[发明专利]用于透射电子显微镜的样品制备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备含有均匀分布的纳米颗粒的样品的方法。这样的均匀分布的样品适用于使用透射电子显微镜(TEM)的基于成像的观察和定量表征。本发明有助于在液体样品中的纳米颗粒的形貌、尺寸和分布的实时研究，且不会由于样品盒的几何约束引起纳米颗粒的团聚。

背景技术

纳米颗粒或基于纳米颗粒的配方具有为了增强的治疗或诊断目的而向靶组织有效递送的优点，这通常与它们的大小、形状、表面性质、和聚集/团聚状态相关。关于纳米颗粒在水性或生理环境中的尺寸分布、聚集/团聚状态、以及形状的纳米颗粒的综合物理化学性能对于它们在生物医学应用和遵从安全规定中的用途而言是重要的，又是有挑战性的。纳米颗粒在生物体液中的聚集/团聚在确定对于生物识别而言至关重要的物理尺寸、形状和表面性质中起到了关键作用，但这样的聚集/团聚的基于图像的观测在固相中是难以实现的。透射电子显微镜(TEM)是用于观测纳米颗粒的独特且有力的工具。然而，由于纳米颗粒在常规的TEM样品中的不均匀的空间分布，所述样品是通过将纳米颗粒的溶液在铜网上干燥，或者通过在低温台样品夹(cryostage holder)上冷冻而制备的，因此TEM很少用于评价纳米颗粒在水性溶液中的空间分布。

发明内容

本发明涉及一种微片纳米吸量管的制造，所述微片纳米吸量管具有受控的腔室宽度以用于分选来自如血液样品或乳状液体的液体样品的纳米颗粒，并防止干燥过程中所述颗粒的聚集，这使得可以定量分析它们在水溶液中的聚集/团聚状态和颗粒浓度。这种微片适用于和兼容所有类型的商业TEM夹具。这样的纳米吸量管证明是用于基于TEM图像的定量表征的简单方便的取样装置。

在一个方面，本发明涉及一种用于制备用于TEM纳米颗粒表征的样品的方法，其包括：

(a)提供样品盒，所述样品盒包括：

(i)顶基板和底基板，所述基板各自具有顶表面和底表面，以及长度L1，宽度W1和厚度T1，所述顶基板和底基板是透明的且基本上彼此平行；

(ii)第一间隔物和第二间隔物，其各自具有长度L2，宽度W2和厚度h，位于所述顶基板下方和坐落在所述底基板上，所述第二间隔物被设置成与所述第一间隔物相对，并以间距d与所述第一间隔物间隔开；其中，所述间隔物的宽度W2小于所述顶基板的宽度W1；和

(iii)非封闭的腔室，其具有两个向大气开放的端部，并在所述顶基板和底基板之间和在所述第一和第二间隔物之间形成，所述腔室的特征在于，具有长度L1，宽度d，以及由所述间隔物的厚度所限定的高度h，其中该高度h比红血细胞的直径更小；(请提供图像或示意图的参考)

(b)向所述腔室中装载含纳米颗粒的液体样品；以及

(c)在所述腔室中干燥所述液体样品，以得到含有纳米颗粒的干燥样品，所述纳米颗粒附着在顶基板的底表面和底基板的顶表面上。

在另一个方面，本发明涉及上述的样品盒。

在另一个方面，本发明涉及一种用于分析在液体样品中的纳米颗粒的TEM图像的方法，包括：(请标出参考的附图以解释下文)

(a)根据上述的方法制备用于TEM纳米颗粒表征的干燥样品；

(b)将所述干燥样品放置在TEM下；以及

(c)观察并分析在所述干燥样品中的纳米颗粒的TEM图像，以得到在液体样品中的纳米颗粒的聚集、团聚和/或浓度的信息。

此外，在另一个方面，本发明涉及一种用于分析在组合物中的颗粒的TEM图像的系统，包括：(请标出参考的附图以解释下文)

(a)如上所述的样品盒；以及

(b)包含算法以进行以下功能的计算机软件：

(i)获得纳米颗粒的TEM图像并将该图像存储在计算机中；

(ii)预处理该TEM图像以增强对比度，降低噪音和背景；

(iii)将图像中的纳米颗粒从背景中分割出；

(iv)构建具有用户界面的训练数据库；以及

(v)基于在所述训练数据库中的信息将单个颗粒分类。