利用充满流体的管道进行纳米粒子尺寸调控取得突破

发布日期:2025-09-14 10:15:20 阅读:2234

发现具有疫苗开发的重要意义,其中粒子大小可以提供其有效性的信息。

纳米颗粒在药物递送和纳米光学等众多应用中的功能通常取决于它们的质量和大小。同时测量同一纳米颗粒的这些属性一直是具有挑战性的。现在墨尔本大学和麻省理工学院的科学家发现,可以通过将这些纳米颗粒在其原始溶液中通过一个廉价简单的机械管道实现这一测量。

在今天发表在《自然通讯》杂志上的一篇论文中,研究人员详细说明了他们如何利用现有仪器和新数学方法来做出这一发现。

简单的质量平衡通过跟踪机械振动器的频率来工作。但这些平衡能否也用于测量尺寸呢?为了回答这个问题,研究团队研究了当纳米颗粒置于振动的机械充满流体的管道中时它们如何移动。

墨尔本大学研究员和共同作者杰西·F·科利斯博士说:“虽然以前的应用集中于纳米颗粒相对于周围流体的上下运动,但我们想知道旋转运动的影响。”

利用充满流体的管道进行纳米粒子尺寸调控取得突破

麻省理工学院博士后研究员和共同作者乔治奥斯·卡西基斯做出了关键的实验观察,发现即使管道不是上下振动,管道的振动也会发生变化。

科利斯博士说:“基本上,纳米颗粒在液体中形成了一个孔,改变了液体流动。”“正是这种现象使我们能够开发新的数学方法,将管道振动与孔相联系,从而确定粒子的大小,而不仅仅是其质量。”

这一发现对生物技术具有重要意义,因为了解粒子大小可以用来扩展质量的已有应用。在疫苗开发中,可以称量病毒载体以确认DNA是否成功包装在病毒内。大小可以提供信息,判断病毒是否形成聚集,从而降低治疗效果的有效性。

对应作者,墨尔本大学的约翰·赛德教授和麻省理工学院的斯科特·马纳利斯教授,指导了研究的数学和实验方面。