Se prefiere la Cryo-TEM porque mantiene la nanoemulsión en su estado líquido nativo a través de un proceso de congelación rápida. A diferencia de la TEM estándar, que requiere deshidratación y tinción que a menudo provocan el colapso o la deformación de las gotas, la Cryo-TEM preserva la verdadera morfología y distribución interna de la muestra. Esto permite la observación directa de detalles estructurales, como la cristalización de fármacos y la monodispersidad de las gotas, sin los artefactos introducidos por el daño térmico o el secado.
Al congelar rápidamente las muestras a temperaturas ultrabajas, la Cryo-TEM evita los pasos de preparación destructivos de la microscopía tradicional. Ofrece una visión sin filtros y de alta resolución de la verdadera naturaleza de la formulación, asegurando que los datos reflejen el producto real en lugar de los artefactos de preparación.
El desafío de la imagen de materia blanda
El artefacto de deshidratación
Las nanoemulsiones son sistemas líquidos. Para ser visualizadas por una TEM estándar, las muestras generalmente deben secarse para sobrevivir al vacío del microscopio.
Este proceso elimina la fase continua, a menudo provocando que las nanogotas blandas colapsen o se agreguen.
El problema de la tinción
La TEM estándar emplea frecuentemente tinción con metales pesados para generar contraste.
Si bien son eficaces para materiales duros, estas tinciones pueden oscurecer detalles finos en materia blanda o inducir cambios químicos que alteran la apariencia superficial de las gotas.
Preservación del estado nativo
Tecnología de congelación rápida
La Cryo-TEM utiliza vitrificación: congelación rápida de la muestra a temperaturas ultrabajas.
Esto "fija" los componentes líquidos en su lugar al instante, creando una instantánea de la emulsión en su entorno líquido nativo.
Prevención de la deformación estructural
Debido a que la muestra no se deshidrata, las gotas conservan su forma y volumen originales.
Esto elimina el riesgo de daño térmico y encogimiento que frecuentemente engaña a los investigadores que utilizan métodos tradicionales.
Descubriendo información estructural crítica
Visualización de la morfología interna
La Cryo-TEM proporciona transparencia a la gota, no solo a su contorno.
Esto le permite verificar la microestructura fina e identificar problemas potenciales como la cristalización de fármacos que ocurren dentro de la fase oleosa.
Confirmación de la verdadera monodispersidad
Puede evaluar con precisión la distribución del tamaño de las partículas y confirmar si las gotas son esferas uniformes.
Debido a que se preserva la disposición espacial, puede distinguir entre nanogotas reales y micelas hinchadas, una distinción que a menudo se pierde en las muestras secas.
Errores comunes a evitar
Malinterpretación de agregados
Al usar TEM estándar, las gotas a menudo se agrupan a medida que el disolvente se evapora.
No confunda estos artefactos de secado con la agregación real de partículas en su formulación; hacerlo puede llevar a cambios de proceso innecesarios.
Excesiva dependencia de la forma superficial
La TEM estándar puede mostrarle una forma esférica aproximada, pero a menudo no revela la complejidad interna.
Depender únicamente de la TEM estándar puede hacer que se pierda la separación de fases interna o la cristalización que podrían afectar el rendimiento de la administración del fármaco.
Tomando la decisión correcta para su objetivo
Si está caracterizando nanoemulsiones, la elección de la microscopía dicta la fiabilidad de sus datos.
- Si su enfoque principal es la optimización del proceso: Utilice Cryo-TEM para obtener retroalimentación precisa sobre las proporciones de tensioactivos y los procesos de agitación basándose en la distribución real del tamaño de las partículas.
- Si su enfoque principal es la integridad estructural: Utilice Cryo-TEM para detectar la cristalización interna de fármacos y distinguir entre diferentes estructuras coloidales como micelas y gotas.
- Si su enfoque principal es la morfología básica: La TEM estándar puede proporcionar una estimación aproximada de la forma, pero tenga cuidado con los artefactos de deshidratación que sesgan sus mediciones de tamaño.
La Cryo-TEM transforma la microscopía de una herramienta de estimación aproximada a un diagnóstico preciso de la realidad líquida de su formulación.
Tabla resumen:
| Característica | TEM estándar | Cryo-TEM |
|---|---|---|
| Estado de la muestra | Deshidratada (Seca) | Vitrificada (Líquido nativo) |
| Integridad estructural | Las gotas pueden colapsar o deformarse | Se preserva la forma y el volumen originales |
| Riesgo de artefactos | Alto (Secado y tinción) | Mínimo (Congelación rápida) |
| Detalle interno | A menudo oscurecido por tinciones | Alta resolución de fases internas |
| Mejor para | Materiales duros / Forma aproximada | Diagnósticos precisos de materia blanda |
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Referencias
- 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
Este artículo también se basa en información técnica de Enokon Base de Conocimientos .
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