다이나믹 광산란(Dynamic Light Scattering, DLS)을 활용한 기본 입자 크기 분석 소개 – Q&A

절편 값은 신호/배경 비율이며 값은 샘플 및 기기 광학 구성에 따라 달라집니다. 적절한 값은 10%에서 100% 사이입니다(즉, 0.1에서 1.0). 예상보다 낮은 값은 샘플 농도가 너무 높거나 낮다는 것을 나타낼 수 있으며 샘플의 흡수 또는 형광일 수도 있습니다. 샘플 농도가 너무 높은 경우 다중 산란 효과가 발생하여 절편 값을 감소시킬 수 있습니다. Zetasizer Nano S/ZS/ZSP의 NIBS 구성은 레이저 빔의 경로 길이를 최소화하여 존재하는 다중 산란을 최소화합니다. 분산제와 분산제 내에 분산된 입자 간의 산란 차이가 낮은 경우 절편은 낮습니다. 샘플 형광 또는 흡수가 있는 경우 절편도 줄어들 수 있습니다. 형광의 경우, 기기에 협대역 필터를 설치하여 존재하는 형광을 제거할 수 있는 옵션이 있습니다.

DLS는 산란된 빛의 세기 시간 의존성 변동을 측정하므로, 이 기술에서 얻는 기본 정보는 산란된 빛의 강도에 기초합니다. z-평균 직경은 ISO22412 (2017)에서 정의된 구간 분석에서 얻은 강도 가중 평균 직경이며, 기본 크기 분포는 강도를 기반으로 합니다.

측정된 강도 분포의 부피 또는 수로의 변환은 간단해 보일 수 있지만, DLS 사용자는 결과를 과다 분석하지 않도록 주의해야 합니다. DLS 기술은 분포 내 피크의 폭을 과대 평가하는 경향이 있으며, 이 효과는 부피 및 숫자로의 변환에서 확대됩니다. 따라서 부피 및 숫자 크기 분포는 분리된 피크의 상대적 물질 양을 추정하는데만 사용해야 하며, 평균과 특히 폭은 덜 신뢰할 수 있습니다. 따라서, 분포 내 각 모드의 크기를 보고할 때는 강도 크기 분포를 사용하고, 샘플 내 각 입자 가족의 상대적 양을 보고할 때는 부피 또는 숫자 데이터를 사용하는 것이 권장됩니다.

다이나믹 광산란은 산란된 빛의 시간 의존성 변동을 측정하여 입자/분자 크기 및 이에 따른 이동 확산 계수(즉, 브라운 운동)를 결정할 수 있게 해줍니다.

정적 광산란은 산란된 빛의 시간 평균 세기를 측정합니다. Zetasizer 제품 범위에서 샘플 농도의 함수로서 산란된 빛의 시간 평균 세기를 측정하여 분자 용액의 절대 분자량을 결정합니다. Mastersizer 제품 범위에서는 입자 크기를 결정하기 위해 각도의 함수로서 산란된 빛의 시간 평균 세기를 측정합니다.

이 질문에 대한 답은 예, 가능합니다. DLS는 측정되는 입자/분자가 임의의 브라운 운동을 하고 있다고 가정합니다. 이는 희석된 샘플 농도에서 사실입니다. 그러나 샘플 농도가 증가함에 따라 다중 산란, 제한 확산, 입자 간 상호작용과 같은 다른 효과가 발생할 수 있습니다. 다중 산란의 영향은 후방 산란 검출 및 큐벳 벽에 가까운 측정을 통해 최소화할 수 있지만, 제한 확산 및 입자 간 상호작용은 이해하기 어려운 문제입니다. 일반적으로 제한 확산은 분산제가 아닌 샘플의 점도를 사용하여 보정할 수 있습니다. 입자 간 상호작용은 매우 복잡하고 보정할 수 없습니다.

DLS 측정에서 얻은 크기는 샘플 농도와 독립적 이어야 합니다 (ISO22412 (2017)). 그러나 어떤 샘플에서 얻은 크기가 샘플 농도에 의존하는 경우, 희석 시리즈를 수행하고 각 샘플 농도의 측정된 확산 계수를 농도의 함수로서 그래프화하여 데이터를 0 농도로 외삽해야 합니다. 0 농도에서 얻은 값이 샘플의 실제 확산 계수(즉, 평균 크기)입니다. 이것은 다이나믹 Debye 플롯으로 알려져 있으며, ISO22412 (2017)에서 논의하고 있습니다. Zetasizer 소프트웨어에 고급 단백질 기능 키가 설치되어 있는 경우, 계산기에는 다이나믹 Debye 플롯이 포함되어 있습니다.

농도 효과에 대해 더 자세히 논의한 문서를 첨부했습니다.
다이나믹 광산란(DLS)의 응용: 원리, 측정 및 분석 – 2. 농도 효과 및 입자 상호작용
FAQ – 다중 산란이란 무엇입니까?
FAQ – 제한 확산이란 무엇입니까?

다이나믹 광산란의 하한 크기는 기기의 광학 구성, 레이저 파장/출력, 검출기 감도, 샘플 농도 및 초과 산란 수준과 같은 여러 요인에 따라 달라집니다. 이 마지막 점은 사용된 분산제와 분산제 내의 분자/입자 간의 산란 차이입니다. 초과 산란 수준이 높을수록 측정하기 쉬워집니다. Zetasizer에서 우리가 측정한 가장 작은 크기는 0.6nm(피크 모드)이며, 이러한 측정에 대한 세부 사항을 제공하는 응용 노트를 첨부했습니다.

응용 노트 “다이나믹 광산란을 사용한 나노미터 이하 크기 측정“

이는 일반적으로 샘플에 측정에 간섭을 일으키는 매우 큰 입자/응집물/먼지가 포함되어 있다는 것을 의미합니다. 우리는 이것을 수량 변동이라고 부르며, 이에 대한 더 상세한 설명을 담고 있는 FAQ를 첨부했습니다. 확실한 것은 샘플이 DLS에 적합하지 않으며, 측정 전에 큰 물질을 제거해야 한다는 것입니다.

FAQ – 수량 변동이란 무엇입니까?