜色到形态特征,如圆度、伸长率
和纤维卷曲(见图 2)。高品质的高分辨率图像产生了
高度准确的数据,并且可以使用公司的专有模式识别
软件来帮助确定颗粒的类型,例如,通过辨别无定形
蛋白质聚集体中玻璃状碎片中的圆形硅油滴,来确定
颗粒的类型。
最初的 FlowCam 系统包含三项核心技术 :光学系
统、电子系统和流体系统。流体系统使用一个超高精
度计算机控制的注射泵,将流体样品拉过流通池。光
学系统与显微镜类似,在流体通过流通池时,实时捕
获流体中颗粒的图像。当成像颗粒在 2μm~5mm 范围
时,这种配置可以生成高质量图像;但对于更小的颗粒,
获得具有相同高分辨率的图像变得更具挑战性,因为
图1:使用高折射率浸镜油替换物镜和流通池之间的环境空气,实现了可检测、计
数和表征300nm至10μm颗粒物的新仪器。 可用于创建图像的像素更少。
粒,例如在治疗性蛋白产品中的纳米粒子和微粒。 “在大多数粒子成像系统中,采用低到中等数值孔径
无论是不透明颗粒、透明颗粒还是半透明颗粒,这款 (NA)的光学元件进行光学分析,通常使用一个空气物镜
高级显微镜均能自动对检测到的每个颗粒成像,并同时计 (干物镜) ,主要是为了便于使用,”Kent 解释说,“位于
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视觉系统设计 Vision Systems Design China May/Jun 2018 23