Concentrazione delle particelle analisi precisa grazie alla Dispersione Dinamica della Luce - Dynamic Light Scattering (DLS)

La concentrazione delle particelle, oltre alla dimensione delle particelle e al potenziale zeta, è spesso interessante per determinare quante particelle sono disperse in un liquido o quante particelle sono presenti per classi dimensionali. Queste informazioni sono molto utili per determinare specifiche caratteristiche, ad esempio, per determinare la finestra terapeutica di un farmaco nell'industria farmaceutica o un'indicazione di opacità negli inchiostri o nelle vernici (questi sono solo alcuni degli innumerevoli esempi, esistono molte altre applicazioni).

Con la serie di analizzatori a tecnologia Dynamic Light Scattering (DLS) analyzer NANOTRAC di Microtrac è ora possibile misurare le dimensioni granulometriche, il peso molecolare e il potenziale zeta, ed ottenere informazioni aggiuntive sulla concentrazione delle particelle. I diversi modelli della serie Nanotrac sono illustrati nella figura sottostante.

Dynamic Light Scattering (DLS) - dimensione delle particelle e analisi del potenziale zeta

Dimensionamento delle particelle - Panoramica di prodotto

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Come si determina la concentrazione granulometrica?

L'esclusivo design ottico della serie Nanotrac con il metodo di riferimento eterodina autoamplificato a 180° ha un rapporto segnale/rumore 10⁶ volte migliore rispetto agli strumenti PCS. Una rapida trasformata di Fourier del segnale amplificato dal laser riflesso dà come risultato uno spettro di potenza lineare in frequenza, che viene convertito in uno spettro di potenza logaritmico.

Le informazioni aggiuntive sulla concentrazione di particelle sono accessibili utilizzando questo spettro di potenza e l'indice di carico (LI) risultante. Lo spettro di potenza viene mostrato nella figura. L'indice di carico è la somma delle ampiezze di tutti i canali di frequenza logaritmica e dipende dalla concentrazione delle particelle. Poche particelle mostrano un indice di carico basso, mentre un'alta concentrazione determina un indice di carico elevato

Per calcolare la concentrazione di particelle, è necessario selezionare l'analisi "Mode" nella SOP (Standard Operation Procedure). Quando si utilizza questo metodo di analisi, lo spettro di potenza viene suddiviso in diverse modalità. In questo modo, è possibile calcolare internamente un indice di carico da ogni singola modalità e assegnarlo alle singole frazioni. In questo modo, è possibile determinare anche la concentrazione delle singole frazioni di particelle.

La classificazione delle modalità e l'assegnazione alle frazioni di particelle avviene in modo completamente automatico. A seconda della rappresentazione dimensionale delle particelle, la concentrazione viene visualizzata in centimetri cubici per millilitro (cc/ml), come nel caso di una rappresentazione dimensionale ponderata per l'intensità o per il volume. Nel caso di una rappresentazione dimensionale basata sul numero, la concentrazione viene riportata in numero di particelle per millilitro (N/ml).

Misura e calcolo della concentrazione con la serie Nanotrac - Figura 2 — Spettro di potenza e indice di carico di una dispersione bimodale di particelle.

Concentrazione delle particelle Esempi applicativi

A titolo di esempio per la misurazione della concentrazione di particelle, si riporta di seguito la distribuzione granulometrica di una miscela composta da particelle di 30 nm e 200 nm. Il grafico mostra i dati e la distribuzione dimensionale del grafico basato sull'intensità.

Misura e calcolo della concentrazione con la serie Nanotrac - Figura 3

_{Distribuzione dimensionale nella rappresentazione ponderata per intensità di particelle di lattice da 30 e 200 nm.}

Questa figura mostra la distribuzione granulometrica ponderata per il numero, che può essere calcolata dal grafico basato sull'intensità mostrato nella figura precedente. La concentrazione delle particelle da 200 nm è ancora visibile nella distribuzione numerica, sebbene la percentuale del numero totale sia così piccola da non essere più visibile nella curva di distribuzione.

Misura e calcolo della concentrazione con la serie Nanotrac - Figura 4

_{Distribuzione dimensionale nella rappresentazione numerica ponderata di particelle di lattice da 30 e 200 nm.}

La determinazione della concentrazione delle particelle funziona per distribuzioni dimensionali monomodali o multimodali. Questa figura mostra un esempio di campione trimodale nella rappresentazione dimensionale ponderata per intensità. È costituito da tre frazioni di 26 nm, 216 nm e 1,8 µm.

La concentrazione della frazione da 200 nm rimane costante con 1,39∙10-4 cc/ml e 1,34∙10-4 cc/ml, poiché al primo campione bimodale è stato aggiunto solo uno standard da 2 µm. Anche la concentrazione della frazione di 30 nm rimane costante con 1,01∙10-2 cc/ml e 1,10∙10-2 cc/m

Misura e calcolo della concentrazione con la serie Nanotrac - Figura 5

_{Distribuzione dimensionale e concentrazione di un campione trimodale costituito da frazioni di 26 nm, 216 nm e 1,8 µm. Il grafico mostrato è il grafico ponderato per l'intensità.}

Questi grafici mostrano la concentrazione di particelle e la distribuzione dimensionale in intensità e numero di uno standard di 100 nm come esempio più semplice.

Misura e calcolo della concentrazione con la serie Nanotrac - Figura 6 — Rappresentazione dell'intensità e della dimensione ponderata per il numero di uno standard di 100 nm.

Riepilogo

Con la serie Nanotrac, oltre all'analisi granulometrica, è possibile calcolare la concentrazione delle particelle di una dispersione o di un'emulsione dallo stesso ciclo di misura, fornendo ulteriori informazioni sul campione (utili per molte applicazioni). Ciò è possibile grazie all'esclusivo design ottico e all'uso dello spettro di potenza mediante una Trasformazione di Fourier veloce.

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Diffusione dinamica della luce laser DLS (Dynamic Light Scattering DLS) - Analizzatore di particelle

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