Multi Angle Light Scattering (MALS)

Was ist Multi-Winkel-Lichtstreuung (MALS / MALLS)?

Lichtstreuung ist der Effekt, dass Licht von einer Probe, die Moleküle oder Partikel enthält, wieder ausgestrahlt wird. Diese Streuung hängt von der optischen Konfiguration des Aufbaus ab, und in einer typischen experimentellen Anordnung wird das Licht dann in einem oder mehreren verschiedenen Winkeln detektiert.

Bei der einwinkeligen Lösung sind die drei beliebtesten Designs 90 Grad (auch Rechtswinkel-Streuung oder RALS), 7 Grad (auch niedriger Winkel Lichtstreuung oder LALS) oder 173 Grad (auch nicht-invasive Rückstreuung oder NIBS). Beim Mehrwinkelaufbau gibt es prinzipiell solche mit festen Winkeln (dies wird oft als MALS- oder MALLS*-Aufbau bezeichnet) und solche mit variablen Winkeln (typisch als Lichtstreugoniometer oder Spektrometer bekannt). Wenn die Leute von MALS sprechen, meinen sie normalerweise ein System mit mehreren festen Winkeln, das als Teil einer Größenausschluss-Chromatographie (SEC)-Anordnung verwendet wird. Die weitverbreitetste Anwendung von MALS ist als absoluter molekularer Gewichts-Detektor in Verbindung mit einem Konzentrationsdetektor (wie RI oder Einzelwellenlängen-UV).

Die Anzahl der Winkel in einem MALS-System kann zwischen 2 und 20 Winkel variieren, wobei die Streuung gleichzeitig in jedem Winkel erkannt wird. Während jeder Lichtstreudetektor (einzel- oder mehrwinklig) das Molekulargewicht messen kann, besteht der Hauptvorteil darin, Lichtstreudaten als Funktion des Streuwinkels zu erhalten, dass der Gyrationsradius (Rg) oder Quadratwurzelradius (RMS) berechnet werden kann, um die Größe der Moleküle zu bestimmen. Im SEC-Szenario sind die streuenden Moleküle oft sehr klein, manchmal so klein, dass die Winkelabhängigkeit vernachlässigbar ist und ein Gyrationsradius daher nicht gemessen werden kann (typische Spezifikationsgrenzen dieser Systeme liegen bei ~10nm).

• Wenn die Lichtstreuung sich bei verschiedenen Winkeln kaum ändert, wird das Profil auch als isotrop bezeichnet.(= gleich bei allen Winkeln, d.h. kein nachweisbarer Rg)
• Wenn sich die Lichtstreuung bei verschiedenen Winkeln merklich ändert, wird das Profil auch als anisotrop bezeichnet. (= nicht gleich bei allen Winkeln, d.h. Rg ist nachweisbar)

In jedem Fall kann das molekulare Gewicht Mw unabhängig von der Anisotropie erhalten werden, da es sich nur auf die Streuung im Streuwinkel 0° bezieht. Während prinzipiell Daten aus einem Einzelwinkeldetektor ausreichen können, um Mw zu ermitteln, könnten Annahmen wie „mehr Winkel sind besser“ Forscher dazu bringen, Mehrwinkeldetektoren mit dem zusätzlichen Vorteil der Rg-Messungen zu nutzen, falls Anisotropie ins Spiel kommen könnte. Ein Malvern-White Paper über statische Lichtstreuung Technologien enthält eine gute detaillierte Zusammenfassung als weiterführende Referenz.

PS: Malvern Instruments stellte in den 1980er Jahren das erste Mehrwinkel-Laserlichtstreuungsspektrometer her, auch zu sehen in Analytical Chemistry vol 61 no8, Seite 545A (1989)

*Der Begriff MALLS erhielt den zusätzlichen Buchstaben L von Laser: Mehrwinkel-Laser-Lichtstreuung. In den letzten Jahren hat der Begriff MALS an Beliebtheit gegenüber dem vorherigen Akronym gewonnen, und beide drücken dasselbe Konzept aus.

Zuvor

• Wo finde ich dn/dc?
• Top 10 Tipps für die GPC-Probenvorbereitung
• 5 Schritte zur Verbesserung der SEC-LS-Daten

Wenn Sie Fragen haben, senden Sie mir bitte eine E-Mail an ulf.nobbmann@malvern.com. Danke!