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Nanomesstechnik: Einsatz bei der Impfstoffentwicklung

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Autor: Hildegard Lyko

Nanomesstechnik: Einsatz bei der Impfstoffentwicklung
Das Gerät LUMiSpoc analysiert bis zu 10.000 Teilchen pro Sekunde von 40 nm bis 1 µm. Bild: LUM GmbH

Die Nanotechnologie hält Einzug in verschiedene Bereiche des täglichen Lebens, da sich Teilchen im Größenbereich unterhalb von 100 nm teils durch neue optische, elektrische oder magnetische Eigenschaften auszeichnen. Dies wird z.B. für Quantendots, Sonnencremes, funktionale Tinten oder auch in der Medizin ausgenutzt. Mit der Nutzung von Nanoteilchen wächst die Herausforderung ihrer Charakterisierung in der Produktentwicklung, Produktionsqualitätskontrolle und nicht zuletzt auch für die Risikobewertung der Produkte. Neben der Größenbestimmung spielt hier die Erfassung der Anzahl der Nanoteilchen eine entscheidende und zunehmende Rolle. Als Methode der Wahl gilt noch die Elektronenmikroskopie, welche jedoch für die Abbildung der Teilchen ein Vakuum voraussetzt und sehr zeitaufwendig ist.

Die Alternative: ein hochauflösendes Einzelpartikel-Streulichtphotometer

In Zusammenarbeit mit der Physikalisch-technischen Bundesanstalt (PTB) hat die LUM GmbH Im Rahmen eines vom BMWi unterstützten Technologietransferprojekts für die mehrdimensionale Charakterisierung von Nanoteilchen ein Analysemesssystem (LUMiSpoc®) entwickelt und 2021 erstmals ausgeliefert.
Der LUMiSpoc ist ein hochentwickeltes Einzelpartikel-Streulichtphotometer, dass die Partikelgrößenverteilung und Partikelkonzentration von Nano- und Mikropartikeln in Suspensionen und Emulsionen mit einer beispiellosen Auflösung und einem Dynamikbereich von 40 nm bis zu 10 µm bestimmt. Bis zu 10.000 Teilchen können pro Sekunde analysiert werden. Basierend auf der SPLS-Technology® (Single Particle Light-Scattering) misst der LUMiSpoc die Intensität des Lichtes, dass von jedem einzelnen Nano- und Mikropartikeln in verschiedene Richtungen gestreut wird, wenn diese nacheinander einen stark fokussierten Laserstrahl mit winzigem Querschnitt passieren. Die Partikeltrennung erfolgt durch hydrodynamische Fokussierung des Probenstroms. Der volumenkalibrierte Probenfluss ermöglicht eine genaue Messung der Partikelkonzentration.

Das Gerät analysiert sehr breite, über mehrere Größenordnungen multimodale oder polydisperse reale Partikelsuspensionen ohne jegliche Änderung von Hardware und ermittelt kleinste Größenunterschiede bis in den Nanometerbereich auch für sehr hohe Ausgangskonzentrationen.
Erste Geräte wurden einem globalen Pharmakonzern in der EU für die Entwicklung eines Corona-Impfstoffes sowie einer namhaften nationalen akademischen Einrichtung bereits übergeben.

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