DLS 동적광산란 이란?
동적광산란으로 사이즈를 측정하다보니 90도 DLS, 173도 NIBS, 후방산란 DLS라는 말을 흔하게 듣게 됩니다.
Zetasizer Lab(NANO S90) 장비는 90도 동적광산란이고 Zetasizer Pro(NANO ZS)는 비침습적 후방 산란(NIBS) 로 173도의 광학 구성으로 되어 있습니다.
“두 시스템에서 동일한 결과를 얻을 수 있습니까?”
이 질문에 대한 답은 때로는 결과가 일관되고 때로는 그렇지 않다는 것입니다.
즉 대답은 테스트되는 샘플과 관찰된 분포에 따라 다릅니다. 원칙적으로 강도 분포는 다를 수 있지만 부피 또는 질량 분포는 동일해야 합니다(Mie 산란으로 인해 발생하지 않는 특정 조건이 있을 수 있음).
이것은 이해하기 까다로운 개념일 수 있으므로 여기에서 설명하기 위해 최선을 다할 것입니다.
먼저, 더 큰 산란 각도 외에도 비침습적 후방 산란(NIBS: Non-Invasive Back Scatter) 시스템은 90도 시스템보다 훨씬 더 큰 농도 범위를 가지고 있으며, 이는 비침습적 후방 산란(NIBS) 시스템을 사용하여 더 농축된 샘플을 측정하고 90도 시스템 결과와 일치하는 결과를 생성할 수 있음을 의미합니다.
DLS 동적 광산란은 본질적으로 저해상도 기술이기 때문에 혼합물에서 다양한 크기의 입자를 분해하는 능력이 제한적입니다. 표본에서 서로 다른 크기 모드를 구별하는 능력은 표본에 존재하는 서로 다른 모집단의 상대적 크기, 표본에 존재하는 서로 다른 모집단의 산란의 상대적 강도, 개별 크기 분포의 다분산성, 표본 준비의 품질 및 데이터의 품질을 포함하는 여러 요인에 따라 달라집니다.
측정은 DLS90과 NIBS 가 가능한 장비에서 각각 90° 및 173°의 희석 농도에서 라텍스 표준물질의 혼합물에 대해 이루어졌습니다.
실험
측정에 사용된 모든 라텍스 표준은 캘리포니아주 팔로알토에 소재한 Duke Scientific에서 획득했으며 메릴랜드주 게이더스버그에 소재한 NIST까지 추적할 수 있었습니다. 이들은 각각 60nm 및 220nm 표준입니다. 모든 표준은 1% w/v 농도로 공급됩니다.
결과
Duke Scientific 60nm 라텍스 표준은 100μl의 샘플을 취하여 10mM NaCl로 최대 40ml로 만들어 0.0025% w/v의 재고 농도를 제공하여 제조되었습니다. 스톡 220nm 라텍스의 농도는 0.00025% w/v(10μml의 샘플은 10mM NaCl로 최대 40ml로 만들어짐)였습니다. 이들 2개의 스톡 현탁액은 표 1에 나타낸 바와 같이 다양한 비율로 혼합하였고, 173° 및 90°에서 측정하였다.
두 검출 각도 90°(빨간색 플롯) 및 173°(파란색 플롯)에서 다양한 부피 비율 혼합물에 대해 얻은 강도 및 부피 크기 분포는 비교 목적으로 과도하게 표시되었습니다. 특정 부피 비율 혼합물에 대해 얻어진 강도 크기 분포가 각 각도에서 상당히 다르다는 것을 알 수 있습니다. 더 큰 220nm 입자는 뒤쪽 173° 각도보다 앞쪽 90° 각도에서 더 많은 빛을 산란시키기 때문에 이는 예상할 수 있는 결과입니다.
그림 1: 90°(빨간색) 및 173°(파란색)에서 측정한 1.1:1(60:220nm 라텍스 표준) 부피 혼합물에 대한 강도 및 부피 크기 분포.
더 다양한 부피 혼합에 대한 그래프는 다음 응용노트에서 확인 하실 수 있습니다.
자료 다운로드(영문)
결론
동적 광 산란은 저해상도 기술이지만, 이 응용 노트에 제시된 결과는 각 크기 집단의 상대적 농도 변화를 모니터링할 수 있음을 보여주었습니다.
두 개의 서로 다른 검출 각도에서 희석된 라텍스 표준물질에 대해 이루어진 측정은 산란에서 각도 의존성을 보이는 입자에 대해 강도에 따른 다른 크기 분포가 예상되어야 함을 보여줍니다. 그러나 Mie 이론을 사용하여 강도 데이터를 부피로 변환하면 상대 농도 범위 내에서 각도와 독립적인 분포를 얻을 수 있습니다.
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