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Im Einzelpartikelz\u00e4hler wird die Suspension mit einer Kan\u00fcle in den konischen Bereich der Durchflussk\u00fcvette injiziert und anschlie\u00dfend durch die Verj\u00fcngung und den umgebenden H\u00fcllstrom beschleunigt. Dadurch werden die Partikel entlang der Str\u00f6mungsrichtung separiert und passieren \u00fcberwiegend einzeln den Laserfokus. Dabei wird f\u00fcr jedes Partikel das Streulicht in Laserstrahlrichtung (Vorw\u00e4rtsstreuung) und senkrecht dazu (Seitw\u00e4rtsstreuung) gemesse<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
Die Vorsilbe \u201eNano\u201c kennzeichnet nicht einfach nur die Gr\u00f6\u00dfe der Teilchen (kleiner als 100 nm), sondern steht f\u00fcr einen teilweise radikalen Wechsel der Teilchen-Eigenschaften: Eben weil sie so klein sind, kommen Nanoteilchen mit ganz anderen optischen, elektrischen oder magnetischen Kennzeichen daher als gr\u00f6\u00dfere Teilchen desselben Materials. Dies wird beispielsweise f\u00fcr Sonnencremes, funktionale Tinten oder Quantendots (nanometergro\u00dfe Materialstrukturen, meist aus Halbleitermaterialien, deren Eigenschaften sich in einzigartiger Weise ma\u00dfschneidern lassen) genutzt. Und auch die Medizin setzt gro\u00dfe Hoffnungen auf Nanoteilchen: Sie k\u00f6nnten beispielsweise als Vehikel dienen, mit deren Hilfe Medikamente biologische Barrieren wie die Luft-Blut- oder die Blut-Hirn-Schranke \u00fcberwinden. Man versucht mit ihnen Krebsmedikamente gezielt in einen Tumor oder einen Impfstoff direkt an den Ort seiner besten Wirksamkeit zu bringen.<\/p>\n\n\n\n
Nanopartikel stellen gro\u00dfe Anforderungen an die Messtechnik, die man f\u00fcr die Produktentwicklung, die Kontrolle der Produktionsqualit\u00e4t und nicht zuletzt auch f\u00fcr die Risikobewertung der Produkte braucht. Dabei geht es immer h\u00e4ufiger nicht nur um die Gr\u00f6\u00dfenmessung, sondern auch um die Messung der Teilchenzahl und -konzentration. Im Rahmen eines vom BMWi unterst\u00fctzten Technologietransferprojekts zwischen der PTB und der Firma LUM GmbH wurde auf Basis eines neuen Ansatzes das Messprinzip eines Einzelpartikel-Streulichtphotometers entwickelt. <\/p>\n\n\n\n
Es kann die Partikelgr\u00f6\u00dfenverteilung und die Partikelkonzentration von Nano- und Mikropartikeln in Suspensionen und Emulsionen mit hoher Aufl\u00f6sung bestimmen. Neben seiner Genauigkeit ist es gekennzeichnet durch einen sehr breiten Einsatzbereich (f\u00fcr Teilchen von 40 nm bis hin zu 10 \u00b5m) und durch gro\u00dfe Schnelligkeit: Pro Sekunde k\u00f6nnen bis zu 10 000 Teilchen analysiert werden. Die Basistechnologie nennt sich Single Particle Light Scattering (SPLS)-Technologie. Damit ermittelt das Ger\u00e4t die Intensit\u00e4t des Lichts, das von jedem einzelnen Nano- oder Mikropartikel in verschiedenste Richtungen gestreut wird. Dass die Teilchen einzeln hintereinander das Messger\u00e4t passieren, ist das Ergebnis von hydrodynamischer Fokussierung: Ein sogenannter H\u00fcllstrom bringt die Teilchen in eine Vorzugsrichtung; anschlie\u00dfend wandern sie gleichsam im G\u00e4nsemarsch durch das Zentrum der Messzelle. Diese Methode wird bereits seit Jahren sehr erfolgreich f\u00fcr die Durchflusszytometrie genutzt, mit der z. B. K\u00f6rperzellen einzeln und schnell gez\u00e4hlt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n
Das neue Messystem ist in der Lage, ohne Ver\u00e4nderungen an der Hardware Partikelsuspensionen mit unterschiedlichsten Zusammensetzungen zu analysieren. Es kann auch bei sehr hohen Ausgangskonzentrationen kleinste Gr\u00f6\u00dfenunterschiede bis in den Nanometerbereich hinein ermitteln. Sowohl das Gesamtsystem als auch einzelne Teile wie spezifische Verst\u00e4rker und die spezielle Optikanordnung basieren auf zum Patent angemeldeten Verfahren der Partner.<\/p>\n\n\n\n
Erste Ger\u00e4te sind bereits bei einem globalen Pharmakonzern in der EU f\u00fcr die Entwicklung eines Coronaimpfstoffes sowie bei einem namhaften deutschen Forschungsinstitut im Einsatz \u2013 eine Erfolgsgeschichte f\u00fcr den Transfer von gemeinschaftlichen vorwettbewerblichen Entwicklungen in aktuelle Anwendungen.<\/p>\n\n\n\n