Spectradyne nCS1在病毒滴度测量中的应用

病毒是一种生物纳米颗粒，已被设计用于多种应用，如疫苗开发、研究传染病以及细胞、基因治疗。在工业上，高浓度病毒被用于质量控制，以验证灭菌方法。在所有应用中，都需要准确测量病毒的浓度（滴度）。病毒滴度有两种常用的检测方法：感染性检测，如斑块或焦点形成检测，以及测量特定病毒粒子成分的化学/物理检测，如ELISA和PCR技术。这些常见的检测技术都属于劳动密集型，可能需要数小时甚至数天的时间才能完成。

病毒滴度的测量是需要能够快速测量的，特别是在试图监测病毒生产的加工/富集步骤时。Spectradyne的nCS1完美地满足了这一需求，可以在3-5分钟内提供直接滴度测量。nCS1采用了一种新型的电阻脉冲传感方法，以高分辨率快速确定纳米颗粒的尺寸和浓度。可实现±3%的尺寸精度，测量速率高达10000个粒子/秒。由于粒子是用电学法测量的，而不是光学测量，因此与其他基于光散射的技术相比， nCS1可以更容易地检测到折射率与其悬浮介质相似的生物粒子。这一技术优势使nCS1非常适合测量生物纳米颗粒。

nCS1可在几分钟内提供完整的尺寸和浓度分布，分析只需要几微升的样品和最简单的样品制备，特别是对于生物样品：芯片内置了过滤装置，消除了对样品进行预过滤的需要。而且由于待测的颗粒通常自然悬浮在弱导电介质(例如PBS)中，因此可以在其自然环境中直接测量颗粒。

• 精确得定量病毒浓度

• 几分钟即可得到测试结果

• 无需组织培养

• 仅需3μL样本量 

nCS1的工作原理

Spectradyne’s nCS1™仪器(图1)使用微流控电阻脉冲传感技术(MRPS)精确测量病毒和病毒样颗粒(VLP)的浓度和大小。（ MRPS，也称为库尔特原理)，这是一项成熟的技术，被认为是全血测量的黄金标准。

RPS技术已经使用spectradyne的专利纳米颗粒分析仪(NPA)技术进行了更新。这项技术的核心是微流控芯片(图1)，当病毒/VLP一个接一个地通过纳米收缩时，对它们进行电子检测。 

图1：Spectradyne nCS1占地面积较小，仅1.5平方英尺(左)。使用一次性微流体芯片(右)进行分析只需要3μL分析物，可以免于清洗并防止样品之间的污染。

微流体电阻脉冲传感（ MRPS）的工作原理

流体中的颗粒通过纳米级收缩孔（ NC）时，如图2所示。在NC的两侧连续施加电压。

当粒子通过NC时，输出信号与粒子的体积成比例变化。

粒子是单独测量的，不依赖于粒子材料

图2

图3显示了使用nCS1测量人类腺病毒滴度测量的可重复性，而图4以图形方式说明了纯化过程中的快速测量如何有助于量化纯化步骤的效果。

图3：重复测量人类腺病毒5型，测量浓度如图所示。重复测定的变异系数为6.5%。三次滴度测量每一次都只用了5分钟。

图4：使用nCS1进行的快速滴度测量量化了加工过程中的病毒富集。产品中病毒的浓度和纯度随着纯化的每一步而增加。

图5显示了马拉巴病毒的nCS1测量结果。马拉巴病毒是一种圆柱形病毒：该样品的TEM图像显示其直径为65nm、长度为180nm的圆柱体。通过计算圆柱体的体积，并转换为等效球面直径（ ESD），我们能够正确预测nCS1测量的平均直径约为100nm。MRPS直接测量粒子体积，不像光学技术必须假设为球形粒子。

图5

使用nCS1测量某制造商的噬菌体样品中颗粒的浓度及尺寸分布（图6）。将直径为150nm的聚苯乙烯标准颗粒和PBS-Tweet浓缩物添加到5μL的噬菌体样品中。噬菌体很容易被检测到（绿色峰），其平均粒径结果为58nm（CV~13%）。噬菌体的 浓 度 测 量结果 为3.8 x 1010个 颗 粒 /mL。nCS1还检测到粒径在75-125nm范围内的分布情况，其可以是噬菌体聚集体或制造过程中残留的细胞片段。 

图6

nCS1能够表征折射率接近周围介质的纳米颗粒，使其非常适合于病毒等生物纳米颗粒的定量分析。此外， nCS1提供的高分辨率浓度-粒度分布测量提供了一种新的方式来原位定量复杂生物样品中的多分散性--这种能力在迄今为止的商业仪器中独一无二的。