Polydispersity – 對 DLS 和色譜技術的意義是什麼?
術語多分散性(或根據 IUPAC 的建議,更近期的分散性)是用來描述分佈的“非均一性”程度。在分子/納米粒子特徵化領域中,根據所關注的基本屬性,原則上有兩種不同的多分散性定義。
在凝膠滲透色譜法 (GPC) 和體積排阻色譜法 (SEC) 中,我們關注的是樣品的分子量。從 GPC/SEC 獲得的分佈通常是描述各種分子量“片段”中有多少材料的分子量分佈。傳統上,分佈通過兩個由其衍生的數字來描述:
- Mw – 質量加權的分子量 和
- Mn – 數量加權的分子量
其中一個描述的是按質量計算出的平均分子量(在不同“切片”中的分子),另一個是按數量計算出的平均分子量(在分佈的不同“切片”中的分子)。對於完全均一(“單分散”)的樣品,只有一種且只有一種分子量,則 Mw 和 Mn 的值將是相同的。然而,對於實際樣品,這兩個數字則不一樣,兩者的比值可用來描述所遇到的分佈與均一分佈的差異程度。比值 Mw/Mn 以前被稱為多分散性指數 (PDI),現在則稱為分散性。最近,為參數分配了一個新符號,Dstroke,Đ,以表示該術語分散性的更新約定。對於均一樣品,Đ = 1.0。
在動態光散射(DLS) 中,分子或粒子的尺寸分佈是重點考察的屬性。這裡,分佈描述的是在不同尺寸“片段”中存在的材料的多少。在 DLS 中,原生分佈是強度分佈,表示來自各種尺寸“片段”或“bin”中散射光的多少。平均尺寸和標準偏差可以直接從分佈的統計數據中獲得。這裡,分佈的(絕對)標準偏差(或“半寬”)可以與平均值相比較,得到一個相對多分散性 = 標準偏差 / 平均值。歷史上,為了簡化,不需要一個分佈,一種強制的單指數擬合方案(累積量方法)被用於找到一個整體平均尺寸(強度)和一個整體多分散性(標準化的二次累積量)。對於理論上的高斯分佈,整體多分散性將是該分佈的相對多分散性。傳統上,這種整體多分散性也被轉換為整體多分散性指數 PDI,即光散射多分散性的平方。對於完全均一的樣品,PDI 將為 0.0。
不同分散性類別的數值列在下面的表格中。

這裡中等欄位表示一種中間的,適度多分散的分佈類型,其中分佈既不是極度多分散或寬廣,也不是狹窄的。
進一步資源
- 白皮書:動態光散射 – 常用術語定義
- 白皮書:靜態光散射技術解釋 GPC/SEC
- 常見問題:多分散性意味著什麼
之前
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