Mehrdimensionale Charakterisierung von Nanoteilchen

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. In Zusammenarbeit mit der PTB hat die LUM Gesellschaft im Rahmen eines vom BMWi unterstützten Technologietransferprojekts für die mehrdimensionale Charakterisierung von Nanoteilchen das 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 SPLSTechnology (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 Messgerät 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.