La Cryo-TEM est préférée car elle maintient la nanoémulsion dans son état liquide natif grâce à un processus de congélation rapide. Contrairement à la TEM standard, qui nécessite une déshydratation et une coloration qui provoquent souvent l'effondrement ou la déformation des gouttelettes, la Cryo-TEM préserve la morphologie interne et la distribution réelles de l'échantillon. Cela permet d'observer directement les détails structurels, tels que la cristallisation des médicaments et la monodispersité des gouttelettes, sans les artefacts introduits par les dommages thermiques ou le séchage.
En congelant rapidement les échantillons à des températures ultra-basses, la Cryo-TEM évite les étapes de préparation destructrices de la microscopie traditionnelle. Elle offre une vue non filtrée et à haute résolution de la véritable nature de la formulation, garantissant que les données reflètent le produit réel plutôt que les artefacts de préparation.
Le défi de l'imagerie de la matière molle
L'artefact de déshydratation
Les nanoémulsions sont des systèmes liquides. Pour être imagés par une TEM standard, les échantillons doivent généralement être séchés pour survivre au vide du microscope.
Ce processus élimine la phase continue, provoquant souvent l'effondrement ou l'agrégation des nanogouttelettes molles.
Le problème de la coloration
La TEM standard utilise fréquemment une coloration aux métaux lourds pour générer du contraste.
Bien qu'efficaces pour les matériaux durs, ces colorations peuvent masquer les détails fins de la matière molle ou induire des changements chimiques qui altèrent l'apparence de surface des gouttelettes.
Préservation de l'état natif
Technologie de congélation rapide
La Cryo-TEM utilise la vitrification, c'est-à-dire la congélation rapide de l'échantillon à des températures ultra-basses.
Cela "bloque" instantanément les composants liquides en place, créant un instantané de l'émulsion dans son environnement liquide natif.
Prévention de la déformation structurelle
Comme l'échantillon n'est pas déshydraté, les gouttelettes conservent leur forme et leur volume d'origine.
Cela élimine le risque de dommages thermiques et de rétrécissement qui induisent souvent les chercheurs en erreur lorsqu'ils utilisent des méthodes traditionnelles.
Dévoiler des informations structurelles critiques
Visualisation de la morphologie interne
La Cryo-TEM offre une transparence dans la gouttelette, pas seulement son contour.
Cela vous permet de vérifier la microstructure fine et d'identifier les problèmes potentiels tels que la cristallisation des médicaments à l'intérieur de la phase huileuse.
Confirmation de la véritable monodispersité
Vous pouvez évaluer avec précision la distribution de la taille des particules et confirmer si les gouttelettes sont des sphères uniformes.
Comme l'arrangement spatial est préservé, vous pouvez distinguer les véritables nanogouttelettes des micelles gonflées, une distinction souvent perdue dans les échantillons séchés.
Pièges courants à éviter
Interprétation erronée des agrégats
Lors de l'utilisation de la TEM standard, les gouttelettes s'agglomèrent souvent à mesure que le solvant s'évapore.
Ne confondez pas ces artefacts de séchage avec une agrégation réelle des particules dans votre formulation ; le faire peut entraîner des changements de processus inutiles.
Dépendance excessive à la forme de surface
La TEM standard peut vous montrer une forme sphérique approximative, mais elle ne parvient souvent pas à révéler la complexité interne.
Se fier uniquement à la TEM standard peut vous faire manquer une séparation de phase interne ou une cristallisation qui pourrait affecter les performances de délivrance du médicament.
Faire le bon choix pour votre objectif
Si vous caractérisez des nanoémulsions, le choix de la microscopie détermine la fiabilité de vos données.
- Si votre objectif principal est l'optimisation des processus : Utilisez la Cryo-TEM pour obtenir un retour d'information précis sur les rapports de surfactants et les processus d'agitation, basé sur la distribution réelle de la taille des particules.
- Si votre objectif principal est l'intégrité structurelle : Utilisez la Cryo-TEM pour détecter la cristallisation interne des médicaments et distinguer les différentes structures colloïdales telles que les micelles et les gouttelettes.
- Si votre objectif principal est la morphologie de base : La TEM standard peut fournir une estimation approximative de la forme, mais méfiez-vous des artefacts de déshydratation qui faussent vos mesures de taille.
La Cryo-TEM transforme la microscopie d'un outil d'estimation approximative en un diagnostic précis de la réalité liquide de votre formulation.
Tableau récapitulatif :
| Caractéristique | TEM standard | Cryo-TEM |
|---|---|---|
| État de l'échantillon | Déshydraté (séché) | Vitrifié (liquide natif) |
| Intégrité structurelle | Les gouttelettes peuvent s'effondrer ou se déformer | Forme et volume d'origine préservés |
| Risque d'artefact | Élevé (séchage et coloration) | Minimal (congélation rapide) |
| Détails internes | Souvent masqués par les colorations | Haute résolution des phases internes |
| Idéal pour | Matériaux durs / Forme approximative | Diagnostics précis de la matière molle |
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Références
- Omar Sarheed, Markus Drechsler. Formation of stable nanoemulsions by ultrasound-assisted two-step emulsification process for topical drug delivery: Effect of oil phase composition and surfactant concentration and loratadine as ripening inhibitor. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2019.118952
Cet article est également basé sur des informations techniques de Enokon Base de Connaissances .
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