Abgeleitete Zählrate – was ist das?

Bei der dynamischen Lichtstreuung (DLS) sind wir normalerweise hauptsächlich an den Intensitätsschwankungen interessiert – dennoch müssen wir ein gutes Signal sehen, bevor wir es analysieren können. Die Signalstärke ist die Streuintensität und wird in Photonen pro Sekunde gemessen, oder meistens wie beim Zetasizer in Kilozählungen pro Sekunde, kurz kcps. Die tatsächliche durchschnittliche Anzahl an Photonen pro Sekunde, die am Detektor ankommt, wird auch als mittlere Zählrate, tatsächliche Zählrate oder einfach als Streuintensität bezeichnet.

Was ist die mittlere Zählrate?

Wenn der Detektor im Zetasizer 1.000.000 Photonen über die Dauer von 100 Sekunden sammelt, dann betrug die mittlere Zählrate während dieser Messung 1.000.000 Photonen / 100 Sek. = 10.000 Photonen / Sek. = 10 kcps. Diese Zahl repräsentiert die durchschnittliche Streuintensität während der Messung mit diesem bestimmten Sample in diesem speziellen Instrument unter den spezifischen optischen Einstellungen des Experiments. In realen Proben ist die mittlere Zählrate wahrscheinlich viel höher, typischerweise 200 – 500 kcps. Der Zetasizer hat einen sehr großen Dynamikbereich, was bedeutet, dass er die Streuung von sowohl sehr niedrigen Konzentrationen als auch von sehr hohen Konzentrationen erkennen kann. Ein Trick, der im System genutzt wird, ist, dass ein Teil des Signals von einem Dämpfer blockiert werden kann, sodass man trotz zu viel Licht für den empfindlichen Photodetektor immer noch einen Bruchteil davon mit Hilfe eines Dämpfers messen kann.

Was ist die abgeleitete Zählrate?

Wenn ein Dämpfer während der Messung verwendet wird, der nur 0,3% des Lichts passieren lässt, dann wird die gemessene mittlere Zählrate nur 0,3% des Signals betragen, das man ohne Dämpfer erhalten würde. Im Zetasizer kann eine Reihe von verschiedenen Dämpfern verwendet werden, und im Automatikmodus wählt das System eine Dämpfungsstufe, um eine mittlere Zählrate im optimalen Bereich von 200-500 kcps zu erreichen. Im Zetasizer microV und dem APS ist noch mehr Feineinstellung möglich, da die Laserintensität auch unabhängig angepasst werden kann. Wie können wir die Signalstärke zweier verschiedener Proben vergleichen, die mit unterschiedlichen Dämpfungsstufen gemessen wurden? Wir können einfach die theoretische Zählrate verwenden, die man bei 100% Laserleistung und ohne Dämpfung erhalten würde. Diese wird als abgeleitete Zählrate (DCR) bezeichnet und kann ein nützliches Maß sein, um die Signalstärke von verschiedenen Proben zu vergleichen: Eine höhere abgeleitete Zählrate zeigt in der Regel höhere Konzentrationen, größere Partikel oder höhere Konzentrationen und größere Partikel an. Die Tabelle rechts zeigt die verschiedenen Dämpferpositionen und ihre jeweiligen Dämpfungs- oder Übertragungsstufen. Es gibt auch ein älteres FAQ-Was-ist-die-abgeleitete-Zählrate. Um die abgeleitete Zählrate in Ihrer Software anzuzeigen, überprüfen Sie das in den FAQ erwähnte unter ‚So zeigen Sie einen benutzerdefinierten Parameter an‘.

Beispiel 1: Wenn das Sample eine mittlere Zählrate von 200 kcps hat und der Zetasizer einen Dämpfer mit 0,3% Dämpfung verwendet hat, dann wäre die abgeleitete Zählrate 100 kcps / 0,3% = 100 kcps / 0,003 = 33.333 kcps.

Beispiel 2: Wenn das Sample eine mittlere Zählrate von 150 kcps hat und der Zetasizer microV einen Dämpfer mit 0,1% und eine Laserleistung von 10% verwendet hat, dann wäre die abgeleitete Zählrate 150 kcps / 0,1% / 10% = 150 kcps / 0,001 / 0,1 = 1.500.000 kcps.

Wie hängt das mit SLS zusammen?

Im Prinzip könnte in einer perfekten Probe die abgeleitete Zählrate für statische Lichtstreuung (SLS) verwendet werden, wo die Streuung in Abhängigkeit von der Probendichte zum Molekulargewicht und dem zweiten Virialkoeffizienten (A2 oder B22) führt. In realen experimentellen Situationen wird statische Lichtstreuung typischerweise durchgeführt, indem alle Dämpfungsparameter festgelegt werden, um jegliche Unsicherheiten in den Dämpfungskoeffizienten zu vermeiden. Darüber hinaus, da wir in der SLS oft die kleinsten Streuer in der Probe suchen, wird typischerweise die Intensität über viele kurze Unterläufe (~20 Millisekunden, dann wird der Mittelwert nach dem Entfernen von Ausreißern ermittelt) anstelle der längeren Korrelationsdauern verwendet, die in der DLS (~10 Sekunden, wo alles beiträgt) verwendet werden.

Wie wird die abgeleitete Zählrate angezeigt?

Wählen Sie einen Arbeitsbereich, zum Beispiel den Größenarbeitsbereich, und bearbeiten Sie ihn dann – Aufnahmeansicht Parameter – Messung – Größe – Abgeleitete Zählrate und verschieben Sie sie mit dem rechten Pfeil in den Arbeitsbereich. Die abgeleitete Zählrate für jeden Größenrekord wird dann im Größenarbeitsbereich angezeigt.

Zuvor

• Wie bekomme ich die neueste Software für DLS und Zetapotenzial? (kostenloser Download)
• Komplexe Titrationen – variable Dosierung (Zeta und Größe)
• Tipps und Tricks für die Charakterisierung von Nanopartikeln (44 Fragen und Antworten)
• Polydispersität aus mehreren Peaks in DLS
• Welche Größe ist richtig: Verteilung nach Intensität, Volumen, Anzahl (wahrscheinlich das Hauptthema)

Wenn Sie Fragen haben, schreiben Sie mir bitte eine E-Mail an ulf.nobbmann@malvern.com. Danke! Während die geäußerten Meinungen im Allgemeinen die des Autors sind, könnten einige Teile von unserem Redaktionsteam geändert worden sein.