Uno studio comparativo sull'analisi delle nanoparticelle conferma le elevate prestazioni della TRPS

Per valutare le capacità e i limiti di ciascun metodo di analisi, il gruppo ha scelto una selezione di campioni diversi tra di loro per tipologia e complessità. Gli analiti più semplici erano campioni monomodali di particelle di polistirene tracciabili NIST, che misuravano 60, 100, 150, 200 e 240 nm di diametro. Per imitare la distribuzione dimensionale di un campione di plasma contenente EV, sono state valutate miscele bimodali, trimodali e quadrimodali di particelle di polistirene. La complessità successiva è stata introdotta tramite un campione di liposoma PEGilato disponibile in commercio e ben caratterizzato. Infine, è stato preparato un campione di plasma contenente EV mediante cromatografia ad esclusione dimensionale. Per evitare qualsiasi pregiudizio soggettivo, gli operatori di ciascuno strumento non avevano informazioni riguardanti la composizione dei campioni di polistirene monomodale e multimodale.

Quando la complessità di analisi è stata aumentata includendo campioni di nanoparticelle trimodali e quadrimodali, si sono sono potute riscontrare ulteriori limitazioni. Ad esempio una miscela trimodale contenente parti uguali di particelle da 60, 100 e 150 nm può essere completamente analizzata e rilevata solo utilizzando TRPS e nFCM. Invece di confermare un rapporto 1:1:1 (con ciascuna dimensione delle particelle che comprende il 33,3% della popolazione), NTA ha sottostimato la proporzione di particelle da 60 nm di circa il 2-5% in più occasioni. Tuttavia, questo fenomeno non è stato osservato con le particelle più grandi (100, 150 e 200 nm); cinque delle sei tecniche (TRPS, nFCM, CLS, NTA e AF4-MALS) sono state in grado di risolvere questa miscela trimodale più ampia.

Messe di fronte a una miscela quadrimodale, solo TRPS, CLS e AF4-MALS risolvevano chiaramente le sottopopolazioni. È stato necessario un tempo elevato per ottenere misurazioni con CLS e AF4-MALS, i campioni quadrimodali sono stati caratterizzati rispettivamente in una e due sessioni, mentre i dati TRPS sono stati raccolti in triplicato. Nel frattempo, NTA ha potuto rilevare solo la presenza di tre sottopopolazioni, nessuna delle quali è stata chiaramente distinta. Per nFCM, le misurazioni singole hanno risolto le miscele quadrimodali, ma è stato osservato un leggero spostamento delle dimensioni tra più misure. Quando i dati nFCM sono stati raccolti e mediati da tre esecuzioni, la risoluzione è stata persa e i picchi di 200 e 240 nm si sono uniti in uno solo.

In totale, lo studio ha incluso dieci campioni comprendenti particelle di polistirene di varie dimensioni, rapporti e numero di sottopopolazioni. Ciascuna delle tecniche ha restituito misure dall'accuratezza variabile: per NTA, le misurazioni della concentrazione hanno deviato della concentrazione nominale del 60%.;TRPS era all'altra estremità dello spettro, con misurazioni della concentrazione che rientravano in un range del 10% dalla concentrazione nominale.

Nel test finale le tecniche analitiche sono state valutate in merito alla loro capacità di misurare la concentrazione e la distribuzione granulometrica di campioni biologici complessi, ovvero campioni di plasma contenenti EV (80-250 nm e 50-400 nm). Le misurazioni della concentrazione di TRPS hanno mostrato una buona ripetibilità, con il coefficiente di variazione inferiore al 10%. Le misurazioni della concentrazione di CLS erano di due ordini di grandezza superiori ai valori di TRPS, NTA e nFCM. Non è stato possibile ottenere la concentrazione di EV utilizzando AF4-MALS, nonostante gli sforzi di due laboratori che hanno seguito un protocollo AF4-MALS pubblicato di recente (Zhang & Lyden 2019). Dato che MADLS non è riuscito a risolvere un campione quadrimodale contenente particelle nell'intervallo di dimensioni degli isolati EV, non sono state tentate le misurazioni con la MADLS.