揭秘颗粒表征方法的LOD：如何选择精准的检测方法？

纳米颗粒跟踪分析 (NTA, Nanoparticle Tracking Analysis) 是一种通过跟踪并分析单个纳米颗粒的布朗运动来测量粒径和浓度的技术。尽管NTA能够提供纳米颗粒的粒径分布和浓度信息，但由于以下原因，它无法提供传统意义上的LOD：

NTA依赖于光散射来检测颗粒，而不同颗粒的散射强度差异较大，尤其是在样品中存在多分散性时，大颗粒散射光强往往将小颗粒信号遮挡，导致粒径偏大，浓度偏低。因此，不同粒径的颗粒可能会产生不同的信号强度，使得定义一个统一的LOD变得困难。

2、颗粒浓度影响：

NTA的检测范围受到颗粒浓度的限制。浓度过高时，大小颗粒之间的相互干扰会导致分析不准确；浓度过低时，无法检测到足够数量的颗粒亦会造成取样误差和随机误差（。因此，很难确定一个适用于所有样品的低浓度检测限（不同的样本的LOD会有所不同）。同时，即便是纯化后的细胞外囊泡这类明确的样本其线性浓度区间也通常只能集中于一个数量级^[1][2]。

3、光学系统的限制：

NTA的检测灵敏度还取决于光学系统的分辨能力以及参数设定，特别是在检测小尺寸的纳米颗粒时。光学分辨能力的局限使得难以为NTA技术定义一个统一的LOD。

由于这些因素，NTA在粒径和浓度表征种提供的是一种相对定量的结果，而非绝对的低检测限。

动态光散射 (DLS，Dynamic Light Scattering) 本质上是一种用于测量悬浮液中纳米颗粒或大分子的拟合粒径的方法。由于DLS依赖于颗粒散射光的强度，同样的，在确定检测限LOD上通常具有一定的局限性：

1、散射强度的依赖性：

DLS测量的是样品中所有颗粒的平均布朗运动，因此，较小的颗粒或者低浓度的颗粒产生的散射信号可能被背景噪声淹没，难以准确检测。一般来说，DLS的LOD对于颗粒浓度和粒径范围的要求要比人们通常理解的要高。

2、多分散性和浓度影响：

在多分散体系或浓度过低的样品中，DLS难以区分各个不同大小的颗粒，因此难以准确给出一个统一的LOD。具体来说，DLS的原理假设样本都是单分散大小分布的（PDI<0.1甚至要更小），而对于多分散的（例如大多数生物样本）并不适合；另外虽然DLS原理并不能计算浓度数据，但是DLS测样对浓度却是有要求的，不合适的上样浓度会导致粒径上的巨大偏差，也容易被人忽视。

电阻脉冲感应（RPS，Resistive Pulse Sensing）方法在纳米颗粒的粒径和浓度表征中均可以给出确定的LOD。RPS通过检测单个颗粒通过微孔时引起的电阻变化来测量颗粒的尺寸和数量。因为它是单颗粒检测方法，RPS在某些条件下可以提供非常低的检测限，尤其适合检测稀释样品中的低浓度颗粒。LOD通常与微孔或纳米孔的大小和样品中的噪声水平相关联。

依赖孔径大小：

LOD通常与微孔的大小和样品中的噪声水平相关联。较小的孔径可以检测到较小的颗粒，但同时也可能增加背景噪声，从而影响LOD的准确性。

依赖噪声水平：

样品的电导性、孔道的表面特性以及背景电流的稳定性都会影响检测限。如果背景噪声低，RPS可以检测到非常小且低浓度的颗粒，从而实现较低的LOD。

一般来说，如果在RPS测试实验中能够对背景噪声进行良好控制，并选择合适的孔径和测量条件，那么可以实现较低的LOD。这使得RPS技术在某些领域（如检测稀释的生物颗粒或纳米颗粒）中具有显著优势。