关于微球的直径问题

最近关于这个问题的反馈不少，主要问题在于电镜方法测得的纳米粒子直径有与COA上标识的有差异。在此简单说说。

对于微小物体粒径表征方法很多，一般来讲，有下几种主要的：

1 电镜法，又分TEM（透射电镜）和SEM（扫描电镜）。TEM是用高能电子束穿透网格上的纳米颗粒，收集透过样品的电子创建图像；SEM是用聚焦的电子束对标本表面扫描并收集散射的电子创建图像。它们都是通过分析图像来测量纳米颗粒的尺寸.

2 原子力显微镜（AFM），它是用非常精细的探针扫描纳米颗粒的表面并测量其尺寸

3 纳米颗粒跟踪分析 (NTA)法，它采用显微镜和高分辨率相机跟踪流体中单个纳米颗粒的运动。通过分析纳米颗粒的运动（称为布朗运动），来确定粒子的尺寸和分布。

4 动态光散射 (DLS)。该方法是将激光束照射到纳米粒子悬浮液中并测量散射光。可以根据散射光的强度和散射角度计算纳米粒子的尺寸。

5 激光衍射（LD）法，该方法用激光束照射到纳米颗粒悬浮液中并测量衍射光来确认粒子的尺寸。

6 库尔特法，它是利用阻抗测量来计数和测定颗粒大小。

上述方法有各自的优缺点，从应用范围来看，库尔特法、LD比较适合测量微米级的颗粒，而DLS、NTA、SEM/TEM 以及AFM适合纳米级的颗粒；

从样品来看，DLS、LD、NTA以及库尔特法，都是非侵入性法，而EM和AFM，都是需要干燥样品或是高能电子束接触到样品，是侵入性，对样品可能会造成损坏;  从可行性来讲，EM和AFM专业强，费时耗力，成本高，而且测量的颗粒数有限，科研上用得比较多。
DSL法，由于其易操作性和可以同时统计大量的颗粒，误差小，重复性好，所以一直为微球生产厂家所喜爱。那是不是DSL与SEM/TEM所表征所得的参数会一样？

是不一样的！这是由其方法学带来的。DSL测的值是流体动力学直径Hd（Hydrodynamic diameter），而TEM或是SEM是测的干样品，直径会小一些，如下图所示。

图片请参考公众号“东莞汉诺”，《关于微球的直径问题》
 

所谓流体动力学直径是指当单分散粒子在悬浮在液体介质中时，其表面会粘附着一电偶极层（electric dipole layer）。由于该层影响粒子的运动，因此用动态光散射 (DLS)测量的所谓流体动力学粒子直径大多高于用透射电子显微镜 (TEM) 测量的直径。该层的厚度取决于多种因素，例如液体的电导率（离子强度）以及表面的修饰等。

厂家的COA提供的是Hd, 所以当客户用TEM或是SEM去测量纳米颗粒的直径时，会发现直径变小了。另外如前面所说，DSL分析的样本量会比电镜大，所以其STD（标准误差）也会小很多。