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

Diffusione dinamica della luce laser DLS

La diffusione dinamica della luce (Dynamic light scattering - DLS) si basa sul moto browniano delle particelle in sospensione. Le particelle più piccole si muovono più velocemente, le particelle più grandi si muovono più lentamente. La luce diffusa da queste particelle contiene informazioni sulla velocità di diffusione e quindi sulla distribuzione dimensionale. Il metodo convenzionale per analizzare la luce diffusa in DLS è chiamato Spettroscopia a Correlazione di Fotoni (Photon Correlation Spectroscopy - PCS). Richiede un autocorrelatore e fornisce solo una dimensione media o necessitante di algoritmi di adattamento della curva specifici del fornitore per stimare la distribuzione delle dimensioni.

Il metodo dello Spettro di Potenza (Frequency Power Spectrum - FPS) è diverso: il segnale di intensità del foto-rilevatore viene trasformato matematicamente dalla trasformazione rapida di Fourier in uno spettro di potenza in frequenza e fornisce direttamente una distribuzione delle dimensioni mediante la minimizzazione iterativa dell'errore. La velocità di diffusione del moto Browniano è inversamente proporzionale alla dimensione d_p (diametro idrodinamico) delle particelle:

Diffusione dinamica della luce laser DLS (Dynamic Light Scattering DLS) La differenza tra rilevazione ottica omodina ed eterodina

Esistono due approcci per il riferimento ottico: il rilevamento dell'omodina (chiamato anche "auto-battente" o "auto-referenziazione") e il rilevamento dell'eterodina ("battito di riferimento" o "riferimento controllato").

Nell'approccio dell'omodina, la stessa luce diffusa fornisce il riferimento per determinare lo spostamento di frequenza. Al contrario, il riferimento controllato, o il rilevamento dell'eterodina, sovrappone la luce diffusa a una porzione della luce incidente, che fornisce il riferimento per determinare gli spostamenti di frequenza. Il segnale risultante del rivelatore in entrambi i metodi contiene una distribuzione di frequenze che è rappresentativa della dimensione delle particelle in sospensione.

Dei due approcci, in un analizzatore a tecnologia di Diffusione dinamica della luce lase, la modalità dell'eterodina con "riferimento controllato" offre molti più vantaggi rispetto alla configurazione dell'omodina. Il più importante di questi è l'intensità del segnale. Questo è proporzionale a i_s², l'intensità media della luce diffusa al quadrato, nella misura omodina. Al contrario, l'intensità del segnale nella misurazione eterodina è proporzionale a i_s x i₀, il prodotto dell'intensità diffusa e dell'intensità del riferimento.
Ciò si traduce in un segnale di misurazione molto più forte e consente l'utilizzo di diodi laser come sorgente di luce e fotodiodi al silicio come rilevatore. La potenza del segnale migliorata facilita anche la misurazione delle particelle molto piccole e a bassa dispersione fino alla minor gamma nanometrica.

Omodina - Auto-battente

Eterodina - Riferimento a Beats

Frequenza caratteristica

_{λ= lunghezza d'onda nel mezzo di sospensione, ω = frequenza, 
ωo = frequenza fdalla particella a metà altezza, 
η = viscosità, θ = angolo di dispersione, is = intensità ottica diffusa, io= intensità ottica di riferimento, r = raggio delle particelle, k = Costante di Boltzmann, T = temperatura}

Esclusiva tecnologia della sonda Microtrac L'approccio di Microtrac alla Dispersione Dinamica della Luce