Qu’est-ce que la diffusion de la lumière à angles multiples MALS / MALLS ?
La diffusion de la lumière est l’effet de la lumière ré-radiée par un échantillon contenant des molécules ou des particules. Cette diffusion dépend de la configuration optique de l’appareil, et dans une réalisation expérimentale typique, la lumière est alors détectée à un ou plusieurs angles différents.
Dans la solution à un seul angle de diffusion, les trois conceptions les plus populaires sont 90 degrés (également dénommée diffusion de la lumière à angle droit ou RALS), 7 degrés (également dénommée diffusion de la lumière à faible angle ou LALS), ou 173 degrés (également dénommée diffusion rétrodiffusion non invasive ou NIBS). Dans la configuration multi-angle, il y a en principe celles où les angles sont fixes (ce qui est le plus souvent appelé la configuration MALS ou MALLS*) et celles où les angles sont variables (généralement appelées goniomètre ou spectromètre de diffusion de la lumière). Lorsque les gens parlent de MALS, ils désignent généralement un système avec plusieurs angles fixes utilisé dans le cadre d’une chromatographie par exclusion de taille (SEC). L’application la plus répandue de MALS est en tant que détecteur absolu de poids moléculaire en conjonction avec un détecteur de concentration (comme RI ou UV à une seule longueur d’onde).
Le nombre d’angles dans un système MALS peut varier de 2 à 20 angles, où la diffusion est détectée simultanément à chaque angle. Bien qu’un détecteur de diffusion de la lumière (simple ou multi-angle) puisse mesurer le poids moléculaire, l’avantage principal d’obtenir des données sur la diffusion de la lumière en fonction de l’angle de diffusion est que le rayon de giration (Rg) ou le rayon quadratique moyen (RMS) peut être calculé pour donner la taille des molécules. Dans le scénario SEC, souvent, les molécules en diffusion sont assez petites, parfois si petites que la dépendance angulaire est négligeable et qu’un rayon de giration ne peut donc pas être mesuré (les limites de spécification typiques de ces systèmes sont d’environ 10nm).
Lorsque la diffusion de la lumière varie très peu à différents angles, le profil est également appelé isotrope.(=le même à tous les angles, c’est-à-dire que Rg n’est pas détectable)
Lorsque la diffusion de la lumière varie visiblement avec l’angle, le profil est également appelé anisotrope. (=pas le même à tous les angles, c’est-à-dire que Rg est détectable)
Dans tous les cas, le poids moléculaire Mw peut être obtenu indépendamment de l’anisotropie, car il est uniquement lié à la diffusion à un angle de 0°. Bien qu’en principe, les données d’un détecteur d’angle unique puissent fournir un signal suffisant pour obtenir Mw, les hypothèses comme « plus d’angles c’est mieux » peuvent amener les chercheurs à utiliser des détecteurs multi-angle avec l’avantage supplémentaire des mesures de Rg, au cas où l’anisotropie pourrait jouer un rôle. Un livre blanc de Malvern sur les technologies de diffusion statique de la lumière contient un bon résumé détaillé pour référence ultérieure.
PS : Malvern Instruments a mis au point le premier spectromètre à diffusion de la lumière laser à angles multiples dans les années 1980, également mentionné dans Analytic Chemistry vol 61 no8, page 545A (1989)
*Le terme MALLS a reçu la lettre supplémentaire L de laser : diffusion de la lumière laser à angles multiples. Ces dernières années, le terme MALS est devenu plus populaire que l’acronyme précédent, et les deux expriment le même concept.
