Técnicas de Medición de Tamaño de Partículas: Elegir el Método Correcto para su Aplicación

Un análisis preciso del tamaño de partículas es crucial en la investigación, desarrollo y fabricación en una amplia gama de industrias. Desde productos farmacéuticos hasta pinturas y recubrimientos, el tamaño de las partículas afecta propiedades clave como la velocidad de disolución, estabilidad, color, textura y fluidez. Seleccionar la técnica de medición correcta garantiza no solo la calidad del producto sino también el cumplimiento de los requisitos reglamentarios.

Al elegir una técnica de medición de partículas, comience por definir sus objetivos. ¿Qué desea lograr? Ya sea para detectar aglomerados o controlar la fracción de partículas finas, sus objetivos lo guiarán hacia las técnicas adecuadas con las sensibilidades necesarias.

Incluso si está limitado por las técnicas disponibles, comprender sus fortalezas y debilidades garantiza que obtenga resultados realistas y sólidos. Los factores clave a considerar incluyen el rango de tamaño que el instrumento puede medir, los tipos de muestras que puede manejar (polvos secos, suspensiones, emulsiones y aerosoles) y la sensibilidad de la técnica (basada en número o volumen). También piense en la precisión y exactitud que puede esperar.

Las consideraciones prácticas son igual de importantes. ¿Cuántas mediciones necesita realizar cada día? ¿Cuánto tiempo tomará cada medición? ¿Cuánto dilución de muestra se requiere? ¿Y necesita información adicional, como la forma de la partícula?

Esta guía explora los métodos de medición de tamaño de partículas más utilizados y ofrece una visión sobre cómo seleccionar el mejor enfoque para sus materiales y objetivos.

Técnicas Comunes de Medición de Tamaño de Partículas

1. Difracción Láser

La difracción láser es una de las técnicas más utilizadas debido a su amplio rango dinámico y facilidad de uso.

• Cómo funciona: Mide la variación angular en la intensidad de la luz dispersada cuando un haz láser atraviesa una muestra de partículas dispersas.
• Rango de tamaño típico: ~0.01 µm a 3500 µm
• Tipos de muestra: Polvos, emulsiones, suspensiones, aerosoles
• Fortalezas:
  • Análisis rápido con alta reproducibilidad
  • Maneja una amplia gama de tipos y tamaños de muestra
  • Adecuado para el monitoreo en tiempo real en producción (aplicaciones PAT)
• Limitaciones:
  • Asume partículas esféricas para el cálculo
  • Limitado en la resolución de distribuciones de tamaño cercanas

Aplicaciones de ejemplo: Farmacéuticos, pinturas y pigmentos, alimentos, materiales de construcción, polímeros

2. Dispersión de Luz Dinámica (DLS)

DLS es la técnica preferida para medir nanopartículas y suspensiones coloidales.

• Cómo funciona: Analiza las fluctuaciones en la intensidad de la luz dispersada causadas por el movimiento browniano de las partículas en suspensión.
• Rango de tamaño típico: ~0.3 nm a 10 µm
• Tipos de muestra: Nanopartículas, proteínas, liposomas, polímeros en solución
• Fortalezas:
  • Altamente sensible a pequeños cambios en el tamaño de partículas
  • Rápido y no destructivo
  • Ideal para estudios de estabilidad y desarrollo de formulaciones
• Limitaciones:
  • Menos efectivo para sistemas polidispersos o no esféricos
  • Requiere dilución y preparación de muestras limpias

Aplicaciones de ejemplo: Biofarmacéuticos, sistemas de liberación de fármacos, emulsiones cosméticas, dispersiones de polímeros

3. Técnicas de Imagen

Las técnicas de imagen proporcionan información visual y cuantitativa sobre el tamaño y la forma de las partículas.

• Cómo funciona: Captura imágenes de alta resolución de las partículas, luego las analiza usando software para determinar tamaño, forma y otros parámetros morfológicos.
• Rango de tamaño típico: ~1 µm a varios mm
• Tipos de muestra: Partículas de formas irregulares, fibras, agregados
• Fortalezas:
  • Proporciona información detallada de la forma (por ejemplo, relación de aspecto, redondez)
  • Permite diferenciar entre partículas de tamaños similares basándose en su morfología
  • Útil para la resolución de problemas o desarrollo de productos
• Limitaciones:
  • Más lento que otros métodos
  • Requiere análisis e interpretación más complejos

Aplicaciones de ejemplo: Polvos farmacéuticos, abrasivos, ingredientes alimentarios, muestras minerales

Otros Métodos de Medición de Tamaño de Partículas

Además de las técnicas principales mencionadas, otros métodos pueden ser relevantes dependiendo de la aplicación:

• Tamizado: Simple y rentable para partículas gruesas, a menudo usado en procesamiento de materiales a granel.
• Sedimentación: Basado en la ley de Stokes, bueno para partículas más grandes y densas.
• Detección electrozonas (Principio de Coulter): Mide cambios en la resistencia eléctrica a medida que las partículas pasan por una pequeña apertura, común en conteo de células.

Factores a Considerar al Elegir una Técnica

Seleccionar la técnica correcta depende de múltiples variables:

No existe una solución única para todos cuando se trata de medir tamaño de partículas. Cada técnica ofrece conocimientos únicos. A menudo, una combinación de métodos ofrece la imagen más clara de las propiedades de un material. Comprender no solo cómo funciona cada técnica, sino también cuándo y por qué usarlas es clave para lograr resultados confiables y decisiones de proceso informadas.

Conclusión

Ya sea que esté formulando una tableta farmacéutica, desarrollando un recubrimiento o controlando la consistencia de un producto alimenticio, elegir la técnica de medición de tamaño de partículas correcta puede ser crucial para el resultado. Alineando el método con las características de su material, objetivos y requisitos del proceso, puede garantizar precisión, consistencia y cumplimiento normativo.

Malvern Panalytical ofrece una gama completa de soluciones de medición de tamaño de partículas, desde la difracción láser hasta el seguimiento de nanopartículas, respaldado por consulta experta y formación continua.

Lectura adicional

• Técnicas de Medición de Tamaño de Partículas: Elegir el Método Correcto para su Aplicación
• Eligiendo la Opción Correcta para el Análisis de Imágenes
• ¿Qué significan los parámetros de forma de las partículas y cómo usarlos?

Analizadores de Tamaño de Partículas de Malvern Panalytical