FAQ: 峰值大小還是Z-平均大小 – 在DLS中該如何選擇?

Z-average-and-peak-comparison-DLS (image created by Ulf Nobbmann)

分佈的峰值大小還是整體平均大小更好?在動態光散射(DLS)中,我們測量散射光的強度自相關函數。然後我們擬合這個函數以獲得大小。有兩個主要的擬合算法結果可能讓用戶困惑:

  • 累積(或z-平均)大小和多分散性(或多分散指數PDI),具有一個整體平均大小和一個整體平均多分散性。{參數“PDI寬度”以納米為單位,是PDI乘以z-平均的平方根。}
  • 峰值大小(或分佈大小),具有一個均值和一個每個單獨大小峰的寬度。

這兩個算法之間的關鍵區別是什麼?

z-平均是一個根據ISO方法確定的大小 [ISO13321:1996或其更新版ISO22412:2008]。在這裡,我們僅強制擬合相關函數的初始部分,以單指數衰減表示。(擬合達到相關函數點的十百分之十個)。

衰減率直接關聯到整體平均大小或z-平均大小。下一階擬合項目與高斯大小分佈的多分散性相關,假設這是基礎粒子分佈。

對於分佈分析,我們擬合相關函數至更長的時間。更多的原始數據被擬合,通常達到百分比的百分之一。擬合涉及正則化技術,比如非負最小二乘法NNLS,或CONTIN)。結果是不同大小類別或大小分檔的貢獻分佈。分佈的峰值可以用該特定峰的統計均值和標準差來定義。

為什麼這兩者不是相同數據,呈現相同趨勢?

對於一個完美的單分散樣品,兩個結果應該相同。也就是z-平均應該與分佈中的(唯一一個)峰的均值相同。在實際應用中,甚至對於單分散樣品,這通常不是這樣,並且會有小的差異。

對於多分散樣品,兩者不能相同。z-平均仍然只是單個數據,而分佈將顯示兩個或更多峰。每個峰都有其相應的均值和寬度。

三種可能情況的解釋為:

  1. z-平均小於峰值大小:累積擬合僅到相關函數的初始部分,因此在某種程度上,稍微過分強調了分佈中較小部分的初始衰減。如果由於添加劑或緩衝液組成部分存在一個小峰(有時稱為“溶劑峰”),這可能是平均大小低於預期峰值大小的原因。
  2. z-平均等於峰值大小:理想情況下可能是單分散樣品。在非常奇特的情況下,這可能是一個非常多分散的樣品,在哪其一個峰與整體平均大小相吻合。
  3. z-平均大於峰值大小:分佈顯示了一個小的和一個大的組分,兩者的平均值介於其間。在特殊情況下,當較小峰小於最低顯示截止(緩衝組件或添加劑)時,可能實際上不存在較小或較大峰,而當最大峰大於大截止(非常大聚合或灰塵)。

如何解釋結果?

幸運的是,Zetasizer DTS軟件中的質量報告檢查這些情況,並將指出如何正確解釋遇到的結果。在分佈中,解釋的另一个選擇是關於強度-體積-數量分佈。

{{還有第四種情況,當存在z-平均但根本沒有峰時:這通常發生在z-平均非常大,以至於任何在分佈分析中發現的峰都不屬於默認顯示範圍。例如,如果z-平均是20µm,且分佈分析發現單個寬峰在15-25µm範圍,那麼這將不會顯示。相反地,在分佈圖上只會出現一條平線。DLS不是研究這麼大顆粒的理想技術,因此顯示中有合理的截止。}}

進一步的資源

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