Partikelgrößen- und Stabilitätsanalyse von Nanopartikeln in opaken Suspensionen und Emulsionen

Allgemein nutzt man zur Größenbestimmung von Nanopartikeln die Erfassung der Streulichtintensitäten thermisch bewegter Partikel in Suspensionen (Prinzip der dynamischen Lichtstreuung (DLS). Das als Photonenkorrelationsspektroskopie (PCS) bekannte Verfahren verwendet die Autokorrelation der Streulichtintensitäten zur Bestimmung der Partikelgrößenverteilung. Allerdings stellt die herkömmliche Technik extreme Verdünnungsanforderungen an die zu messende Probe.

Die im NANOPHOX realisierte Photonenkreuzkorrelationsspektroskopie (PCCS) eröffnet die Analyse der Größe von Nanopartikeln in opaken Suspensionen und Emulsionen in einem Größenbereich von 0,5 nm bis 10.000 nm bei bis zu hundertfach höheren Feststoffgehalten. Technologisch herausragendes Merkmal ist die Erfassung von zwei separaten erzeugten Streulichtintensitäten und deren Kreuzkorrelation, was eine robuste Messung auch bei hohen Probenkonzentrationen ermöglicht. Zusätzlich zur Partikelgröße wird das Aggregations- und Sedimentationsverhalten, d.h., die Stabilität der Nanosuspension oder -emulsion untersucht. Typische Applikationen sind pharmazeutische Emulsionen, Polymeremulsionen, Farben und Tinten, oxidierte Partikel wie Aluminium (II)-oxid (AlO) oder Titandioxid (TiO2) in Suspension sowie die generelle Erforschung von Nanopartikelsystemen.

Vorteile der PCCS

• robuste Messmethode für Forschung, Entwicklung und Qualitätskontrolle
• konzentrationsunabhängige Partikelcharakterisierung durch Eliminierung der Mehrfachstreuung
• Erweiterung der konventionellen PCS zur gleichzeitigen Messung von Partikelgröße und Stabilität in opaken Suspensionen und Emulsionen
• einfache Probenvorbereitung durch Vermeidung von unnötigen Verdünnungsreihen
• unempfindlich gegenüber Probenverunreinigungen
• keine Reinraumbedingungen notwendig
• direkte Messmethode der Stabilität, Agglomeration und Sedimentation von geladenen (elektrosterisch stabilisiert) bis nicht geladenen (sterisch stabilisiert) Teilchen von trüben Proben, unabhängig vom Dispergiermedium
• frühzeitige Erkennung von nicht sichtbarer Destabilisierung (Mikro-Agglomeration) von Suspensionen oder Emulsionen
• hohe Empfindlichkeit für Größenänderungen und Messung bimodaler Verteilungen
• kontaktlose Messmethode für in-situ Beobachtungen von Stabilitäts- bzw. Größenveränderungen, z.B. Wachstums- oder Kristallisationsprozessen
• ermöglicht Untersuchungen von speziellen Effekten, wie Partikel-Partikel-Wechselwirkungen und Viskositätsänderungen von hochkonzentrierten Proben
• breiter Konzentrationsbereich durch die Kombination von PCS und PCCS

Nanopartikel im originären Zustand messen

Als professioneller Wegbereiter der PCCS bieten wir das erste Tischinstrument auf Basis der Photonenkreuzkorrelationsspektroskopie (PCCS) an. Damit folgen wir konsequent unserer Strategie, innovative Instrumente zu entwickeln, die die Produkte so nah wie möglich an ihrem natürlichen Ausgangszustand messen. Das NANOPHOX-System mit der leistungsstarken Steuerungs- und Auswertungssoftware, erfüllt die Sicherheitsanforderungen der FDA und entspricht 21 CFR Rule 11.