Infrastruktur: WAXS/SAXS/USAXS och Ljusspridning

Ellen Brunzell WAXS/SAXS/USAXS

Välkommen till Uppsala Biomedicinska Centrums infrastruktur för röntgen- och ljusspridningsmätningar med instrument för att bestämma storleken på partiklar från nanometer upp till några mikrometer. Kontakta oss så berättar vi om vad vi kan göra för dig.

Tillgängliga Instrument

Infrastrukturen tillhandahåller två moderna och avancerade utrustningar speciellt utvecklade för att bestämma mikrostrukturen hos komplexa material: Ett röntgenspridningsinstument som mäter vidvinkel- och lågvinkelspridning (WAXS/SAXS) och ett instrument med kombinerad dynamisk och statisk ljusspridning (DLS/SLS). De mätmetoder dessa instrument erbjuder kompletterar varandra och är viktiga verktyg i forskningen där det är av avgörande betydelse att veta hur läkemedel och läkemedelsformuleringar är uppbyggda på mikroskopisk nivå.

Infrastrukturinstrumenten är de enda i sitt slag vid Uppsala universitet och det SAXS instrumentet är det enda i Norden som är utrustat med en Ultralågvinkel-modul (USAXS) som kan användas för att bestämma storleken på partiklar upp till några mikrometer.

WAXS/SAXS/USAXS: Xeuss 2.0 röntgenspridningssystem (Xenocs) med en high flow GeniX 3D mikro focus röntgenkälla och Pilatus3 R 300 K 2D-detektor. Detta är ett toppmodernt multifunktionsinstrument som ger högupplösta spridningsdata (jämförbart med synkrotron), stort omfång på längdskalor (0,2 nm och 300 nm, USAXS 5 µm) och absoluta intensitetsskalamätningar.I Experimentmiljön kan prover som vätskor, salvor, geler och fasta material hanteras och mätas i vakuumförseglade provhållare eller vid atmosfärstryck. Fleranvändarlicens för mätdatahantering och analys finns också att tillgå (XSACT-mjukvara).

DLS/SLS: Instrumentet är ett ALV-kombinerat DLS/SLS-system med Nd-YAG-laser (532 nm) och ALV/CGS-3 4-detektors goniometer.

Provhållare för fasta, högviskösa och vätskeformiga prover 

Provhållare för fasta material, geler, pulver och vätskor

Tillgång till instrument och tjänster som erbjuds

Infrastrukturen ger forskare tillgång till utrustningen för lågvinkel- och ultralågvinkel-röntgenspridning (SAXS/USAXS) och statisk/dynamisk ljusspridning (SLS/DLS) som gör det möjligt att:

Temperature controlled sample holder • Low-noise flow through cell

Temperaturreglerad provhållare • Flödescell

  • Bestämma mikrostrukturen för läkemedels-formuleringar och läkemedelsavgivningssystem, såsom nanopartiklar, lipidaggregat (liposomer/vesiklar), mikroemulsioner, hydrogeler, fibrer och fasstrukturen för flytande kristallina faser.
  • Bestämma mikrostrukturen för mikroemulsioner, hydrogeler, fibrer och fasstrukturen hos flytande kristaller.
  • Bestämma storleken och formen på makromolekylära läkemedel som proteiner, peptider, antikroppar, DNA och RNA
  • Undersöka aggregationsegenskaperna hos protein- och peptidläkemedelsmolekyler och hur de bildar komplex med lipider och andra hjälpämnen i formuleringar och biomakromolekyler (polysackarider, kollagen, etc.)
  • Bestämma inre specifik yta, porstorlek och amorficitet/kristallinitet hos pulver/tabletter.

Infrastrukturen erbjuder även:

  • Utbildning av nya användare i provberedning, hantering av instrument, datahantering och dataanalys.
  • Fullständiga undersökningar av prover av de typer som beskrivs ovan, inklusive datainsamling och analys.
  • Användarstöd och underhåll av instrumenten

Arbetsgång vid infrastrukturen

Sample chamber

Provkammare

Intresserade användare kontaktar ledningsgruppen för att beskriva syftet med experimenten och för att förtydliga vilken typ av service och supportnivå de behöver. Erbjudanden ges utifrån en skala anpassad efter deras behov:

  1. Helt självständiga användare; endast stöd i form av underhåll av infrastruktur.
  2. Användare som kan utföra experimenten själv men behöver hjälp med analys/tolkning av data.
  3. Samarbetsprojekt: Användare som behöver hjälp med att utföra experimenten och analys/tolkning av data.
  4. Konsultuppdrag: Komplett studie med resultatrapport.

För oerfarna användare, erbjuder vi full support i form av en introduktion till teknikerna, utbildning i provhantering, utbildning i instrumenthantering, experimentell design, mätteknik och dataanalys. De som gått vår obligatoriska introduktionskurs och som utbildats för att själva kunna utföra mätningar får tillgång till vår Google bokningskalender, och bjuds in till ett användarzoommöte varje vecka där vi planerar och organiserar arbetet.

För externa användare erbjuds tillgång till utrustningen till en kostnad som baseras på användningstid (lokalhyra, avskrivningskostnad, materialåtgång) och graden av stöd i samband med experimenten, datahantering och dataanalys.

1) Liquid crystal nanoparticles for oral combination antibiotic therapies: A strategy towards protecting commensal gut bacteria during treatment, X. He, P. A. Karlsson, C. A.S. Bergström, R. Xiong, M. Hubert, Journal of Colloid and Interface Science 678 (2025) 287.

2) A small-angle X-ray scattering study of amphiphilic drug self-assemblies in polyacrylate microgels, Y. Al-Tikriti, P. Hansson, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 686 (2024) 133403.

3) Investigation of supramolecular structures in various aqueous solutions of an amyloid forming peptide using small-angle X-ray scattering. E. Brunzell, K. Sigfridsson, L. Gedda, K. Edwards. Magnus Bergström, Soft Matter 20 (2024) 2272.

4) Understanding Stabilization of Oil-in-Water Emulsions with Pea Protein - Studies of Structure and Properties, E. Olsmats, A. Rennie, Langmuir 40 (2024) 13386.

5) Spontaneous Formation of Ultrasmall Unilamellar Vesicles in Mixtures of an Amphiphilic Drug and a Phospholipid, V. Forooqi Motlaq, L. Gedda, K. Edwards, J. Doutch, and L. M. Bergström, Langmuir 39 (2023) 11337.

Kontakt

Instrumenten för SAXS/USAXS och SLS/DLS tillhör forskargruppen Faramaceutisk fysikalisk kemi vid Institutionen för läkemedelskemi (Gruppledare: Professor Per Hansson).

Per Hansson
Ansvarig för infrastrukturen
Per.Hansson@ilk.uu.se

Johan Gråsjö
Användarsupport, service och underhåll av WAXS/SAXS/USAXS instrumentet
Johan.Grasjo@ilk.uu.se

Adrian Rennie
Service och underhåll av WAXS/SAXS/USAXS instrumentet
Adrian.Rennie@kemi.uu.se

Magnus Bergström
Användarsupport, service och underhåll av SLS/DLS instrumentet
Magnus.Bergstrom@ilk.uu.se

FÖLJ UPPSALA UNIVERSITET PÅ

Uppsala universitet på facebook
Uppsala universitet på Instagram
Uppsala universitet på Youtube
Uppsala universitet på Linkedin