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檢測限 (LOD, Limit of Detection) 是指分析方法能夠可靠檢測到的最小物質(zhì)濃度或數(shù)量，代表著方法的靈敏度。對于藥物遞送和納米載藥系統(tǒng)，準(zhǔn)確報(bào)告LOD不僅幫助確定檢測方法的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，還關(guān)系到低濃度顆粒的檢測、監(jiān)管合規(guī)性（進(jìn)行藥品申報(bào)或質(zhì)量控制時，監(jiān)管機(jī)構(gòu)如FDA、EMA等通常要求詳細(xì)報(bào)告顆粒表征方法的LOD）、方法驗(yàn)證，以及科研成果的可信度。那么，市場上的各種顆粒表征方法或儀器，能否提供準(zhǔn)確的LOD？它們的檢測原理和局限性是什么？接下來，和小編一起深入探討吧！
納米顆粒跟蹤分析（NTA）無法提供傳統(tǒng)意義上的LOD
納米顆粒跟蹤分析 (NTA, Nanoparticle Tracking Analysis) 是一種通過跟蹤并分析單個納米顆粒的布朗運(yùn)動來測量粒徑和濃度的技術(shù)。盡管NTA能夠提供納米顆粒的粒徑分布和濃度信息，但由于以下原因，它無法提供傳統(tǒng)意義上的LOD：
NTA依賴于光散射來檢測顆粒，而不同顆粒的散射強(qiáng)度差異較大，尤其是在樣品中存在多分散性時，大顆粒散射光強(qiáng)往往將小顆粒信號遮擋，導(dǎo)致粒徑偏大，濃度偏低。因此，不同粒徑的顆?？赡軙a(chǎn)生不同的信號強(qiáng)度，使得定義一個統(tǒng)一的LOD變得困難。
2、顆粒濃度影響：
NTA的檢測范圍受到顆粒濃度的限制。濃度過高時，大小顆粒之間的相互干擾會導(dǎo)致分析不準(zhǔn)確；濃度過低時，無法檢測到足夠數(shù)量的顆粒亦會造成取樣誤差和隨機(jī)誤差（。因此，很難確定一個適用于所有樣品的低濃度檢測限（不同的樣本的LOD會有所不同）。同時，即便是純化后的細(xì)胞外囊泡這類明確的樣本其線性濃度區(qū)間也通常只能集中于一個數(shù)量級[1][2]。
3、光學(xué)系統(tǒng)的限制：
NTA的檢測靈敏度還取決于光學(xué)系統(tǒng)的分辨能力以及參數(shù)設(shè)定，特別是在檢測小尺寸的納米顆粒時。光學(xué)分辨能力的局限使得難以為NTA技術(shù)定義一個統(tǒng)一的LOD。
由于這些因素，NTA在粒徑和濃度表征種提供的是一種相對定量的結(jié)果，而非絕對的低檢測限。
動態(tài)光散射（DLS）的局限性
動態(tài)光散射 (DLS，Dynamic Light Scattering) 本質(zhì)上是一種用于測量懸浮液中納米顆?；虼蠓肿拥臄M合粒徑的方法。由于DLS依賴于顆粒散射光的強(qiáng)度，同樣的，在確定檢測限LOD上通常具有一定的局限性：
1、散射強(qiáng)度的依賴性：
DLS測量的是樣品中所有顆粒的平均布朗運(yùn)動，因此，較小的顆?；蛘叩蜐舛鹊念w粒產(chǎn)生的散射信號可能被背景噪聲淹沒，難以準(zhǔn)確檢測。一般來說，DLS的LOD對于顆粒濃度和粒徑范圍的要求要比人們通常理解的要高。
2、多分散性和濃度影響：
在多分散體系或濃度過低的樣品中，DLS難以區(qū)分各個不同大小的顆粒，因此難以準(zhǔn)確給出一個統(tǒng)一的LOD。具體來說，DLS的原理假設(shè)樣本都是單分散大小分布的（PDI<0.1甚至要更?。?，而對于多分散的（例如大多數(shù)生物樣本）并不適合；另外雖然DLS原理并不能計(jì)算濃度數(shù)據(jù)，但是DLS測樣對濃度卻是有要求的，不合適的上樣濃度會導(dǎo)致粒徑上的巨大偏差，也容易被人忽視。
