Intensité-Volume-Nombre : Quelle taille est correcte ?

Au fil des ans, l’une des questions les plus fréquemment posées se démarque dans l’analyse des données des résultats de diffusion de la lumière dynamique. Il s’agit de la question sur la taille que nous devrions rapporter lors de l’interprétation des résultats DLS. Pour ce dilemme d’intensité-volume-nombre, quelle distribution a le plus de signification ?

Voici un exemple d’email que j’ai reçu ce mois-ci :

« Nous avons plusieurs ensembles de données avec un faible PDI (<0.1), une décroissance exponentielle unique, une faible erreur d’ajustement cumulant (~10^(-4)). La taille de la distribution d’intensité et la taille de l’ajustement cumulant sont similaires. Mais la taille de la distribution numérique (d=33 nm) et la taille obtenue par ajustement cumulant (d=47 nm) sont très différentes. Dans ce cas, devrions-nous nous fier à la taille de la distribution numérique ou à la taille de l’ajustement cumulant ?

Le logiciel Zetasizer peut rapporter des distributions basées sur l’intensité, le volume ou le nombre. La réponse courte au dilemme est : Le résultat d’intensité est toujours correct. Donc, dans la plupart des cas, c’est celui-ci qu’il faut choisir. Pour obtenir plus de détails sur l’échantillon, vous pouvez examinez peut-être la distribution en volume ou même celle en nombre. Cependant, il y a deux conditions :

1. la qualité des données est acceptable (c’est-à-dire de belles fonctions de corrélation répétables)
2. on peut vivre avec les hypothèses inhérentes à la transformation (c’est-à-dire sphérique, homogène, propriétés optiques connues)

Pour plus d’informations, veuillez consulter la note technique sur le sujet. Il existe également un ancien document sur les questions fréquemment posées, expliquant les détails mathématiques de la transformation dans « FAQ – Calcul des distributions de volume à partir des données DLS« 

Pourquoi utiliser autre chose que la distribution d’intensité ?

Les groupes travaillant avec des nanoparticules se concentrent souvent de manière particulière sur les gammes de tailles plus petites. Pour cette recherche, il est très attrayant (et tentant) de préférer universellement la distribution numérique. Cela s’explique par le fait que les distributions numériques rapporteront généralement la plus petite taille mesurée. Bien que cela puisse être acceptable avec de bonnes données, pour des données bruitées, le résultat pourrait être très trompeur. Par exemple, lors de la transformation d’intensité en nombre, un faible bruit dans la distribution d’intensité peut être amplifié de manière significative et conduire à des conclusions erronées. Alors faites attention, surtout si le rapport sur la qualité de la taille indique des préoccupations sur la qualité des données. (Si vous n’avez pas encore lu la note technique, faites-le maintenant !)

Pour les chercheurs qui se concentrent sur la détection même de petites quantités d’agrégation, le meilleur choix dans la plupart des cas est la distribution d’intensité. (Alternativement, bien que rarement, la distribution volume=masse aide à se faire une idée de la quantité d’agrégation). Dans ce cas, le commentaire sur la qualité des données n’est pas une préoccupation aussi urgente qu’avec les résultats numériques.

Deux pics peuvent-ils se réduire à un ?

Dans certains cas, des pics peuvent se « perdre » ou disparaître lors de la transformation. Par exemple, dans le graphique ci-dessous, un échantillon de protéine a montré un pic d’agrégation en plus du pic de protéine. Lors de la transformation de la distribution d’intensité en distribution de volume, le résultat ne montre qu’un seul pic. La contribution en volume du second composant est alors si faible (<0.001%) qu’elle n’est plus affichée. La raison de la réduction du nombre de pics est que la contribution est si faible qu’elle n’est plus pertinente dans cette transformation. Cet effet se produit le plus souvent et est le plus significatif lors de la transformation d’intensité en nombre.

Pour plus de détails, consultez également le Manuel Zetasizer. Vous pouvez le trouver installé avec le logiciel sous Démarrer – Tous les Programmes – Malvern Instruments – Logiciel Zetasizer – Manuels – Man0485-1.1 (manuel de l’utilisateur Zetasizer Nano).pdf   ou télécharger simplement le manuel. Le paragraphe intitulé « Distributions d’intensité, de volume et de nombre » se trouve à la page 11-5 du chapitre 11 sur la Théorie de la taille.

Pour plus d’informations, le Webex « Concepts intermédiaires en diffusion de la lumière dynamique : intensité-volume-nombre » est disponible pour visionnage. Et notre site Web répertorie également une note d’application démontrant l’effet sur un échantillon de lysozyme + arginine. Enfin, vous aimerez peut-être notre article « Light Scattering and Nanoparticles » que nous avons publié dans Materials Today.

Précédemment

• Conseils de mobilité électrophorétique pour les protéines
• Comment mesurer un virus avec DLS ?
• Taille et charge pour les adjuvants (et autres nanoparticules)

Si vous avez des questions, veuillez m’envoyer un email à ulf.nobbmann@malvern.com. Merci !