¿Cómo difieren los resultados del tamaño del dispersión de luz dinámica (DLS) con el ángulo?

Puede que haya notado que la gama de instrumentos Zetasizer está disponible en dos configuraciones ópticas diferentes: la configuración ‘tradicional’ de 90 grados y la configuración ‘NIBS’ de 173 grados.

Una pregunta obvia para un usuario de dispersión de luz dinámica (DLS) es:

«¿Obtendré los mismos resultados en ambos sistemas?»

Este puede ser un concepto complicado de entender, así que haremos nuestro mejor esfuerzo por explicarlo aquí.  Sin embargo, primero deberíamos señalar que, aparte de su mayor ángulo de dispersión, el sistema NIBS (dispersión inversa no invasiva) también tiene un rango de concentración mucho mayor que el sistema de 90 grados, lo que significa que el sistema NIBS puede usarse para medir muestras más concentradas y aún generar resultados que coincidan con los del sistema de 90 grados.

Quizás una mejor manera de formular la pregunta inicial es: «Siempre que haya suficiente señal de dispersión para una buena adquisición de datos, ¿dará la misma muestra suficientemente diluida el mismo tamaño cuando se mida con las configuraciones de 90 y 173 grados?»

Bueno, la respuesta depende de la muestra que se esté probando y la distribución observada. En principio, la distribución de intensidad podría ser diferente, pero la distribución de volumen o masa debería ser la misma (aunque puede haber condiciones específicas donde esto no suceda debido a la dispersión de Mie). “FAQ: ¿Serán consistentes los resultados de la dispersion inversa y los de 90 grados?” ofrece más detalles sobre este tema, y una discusión exhaustiva sobre la dispersión inversa se proporciona en la nota técnica «Explaining the difference between Non-Invasive BackScatter (NIBS) and Backscatter – they are NOT the same.»

Basado en resultados publicados, la nota de aplicación «Effect of Angle on Resolving Particle Size Mixtures Using Dynamic Light Scattering» desarrolla más el tema analizando una mezcla de dos especies de partículas y evaluando su resolvabilidad en varios ángulos de dispersión. Los puntos clave de resumen de esta discusión son:

• El DLS se considera generalmente una técnica rápida y de baja resolución
• Se pueden observar cambios en las concentraciones relativas, siempre que las contribuciones estén por encima del umbral de ruido
• La conversión de distribuciones de intensidad a volumen debería ser independiente del ángulo para un rango de concentraciones relativas seleccionadas

El comportamiento de la dispersión de luz versus ángulo es manejado por la teoría de Mie, que forma una parte integral de la conversión de intensidad a volumen contenida en los paquetes de software de dispersión de luz de Malvern, tanto para dispersión de luz dinámica como para soluciones de difracción láser.

Notas al pie: 1) Cuando la muestra exhibe dispersión múltiple, los resultados para diferentes ángulos serán diferentes, y la discusión anterior solo es válida para muestras de dispersión única, es decir, aquellas muestras que son ópticamente claras lo suficiente para que la luz dispersada por una partícula no sea dispersada por otra partícula antes de llegar al detector.  2) Para sistemas con posiciones de medición variables, donde el efecto de la dispersión múltiple se puede minimizar midiendo más cerca de la pared de la cubeta, la medición debe realizarse en la misma posición de medición que la óptica de 90 grados y eso es el centro de la celda. 3) Cuando las interacciones dependientes de la concentración, el factor de estructura S(q), el factor de forma F(q) o la difusión rotacional entran en juego, entonces la investigación versus ángulo puede proporcionar valor, y los resultados no serán los mismos.

Anteriormente

• Obtenga el último software de Zetasizer DLS (Descarga gratuita)
• Tamaño del volumen de dispersión en DLS (para ópticas de 90° y 173°)
• Intensidad – volumen – número ¿Qué tamaño es ahora?
• Consejos y trucos para la caracterización de nanopartículas (44 preguntas y respuestas)

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