綜上，我們可以發(fā)現(xiàn)NTA和DLS均無法給出實(shí)際意義的LOD。這點(diǎn)在國際細(xì)胞外囊泡學(xué)會（ISEV，International Society for Extracellular Vesicles）發(fā)布的最新指南中也明確指出：需要公布檢測方法的LOD，從而允許其他人驗(yàn)證結(jié)果，而不管靈敏度限制如何。但目前尚無方法為納米顆粒跟蹤分析（NTA）、動態(tài)光散射（DLS）或成像流式細(xì)胞術(shù)得出可追溯的LOD[3]。
電阻脈沖感應(yīng)（RPS) 方法可以表示確定的LOD
電阻脈沖感應(yīng)（RPS，Resistive Pulse Sensing）方法在納米顆粒的粒徑和濃度表征中均可以給出確定的LOD。RPS通過檢測單個顆粒通過微孔時引起的電阻變化來測量顆粒的尺寸和數(shù)量。因?yàn)樗菃晤w粒檢測方法，RPS在某些條件下可以提供非常低的檢測限，尤其適合檢測稀釋樣品中的低濃度顆粒。LOD通常與微孔或納米孔的大小和樣品中的噪聲水平相關(guān)聯(lián)。
依賴孔徑大小：
LOD通常與微孔的大小和樣品中的噪聲水平相關(guān)聯(lián)。較小的孔徑可以檢測到較小的顆粒，但同時也可能增加背景噪聲，從而影響LOD的準(zhǔn)確性。
依賴噪聲水平：
樣品的電導(dǎo)性、孔道的表面特性以及背景電流的穩(wěn)定性都會影響檢測限。如果背景噪聲低，RPS可以檢測到非常小且低濃度的顆粒，從而實(shí)現(xiàn)較低的LOD。
一般來說，如果在RPS測試實(shí)驗(yàn)中能夠?qū)Ρ尘霸肼曔M(jìn)行良好控制，并選擇合適的孔徑和測量條件，那么可以實(shí)現(xiàn)較低的LOD。這使得RPS技術(shù)在某些領(lǐng)域（如檢測稀釋的生物顆粒或納米顆粒）中具有顯著優(yōu)勢。
瑞芯智造NanoCoulter納米庫爾特粒度儀應(yīng)用RPS技術(shù)，打破光學(xué)原理的局限性，經(jīng)過十余年微納加工技術(shù)沉淀，創(chuàng)新光刻硅基固體納米孔芯片，將經(jīng)典庫爾特技術(shù)的粒徑檢測范圍從微米級下探至納米級。同時依賴高靈敏皮安級電流檢測和信號噪音的分析處理可精準(zhǔn)降噪分析每個過孔顆粒，真正意義上的單顆粒檢測，可精確分析粒徑分布廣的多分散樣本，具備更寬的粒徑LOD (15-2000 nm) 和極寬的濃度LOD (106-1012 particles/mL)。
參考文獻(xiàn)
[1] Welsh JA, Goberdhan DCI, O'Driscoll L, et al. Minimal information for studies of extracellular vesicles (MISEV2023): From basic to advanced approaches [published correction appears in J Extracell Vesicles. 2024 May;13(5):e12451. doi: 10.1002/jev2.12451]. J Extracell Vesicles. 2024;13(2):e12404.
[2] Li Y, Zhang S, Liu C, et al. Thermophoretic glycan profiling of extracellular vesicles for triple-negative breast cancer management. Nat Commun. 2024;15(1):2292.
[3] Tian Y, Tian D, Peng X, Qiu H. Critical parameters to standardize the size and concentration determination of nanomaterials by nanoparticle tracking analysis. Int J Pharm. 2024;656:124097.
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