FAQ: 피크 크기 또는 z-평균 크기 – DLS에서 어떤 것을 선택해야 하나요?
분포 피크 크기 또는 전체 평균 크기가 더 좋을까요? 동적 광산란(DLS)에서 우리는 산란된 빛의 강도 자기상관 함수(intensity autocorrelation function)를 측정합니다. 그런 다음 이 함수를 적합시켜 크기를 얻습니다. 두 가지 주요 피팅 알고리즘 결과가 있고 이는 사용자들을 혼란스럽게 할 수 있습니다:
- 누적크기 (또는 z-평균) 및 다분산도 (또는 다분산 지수 PDI)로 하나의 전반적인 평균 크기와 하나의 전반적인 평균 다분산도를 제공합니다. {나노미터 단위의 “PDI 폭” 매개 변수는 PDI의 제곱근에 z-평균을 곱한 값입니다.}
- 피크 크기 (또는 분포 크기)는 각각의 별개의 크기 피크의 평균 크기와 폭을 분포하여 나타냅니다.
이 두 알고리즘의 주요 차이점은 무엇인가요?
z-평균은 ISO 방법에 따라 결정된 크기입니다 [ ISO13321:1996 혹은 그 최신 버전 ISO22412:2008 ]. 여기서, 우리는 상관 함수의 초기 부분을 단일 지수 감소에 적합하게 강제합니다. (피팅은 인터셉트의 10%까지의 상관 함수 포인트에 이릅니다).
감쇠율은 전체 평균 크기 또는 z-평균 크기에 직접적으로 관련이 있습니다. 다음 단계의 피팅 항은 기초 입자 분포로 가우시안 크기 분포를 가정할 경우 다분산도와 관련이 있습니다.
분포 분석의 경우, 우리는 더 긴 시간까지 상관 함수를 적합시킵니다. 일반적으로 인터셉트의 1%까지 원시 데이터를 적합시킵니다. 이 피팅에는 음이 아닌 최소자승법 NNLS 또는 CONTIN과 같은 정규화 기법이 포함됩니다. 결과는 크기 계급 또는 크기 빈(bin)에서의 다른 기여물들의 분포입니다. 그 분포의 피크는 특정 피크의 통계적 평균과 표준 편차로 정의될 수 있습니다.
왜 두 수가 같지 않고 동일한 방향을 따르지 않나요?
완벽하게 단분산된 샘플의 경우, 두 결과는 같아야 합니다. 즉, z-평균은 분포 내 유일한 피크의 평균과 같아야 합니다. 실제 응용에서, 심지어 단분산 샘플의 경우에도, 이는 그렇지 않을 가능성이 크고 작은 차이가 있을 것입니다.
다분산 샘플의 경우, 두 값이 같을 수 없습니다. z-평균은 여전히 하나의 숫자에 불과하지만, 분포는 두 개 이상의 피크를 보여줍니다. 그리고 각 피크는 그에 상응하는 평균과 폭을 가집니다.
세 가지 가능성 있는 시나리오에 대한 설명은 다음과 같습니다:
- z-평균이 피크 크기보다 작은 경우: 누적 피팅은 상관 함수의 초기 부분에만 맞추기 때문에, 분포의 작은 부분과 초기 감쇠를 약간 과대평가할 수 있습니다. 첨가제나 버퍼 성분 때문에 작은 크기에서 추가 피크가 있는 경우(가끔 “용매 피크”라고도 함) 이는 평균 크기가 예상된 피크 크기보다 낮은 이유가 될 수 있습니다.
- z-평균이 피크 크기와 같은 경우: 이상적인, 아마도 단분산 샘플일 가능성이 큽니다. 굉장히 특이한 상황에서는, 전체 평균 크기와 일치하는 피크가 하나라도 있는 경우, 아주 다분산 샘플일 가능성이 있습니다.
- z-평균이 피크 크기보다 큰 경우: 분포는 작은 것과 큰 구성을 보이며, 둘의 평균은 중간 어딘가에 있습니다. 특이한 상황에서는 작은 피크가 가장 낮은 디스플레이 컷오프(버퍼 성분이나 첨가제)보다 작고, 가장 큰 피크가 큰 컷오프(아주 큰 응집체나 먼지)를 초과할 때 실제로 작은 피크나 큰 피크가 없을 수도 있습니다.
결과를 어떻게 해석해야 하나요?
다행히도 Zetasizer DTS 소프트웨어의 품질 보고서는 이러한 경우들을 점검하고, 발견된 결과의 정확한 해석을 제공할 것입니다. 분포에서, 해석의 추가 선택은 강도-부피-수(숫자) 분포에 관한 것입니다.
{{z-평균이 있지만 전혀 피크가 없는 추가적인 네 번째 경우도 있습니다: 이는 일반적으로 z-평균이 매우 커서 분포 분석에서 발견된 어떤 피크도 기본 디스플레이 범위에 들어가지 않는 경우 발생합니다. 예를 들어, z-평균이 20µm인 경우, 분포 분석에서 15-25µm 범위의 단일 넓은 피크를 발견했다면 이는 표시되지 않을 것입니다. 대신 분포 그래프에는 평면선만 나타납니다. DLS는 이러한 큰 입자들에는 이상적인 기술이 아니므로, 디스플레이에서 합리적인 컷오프가 존재합니다.}}
추가 자료
- 백서: 동적 광산란 – 일반 용어 정의
- 테크니컬 노트: 강도 – 부피 – 수: 어떤 크기가 정확한가?
- FAQ: z-평균이란 무엇인가?
- 게시물: 다분산도는 무엇을 의미하는가?
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