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動態(tài)光散射(DLS)樣品制備指南
閱讀:477 發(fā)布時間:2024-12-23
溶劑是指用來準(zhǔn)備稀釋液的純?nèi)軇?,如甲苯或純水;稀釋液是指含有添加劑的溶劑,如?0% 甲醇的水溶液或10 mM KNO3水溶液。使用這種液體將樣品進行溶解或分散后進行DLS測量。
動態(tài)光散射(DLS)一般不建議在純?nèi)ルx子水中進行粒徑測量,因為顆粒周圍的雙電層會發(fā)生長程相互作用,測得的水合粒徑通常偏大2 ~ 10nm??赏ㄟ^在純水中加入少量的鹽來屏蔽顆粒上的電荷,帶相反電荷的離子將壓縮在顆粒周圍,屏蔽長程靜電相互作用。由于氯離子通過于活躍,可能會與顆粒發(fā)生反應(yīng)或吸附在其表面,推薦使用10 mM KNO3溶液作為水相樣品稀釋液。
如果液體是非極性純?nèi)軇ㄈ缂妆剑ㄗh選擇色譜級溶劑。非極性溶劑通常不會溶解或攜帶灰塵,可不過濾直接使用。如果溶劑是極性的,可通過過濾去除溶劑中的灰塵。尤其是含鹽的水相稀釋液(鹽類通常含有很多雜質(zhì)),如KNO3溶液,建議使用0.1或0.2微米的過濾器進行過濾,過濾前先對過濾器進行沖洗。
如果樣品是干粉狀,在測量前需要將其溶解或懸浮。若樣品是蛋白質(zhì),溶液不可劇烈攪拌且絕不能進行超聲處理。如果樣品較為堅固,則可使用超聲、渦旋、旋轉(zhuǎn)等方法來溶解/懸浮樣品。用戶可通過嘗試不同的溶解方法和時間來確定溶解條件。在準(zhǔn)備樣品時,仔細(xì)觀察樣品的分散情況。

對于液體樣品,可能需要對樣品進行稀釋。建議用樣品最初制備時所用的相同液體進行稀釋,并使用相同濃度的添加劑(如鹽、表面活性劑、分散劑等)。高濃度液體樣品可能呈不透明或乳白色,通常將一滴樣品加入到20毫升的液體中或進行1:1000的稀釋。
動態(tài)光散射(DLS)測量溶液的理想狀態(tài)應(yīng)是澄清透明的。斯托克斯-愛因斯坦方程適用于無限稀溶液,如果樣品濃度過高,由于多重散射或粘度效應(yīng),測量的顆粒大小將有些許誤差。當(dāng)顆粒濃度足夠高時,單個顆粒的散射光在懸浮液中被其他顆粒重新散射,就會發(fā)生多重散射,這將導(dǎo)致測量的粒度值被人為降低。當(dāng)加入到液體中的樣品體積足夠大以至于改變液體的粘度時,就會發(fā)生粘度效應(yīng)。如果由于粘度效應(yīng)導(dǎo)致參與計算的液體粘度錯誤,那么測得的粒度值也將不準(zhǔn)確。下圖展示了在高濃度下測量的影響。

根據(jù)樣品和液體的不同,當(dāng)濃度過高不適合DLS測量時,可以看到粒度值的減小或增大。在濃度非常高的情況下,這種現(xiàn)象通常會逆轉(zhuǎn)。
有兩種方法可以檢查濃度是否適合DLS測量:

對于配備雪崩光電二極管(APD)的儀器,在光強最大條件下稀溶液的散射光強度應(yīng)小于2 Mcps。請注意,測量時應(yīng)通過光強衰減器將光強調(diào)整為小于500-600 kcps。

驗證濃度是否適合DLS測量的第二種方法是在第一次測量后將樣品稀釋50%,如果稀釋后的粒徑值與稀釋前相同,且光強約為稀釋前的一半,則第一次測量的濃度及以下所有濃度都是合適的。
對于有顏色的樣品,只要激光沒有被溶液全部吸收,就可以對樣品進行測量。有色樣品和熒光樣品通常更難測量,可嘗試對樣品進行稀釋和添加熒光過濾裝置。
在過濾溶液時如果樣品顆粒被濾除會造成粒徑分布的改變,推薦使用比要測量的最大尺寸大2-3倍孔徑的過濾器對溶液進行過濾,過濾前先對過濾器進行沖洗。

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