flowDLS

Inline Größenbestimmung von Nanopartikeln durch dynamische Lichtstreuung

Durchflusszelle
© Fraunhofer IMM
Durchflusszelle

Die dynamische Lichtstreuung (Dynamic Light Scattering - DLS) ist eine leistungsstarke Methode zur Charakterisierung von Partikelgrößen in Dispersionen und Polymeren. Während die Datenanalyse komplex sein kann, ist der Messprozess einfach, schnell und nicht-invasiv und lässt sich auf verschiedene Analyten anwenden. In letzter Zeit haben Lipidnanopartikel, die für mRNA-basierte Medikamente und Impfstoffe von entscheidender Bedeutung sind, Aufmerksamkeit auf sich gezogen, sodass effiziente Analysemethoden erforderlich sind. Die derzeit verfügbaren Inline-Partikelmessgeräte sind jedoch nur begrenzt einsetzbar, was die Entwicklung einer neuen kontinuierlichen DLS-Technik erforderlich machte, die benutzerfreundlich und integrierbar ist.

Bei der DLS-Methode wird die Intensität des gestreuten Lichts analysiert, um die Brownsche Bewegungsgeschwindigkeit der Partikel zu messen, die anhand der Stokes-Einstein-Gleichung mit ihrer hydrodynamischen Größe korreliert. Das neue System des Fraunhofer IMM unterdrückt durch fortschrittliche digitale Bildverarbeitung wirksam flussabhängige Bewegungseinflüsse. Es kann Partikelgrößen bei Durchflussraten von bis zu 200 ml/min analysieren und ist sowohl für stationäre als auch für pulsierende laminare Strömungen ausgelegt.

Das flowDLS-System ist kompakt, kostengünstig und verfügt über eine automatische Kalibrierung für verschiedene Partikelgrößen und Strömungsgeschwindigkeiten, sodass während des Betriebs keine Benutzereingaben erforderlich sind. Es lässt sich einfach an industrielle Steuerungssysteme anschließen und zeigt die Messwerte in Echtzeit auf einem Touchscreen an.

Das flowDLS-Gerät wurde in einer Mikroreaktor-Anordnung getestet und hat die Synthese von Niosomen und Siliciumdioxidpartikeln erfolgreich überwacht und schnelle Größenänderungen als Reaktion auf Prozessanpassungen erkannt. Es ermöglicht Inline-Messungen in mikrofluidischen Chips für Lipidnanopartikel und liefert so schnelle Einblicke in die Prozessdynamik. Insgesamt ist das flowDLS-System ideal für die Online-Überwachung in Produktionsumgebungen und gewährleistet Qualitätskontrolle und effiziente Prozessentwicklung bei minimalem Probenverbrauch.

flowDLS-Gerät
© Fraunhofer IMM
flowDLS-Gerät