¿Qué es la dispersión de luz dinámica (DLS)?
Cuando medimos el tamaño con dispersión de luz dinámica, a menudo escuchamos términos como DLS a 90 grados, NIBS a 173 grados o dispersión de luz trasera DLS.
El equipo Zetasizer Lab (NANO S90) utiliza dispersión de luz a 90 grados, mientras que el Zetasizer Pro (NANO ZS) está compuesto por una óptica de 173 grados para dispersión de luz trasera no invasiva (NIBS).
«¿Se pueden obtener los mismos resultados con ambos sistemas?»
La respuesta a esta pregunta es que a veces los resultados son consistentes y a veces no lo son.
En otras palabras, la respuesta depende de la muestra que se está probando y de la distribución observada. En principio, la distribución de intensidad puede ser diferente, pero la distribución de volumen o masa debería ser igual (puede haber ciertas condiciones que no ocurren debido a la dispersión de Mie).
Este puede ser un concepto difícil de entender, por lo que haré mi mejor esfuerzo para explicarlo aquí.
Primero, además del ángulo de dispersión más grande, el sistema de dispersión de luz trasera no invasiva (NIBS) tiene un rango de concentración mucho mayor que el sistema de 90 grados, lo que significa que se pueden medir muestras más concentradas utilizando el sistema NIBS y obtener resultados que coincidan con los resultados del sistema de 90 grados.
Dado que la dispersión de luz dinámica (DLS) es inherentemente una técnica de baja resolución, su capacidad para descomponer partículas de diferentes tamaños en una mezcla es limitada. La capacidad de diferenciar entre modos de tamaño diferentes en una muestra depende de varios factores, incluidos el tamaño relativo de las diferentes poblaciones presentes en la muestra, la intensidad relativa de la dispersión de las diferentes poblaciones presentes en la muestra, la polidispersidad de las distribuciones de tamaño individuales, la calidad de la preparación de la muestra y la calidad de los datos.
Las mediciones se llevaron a cabo en mezclas de estándares de látex a concentraciones diluidas de 90° y 173° en dispositivos donde son posibles tanto DLS90 como NIBS.
Experimento
Todos los estándares de látex utilizados para la medición se obtuvieron de Duke Scientific en Palo Alto, California, y se pudo rastrear hasta el NIST en Gaithersburg, Maryland. Estos son estándares de 60nm y 220nm respectivamente. Todos los estándares se suministran con una concentración de 1% p/v.
Resultados
El estándar de látex de 60nm de Duke Scientific se preparó tomando 100μl de muestra y ajustándolo con NaCl 10mM a un volumen total de 40ml para proporcionar una concentración en stock de 0.0025% p/v. La concentración del látex de 220nm en stock fue 0.00025% p/v (10μml de muestra se ajustaron a un volumen total de 40ml con NaCl 10mM). Estas dos suspensiones en stock se mezclaron en varias proporciones, como se muestra en la tabla 1, y se midieron a 173° y 90°.
Las distribuciones de tamaño de intensidad y volumen obtenidas para mezclas de diferentes proporciones de volumen en ambos ángulos de detección, 90° (trama roja) y 173° (trama azul), se superpusieron para propósitos de comparación. Se puede ver que la distribución de tamaño de intensidad para una mezcla de proporciones de volumen específicas es significativamente diferente en cada ángulo. Este es un resultado esperado, ya que las partículas más grandes de 220nm dispersan más luz en el ángulo de 90° hacia adelante que en el ángulo de 173° hacia atrás.
Figura 1: Distribución de tamaño de intensidad y volumen para mezclas de volumen 1.1:1 (estándares de látex de 60:220nm) medidos a 90° (rojo) y 173° (azul).
Los gráficos para mezclas de volumen más diversas se pueden encontrar en la siguiente nota de aplicación.
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Conclusión
La dispersión de luz dinámica es una técnica de baja resolución, pero los resultados presentados en esta nota de aplicación demostraron que es posible monitorear cambios en la concentración relativa de cada grupo de tamaño.
Las mediciones realizadas en estándares de látex diluidos en dos ángulos de detección diferentes muestran que para partículas que muestran dependencia angular en la dispersión, se deberían esperar distribuciones de tamaño diferentes basadas en la intensidad. Sin embargo, al usar la teoría de Mie para convertir los datos de intensidad a volumen, se puede obtener una distribución indiferente al ángulo dentro de un rango de concentración relativa.
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Diferencias entre NIBS (Dispersión de luz trasera no invasiva) y dispersión de luz trasera
Video introductorio de 30 minutos sobre ¿qué es la dispersión de luz dinámica?
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