Polydispersity – DLS 및 크로마토그래피에 어떤 의미가 있을까요?
다분산도(또는 최근에는 IUPAC 권고에 따라 폴리 없이 분산도)라는 용어는 분포의 “비균일성” 정도를 설명하는 데 사용됩니다. 분자/나노입자 특성화 분야에서는 원칙적으로 관심 있는 기본 특성에 따라 두 가지 다른 다분산도 정의가 있습니다.
겔 투과 크로마토그래피 (GPC) 및 크기 배제 크로마토그래피 (SEC)에서 우리는 샘플의 분자량에 관심이 있습니다. GPC/SEC로 얻어진 분포는 일반적으로 다양한 분자량 “슬라이스”에 대해 얼마나 많은 물질이 존재하는지를 설명하는 분자량 분포입니다. 이 분포는 전통적으로 다음과 같은 두 숫자로 설명됩니다:
- Mw – 질량 가중 분자량 및
- Mn – 수 가중 분자량
여기서 하나는 평균 분자량을 질량으로 설명하고 다른 하나는 분포의 다른 “슬라이스” 내의 평균 분자량을 설명합니다. 정확히 하나의 분자량만 있는 완벽히 균일한 (“단분산”) 샘플의 경우, Mw와 Mn은 동일한 값이 됩니다. 실제 샘플의 경우, 이 두 숫자는 다르며, 두 값의 비율을 사용하여 관찰된 분포가 균일 분포에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 설명할 수 있습니다. Mw/Mn 비율은 분산도라고 하며, 이전에는 다분산도 지수 (PDI)로 알려져 있었습니다. 최근 이 매개변수에 새로운 기호, Dstroke, Đ가 할당되어 분산도 용어의 새로운 표준을 나타내게 되었습니다. 균일한 샘플의 경우, Đ = 1.0입니다.
동적 광산란 (DLS)에서는 분자나 입자의 크기 분포가 관심 있는 특성입니다. 여기서 분포는 서로 다른 크기 “슬라이스”에 얼마나 많은 물질이 있는지를 설명합니다. DLS에서는 본래 분포가 광각 “슬라이스”나 “구획”에서 얼마나 많은 빛이 산란되는지를 나타내는 강도 분포입니다. 분포의 통계를 통해 평균 크기와 그 평균에서의 표준 편차를 직접적으로 얻을 수 있습니다. 이때, 절대 표준 편차(또는 “하프윗스”)를 평균과 비교하여 상대 다분산도 = 표준 편차 / 평균을 얻을 수 있습니다. 역사적으로는 분포가 필요하지 않은 단순한 단일 지수의 맞춤 방식(큐뮬런트 방법)을 사용해 전반적인 평균 크기(강도로)와 전반적인 다분산도(정규화된 두 번째 큐뮬런트)를 찾았습니다. 이론적 가우시안 분포에서는 전반적인 다분산도가 분포의 상대 다분산도가 될 것입니다. 전통적으로 이 전반적인 다분산도는 전반적인 다분산도 지수 PDI로 변환되며 이는 광산란 다분산도의 제곱입니다. 완벽히 균일한 샘플의 경우, PDI는 0.0입니다.
다양한 분산도 클래스의 값은 아래 표에 나와 있습니다.
중간 칼럼은 중간, 적절히 다분산된 분포 유형을 나타내며, 이는 분포가 매우 다분산하거나 넓지도 않은, 그렇다고 좁지도 않은 상태를 의미합니다.
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