纳米颗粒跟踪分析仪（NTA）

纳米颗粒跟踪分析仪（NTA）用于表征纳米颗粒的粒径分布与数量浓度，解决亚微米及纳米尺度下颗粒“测不准、数不清”的问题。客户通过本检测可获得颗粒的流体力学直径分布、各粒径区间的颗粒浓度以及多分散样品的分辨结果，为配方筛选、稳定性评价与批次一致性判定提供依据。该技术广泛用于生物医药（外泌体、脂质体、病毒载体）、纳米材料、涂料与墨水等行业的胶体体系表征。

基本原理

NTA 基于激光散射显微成像与颗粒布朗运动追踪。激光束穿过样品池照亮视野内的颗粒，颗粒散射光由显微镜物镜收集并成像于 CMOS 相机，相机以固定帧率连续采集视频。软件对每个颗粒在相邻帧间的位移进行追踪，依据斯托克斯-爱因斯坦方程 D = kBT/(3πηd) 由扩散系数 D 反算流体力学直径 d，其中 kB 为玻尔兹曼常数、T 为绝对温度、η 为介质黏度。由于逐颗粒统计，所得粒径分布为数量基分布，并可由视野体积与颗粒计数直接换算数量浓度（颗粒/mL）。

设备参数范围

本平台采用 Malvern Panalytical（马尔文帕纳科）NS300 纳米颗粒跟踪分析仪，配备激光光源、科研级 CMOS 相机与温控样品池，支持手动进样与自动进样两种模式，适用于水相及部分有机相体系。设备核心能力维度如下表所示。

· 以上为典型配置范围，具体指标以设备实际标定为准

典型应用场景

· 外泌体、脂质体、病毒载体等生物纳米颗粒的粒径分布与颗粒浓度表征

· 纳米药物、造影剂等胶体分散体系的批次一致性与稳定性评价

· 涂料、油墨、抛光液等工业浆料中纳米组分的分散状态与团聚程度判断

· 纳米材料（氧化物、金属胶体、聚合物微球）的合成工艺优化与质控

· 与 DLS 结果交叉验证，用于多分散或含大颗粒样品的粒径复核

NTA 对样品浓度与分散状态较为敏感，送样前请确认样品为分散良好的胶体体系，浓度过高需稀释后测试。

不满足浓度或分散要求的样品，可协助进行稀释与分散制样；含强挥发性溶剂、强腐蚀性或生物安全风险样品，请提前与工程师确认处理方案。

步骤 1：样品制备

· 根据样品浓度用超纯水或对应介质稀释至约 10^7~10^8 颗粒/mL 的适宜计数区间，避免颗粒重叠影响追踪

· 稀释后轻柔混匀并静置消泡，必要时用 0.22 μm 滤膜过滤稀释介质以降低背景颗粒干扰

步骤 2：装夹与检查

· 安装对应激光波长的样品池与进样管路，用稀释介质冲洗管路排除气泡

· 检查视野聚焦与激光光斑，确认背景颗粒计数在可接受的低水平后开始进样

步骤 3：上机测试

· 设置相机帧率、激光强度与检测阈值，先以短时预采集确认颗粒信号清晰、无拖尾

· 按测试方案设定温控温度与进样流速，单次采集多段视频以保证统计颗粒数达到数百至上千个

· 采集过程中监控颗粒浓度与信号稳定性，必要时调整稀释倍数或激光强度

步骤 4：数据复核

· 检查粒径分布曲线与浓度结果，剔除因气泡、聚集体或信号饱和导致的异常帧

· 对多分散样品核对各粒径组分的分辨情况，必要时重复测量评估重现性

步骤 5：报告出具

· 报告包含粒径分布图、平均粒径、各百分位粒径、数量浓度及测试条件说明

· 常规 3~5 个工作日出具报告，含数据解读要点

Q1:NTA 测出的粒径和 DLS 有什么区别？

A1:NTA 逐颗粒追踪，给出的是数量基粒径分布，对多分散样品中少量大颗粒或小颗粒组分更敏感；DLS 为光强基统计，结果受大颗粒散射强度影响较大。两者可交叉验证，多分散体系建议以 NTA 分辨组分。

Q2:测试需要多少样品？

A2:手动进样约需 0.5~1 mL，自动进样单管约 1 mL。若样品浓度高，可先取少量稀释后测试，实际用量以稀释后体积计。

Q3:测试周期多久？

A3:常规 3~5 个工作日，含样品制备与数据复核。多分散样品需重复测量或调整稀释条件时，周期可能顺延。

Q4:样品浓度多少合适？

A4:适宜计数区间约 10^7~10^8 颗粒/mL。浓度过高会导致颗粒重叠、追踪失败；过低则统计颗粒数不足，结果波动大。送样时可提供大致浓度，由工程师确定稀释倍数。

Q5:哪些样品不适合 NTA？

A5:粒径小于约 10 nm 或大于约 2000 nm 的颗粒超出设备有效范围；易快速沉降、强团聚或含大量气泡的样品会干扰追踪，需预处理后测试。强挥发性、强腐蚀性溶剂需提前评估兼容性。

Q6:结果异常或重现性差怎么办？

A6:先排查样品分散状态与稀释介质，确认无气泡与沉降；必要时重新制样复测。若因样品本身多分散或团聚导致，报告会注明并给出建议。

Q7:报告包含哪些内容？

A7:报告含粒径分布图、平均粒径、D10/D50/D90、数量浓度、测试条件（稀释倍数、温度、激光波长等）及数据解读说明，可根据需要提供原始视频与统计文件。

案例 1：外泌体提取液的粒径与浓度表征

【背景】某生物医药企业开发外泌体分离工艺，需评估不同纯化步骤后提取液的颗粒粒径分布与浓度，判断杂蛋白聚集体是否被有效去除。

【测试条件】仪器：Malvern Panalytical NS300；方法：NTA，激光波长 405 nm，相机帧率 30 fps，温控 25℃；样品：超速离心与尺寸排阻色谱两种工艺的外泌体提取液，稀释至约 10^8 颗粒/mL。

【分析结果】尺寸排阻色谱纯化样品主峰约 120 nm，数量浓度约 3×10^8 颗粒/mL，分布窄；超速离心样品在 40~60 nm 出现明显杂峰，提示存在蛋白聚集体，主峰浓度偏低。两种工艺的颗粒回收率差异约 30%。

【价值】客户据此确认尺寸排阻色谱更适合其外泌体纯化，并优化了离心参数，批次间颗粒浓度一致性明显改善。

案例 2：纳米氧化物浆料的分散稳定性评价

【背景】某涂料企业采购纳米二氧化钛浆料，发现不同批次在涂膜光泽与遮盖力上波动，怀疑浆料中纳米颗粒团聚程度不一致。

【测试条件】仪器：Malvern Panalytical NS300；方法：NTA，激光波长 532 nm，温控 25℃；样品：三个批次浆料稀释至约 10^7 颗粒/mL，测试前统一超声分散 5 min。

【分析结果】批次 A 主峰约 80 nm，分布集中；批次 B 在 80 nm 与 300 nm 附近出现双峰，大粒径组分占比约 25%；批次 C 主峰约 150 nm，提示存在部分团聚。与涂膜光泽数据对照，批次 B 光泽最低。

【价值】客户将 NTA 粒径分布纳入浆料进厂检验指标，要求大粒径组分占比低于 10%，并据此更换了分散工艺，涂膜批次稳定性提升。