動態光散射 – 規範的通用術語

1. Z-平均尺寸(Z-Average size)

      在動態光散射中使用的Z-平均尺寸或Z-平均中值稱為累積中值。這是該技術中產生的最重要和穩定的參數。Z-平均中值已在ISO 13321和更近期的ISO 22412中規定，因此在品質管制規範中使用時是報告的最佳值，且ISO標準規定此中值為‘調和強度平均粒徑’。

  若樣本為單一物質（即僅一個峰）、形狀為球形或近似球形、均勻分布且分散於適當分散劑中，Z-平均尺寸可與其他技術測量的尺寸進行比較，因為Z-平均中值尺寸對樣本中的微小變化（如少量凝聚物的存在）非常敏感。請注意，Z-平均是一個流體動力學參數，僅適用於分散的顆粒或溶液中的分子。 

2. 累積分析(Cumulants analysis)

     這是分析DLS實驗生成之自動相關函數的一種簡單方式。計算根據ISO 13321及ISO 22412的規定。這是矩展式，雖然可以生成許多值，但實際上僅使用前兩個術語。

  也就是說，平均尺寸（Z-平均）和被稱為多分散指數（PdI）的寬度參數是該術語。Z-平均是以強度演算的值，且不應與其他方法產生的質量或數值報告的平均值混淆或直接比較。計算依據ISO標準。因此，任何按照該計算使用的系統在使用相同散射角時應提供可比較的結果。

3. 多分散指數(Polydispersity Index)

     該指數是根據累積分析的相關資料得到的一個簡單兩參數擬合值。多分散指數是無維度的，除了高度單分散的標準物質外，值很少低於0.05。若值超過0.7則表示樣本分布極廣，並且可能不適合動態光散射(DLS)技術。

  各種大小分布算法以介於這兩者之間的資料進行運算。這些參數的計算在ISO標準文件13321:1996 E及ISO 22412:2008中有規定。

4. 多分散性(Polydispersity)

     在光散射中，多分散性及多分散性百分比從DLS測得的強度自相關函數的累積分析中導出，其來源於多分散指數。累積分析假定單一粒徑模式，將單指數擬合應用於自相關函數，而單分散性描述的是假設的高斯分布的寬度。在蛋白質分析中，低於20%的多分散性百分比表明樣本為單分散。 

5. 擴散係數(Diffusion Coefficient)

     懸浮/溶液中的顆粒和分子進行布朗運動。 這是源自於溫度引起的溶劑分子的運動衝擊。當顆粒或分子接受雷射光時，由於較小的顆粒更易於受溶劑分子的衝撞而更快速地運動，因此散射的光強度會隨顆粒尺寸以一定比例變動。

  透過分析這些強度變化可以計算出布朗運動的速度，因此可以利用Stokes-Einstein方程來計算粒徑。故擴散係數描述了一定溶劑環境中分析物或顆粒的布朗運動。該平移擴散係數會因介質中的離子的濃度和類型以及顆粒的尺寸和表面結構而異。

5. 流體動力學直徑(Hydrodynamic diameter)

     由動態光散射(DLS)測得的流體動力學尺寸被定義為“與測得的顆粒擁有同樣擴散速率的理想球體之尺寸”。然而，實際上溶液中的顆粒或巨分子並非球體，且是動態的（包含旋轉）且會溶媒化。因此，顆粒的擴散特性所得的直徑反映了動態水合/溶媒化顆粒的視覺尺寸。於是出現了流體動力學直徑一詞。因此流體動力學直徑或斯托克斯直徑是指具有與測量的顆粒相同平移擴散係數的球體的直徑，考慮了顆粒或分子周圍的水合層。

6. 相關曲線 – 或相關函數

(Correlation Curve – or correlation function)

     在動態光散射(DLS)實驗中測得的數據是平滑的，具有單一尺寸顆粒分散的指數衰減函數的相關曲線。相關曲線中包含了測試樣本內顆粒擴散的所有信息。透過將相關曲線適配於指數函數，擴散係數(D)可以被計算出來（D與指數衰減的整個比例相關）。

  若已知擴散係數(D)，則可以使用修正的Stokes-Einstein公式計算流體動力學直徑。對於多分散樣本，這些曲線是指數衰減的總和。

7. Y-截距或截距(Y-Intercept or Intercept)

     在DLS中，Y-截距或簡稱截距，指的是相關圖表在y軸上的交點。y交點可以用來評估測試樣本中信號與噪音的比較，並常被用於判斷數據品質。這是經過調整的尺度，其中理想信號給出值為1，優良系統提供0.6以上的截距，而最佳系統則超過0.9截距。

8. 去卷積或去卷積算法

(Deconvolution or Deconvolution algorithm)

     一種從多分散樣本所得的指數混合體系中根據各自相關的強度數值將其分解至單一粒度帶的算法基礎方法。動態光散射(DLS)產生的粒度分布是從樣本的測得強度自相關函數去卷積而獲得的。通常使用的是非負最小平方法(NNLS)擬合算法（常見如CONTIN）來進行。

9. 計數率或光子計數率

(Count Rate or Photon Count Rate)

     在DLS中，這僅僅是檢測到的光子數量，通常以“每秒”為基準展示。通過作為時間的函數監控其穩定性，來決定樣本品質，還被用於設置儀器參數如衰減器設定和分析時間。為了進行分析，計數率應超過某個最小值，以便獲得充分的信號。所有的檢測器都有維持線性響應的最大計數率，如果計數率不自動調整，應遵照製造商的建議進行調整。

10. 強度分布(Intensity Distribution)

     DLS實驗的初步結果是粒徑的強度分布。強度分布自然會按每個粒子部分或系列的散射強度加權。對於生物材料或聚合物，粒子的散射強度與分子量的平方成正比。因此強度分布可能會造成某些誤解，即少量的凝聚/凝結體或較大粒子的存在具有支配作用。然而，這種分布可作為樣本中的大型物質存在的敏感檢測器。

11. 體積分布(Volume Distribution)

     DLS生成的基本尺寸分布是強度分布，但這可以透過Mie理論，基於散射（強度）而不是質量或體積，轉換為描述樣本中的不同組成部分的相對比例的體積分布。

  在將強度分布轉換為體積/質量分布時，需要接受以下四個假設。

• 所有粒狀皆為球形
• 所有粒狀皆為均勻
• 已知粒子的折射率的真實及虛數部件等光學特性
• 強度分布中無誤差

  對這些假設的理解特別重要，因為DLS技術本身會生成本質上的峰擴

散內建於報告強度分布時，總是存在一些誤差。故從這些強度分布推導出來的體積和數目分布於作為比較的目的或當有多個模式或峰時用於估計相對比例，最為理想且不應被當作絕對依據。故基於強度分析來匯

報峰的尺寸以及從體積分布分析中報告相關的百分比（而非尺寸）是一個良好的做法。