纳米粒度分布动态光散射

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-03-23  

本检测详细介绍了纳米粒度分布动态光散射技术。文章系统阐述了该技术的核心检测项目、广泛的检测范围、标准化的检测方法以及关键的仪器设备构成。通过四个主要章节,旨在为读者提供一份关于DLS技术原理与应用的全面技术参考。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

平均流体力学直径:通过分析散射光强涨落的自相关函数,计算得出颗粒在溶液中扩散行为的平均尺寸,是DLS最核心的检测结果。

粒度分布多分散指数:用于表征样品中颗粒尺寸分布的宽窄程度,PDI值越小,表明样品单分散性越好,分布越均匀。

Zeta电位:通过测量颗粒在电场中的电泳迁移率计算得出,用于评估胶体分散体系的稳定性及颗粒表面电荷特性。

颗粒浓度:部分高级DLS仪器可通过绝对光强或结合其他技术,对样品中颗粒的数量浓度或质量浓度进行估算。

分子量测定:对于高分子或蛋白质溶液,可通过扩散系数与分子量的关系(如斯托克斯-爱因斯坦方程)估算其分子量。

团聚与聚集状态分析:监测粒度分布随时间或条件(如pH、温度)的变化,判断颗粒是否发生团聚、聚集或解聚。

样品纯度与污染物检测:通过分析粒度分布图中是否出现异常峰,判断样品中是否存在大颗粒污染物或未分散的团聚体。

蛋白质变性研究:监测蛋白质溶液在受热或化学刺激下,其流体力学半径的变化,以研究其变性、聚集过程。

胶束与囊泡尺寸分析:广泛应用于表面活性剂胶束、脂质体、聚合物囊泡等自组装纳米结构的尺寸与稳定性表征。

反应动力学监测:实时跟踪纳米颗粒合成、高分子聚合或生物分子相互作用过程中粒度分布的动态变化。

检测范围

无机纳米颗粒:如二氧化硅、氧化锌、金纳米颗粒、量子点等,用于质量控制与表面修饰效果评估。

有机高分子纳米粒:包括PLGA、壳聚糖、聚合物胶束等药物递送载体,表征其载药前后的尺寸变化。

脂质体与脂质纳米粒:在制药领域至关重要,用于测量脂质体的粒径、分布均匀性及长期储存稳定性。

蛋白质与抗体溶液:分析生物大分子的流体力学半径、寡聚化状态以及在高浓度下的相互作用。

病毒与病毒样颗粒:用于疫苗开发,表征病毒颗粒的尺寸、完整性和批间一致性。

乳液与微乳液:食品、化妆品及工业领域中的乳状液滴尺寸分析,评估其稳定性与破乳过程。

墨水与涂料添加剂:检测颜料、填料等纳米级添加剂的分散状态,确保产品性能与稳定性。

细胞外囊泡:如外泌体,DLS可快速提供其群体粒径分布信息,用于初步筛选与表征。

胶体悬浮液:各种胶体体系的常规分析,包括粘土、陶瓷浆料、催化剂颗粒等。

纳米复合材料分散液:如碳纳米管、石墨烯在溶剂中的分散状态及束/片层尺寸评估。

检测方法

光子相关光谱法:最经典的DLS方法,通过高速光子计数器探测散射光强随时间涨落,并进行自相关分析。

多角度动态光散射:在不同散射角度同时进行测量,可提高对复杂体系(如非球形、多分散样品)的分析准确性。

背散射光探测法:探测器置于接近180°的背散射角,能有效减少高浓度或浑浊样品中多重散射的干扰。

电泳光散射法:在DLS光路中施加电场,通过分析多普勒频移来测量颗粒的电泳迁移率,进而计算Zeta电位。

静态与动态光散射联用:结合静态光散射的角依赖性和DLS的扩散信息,可同时获取分子量、尺寸和构象信息。

纤维光学探头法:使用光纤探头直接浸入样品进行原位测量,适用于在线或过程监控以及危险环境下的检测。

扩散波光谱法:基于多重散射原理,专门用于测量极高浓度、不透明样品的颗粒动态信息。

场流分离联用DLS

场流分离联用DLS:先通过场流分离技术按尺寸分离组分,再对各组分进行DLS检测,极大提升复杂混合物的分辨率。

温度梯度DLS:在程序控温过程中连续测量粒度变化,用于研究相变温度、蛋白质热稳定性等。

自动化高通量筛选法:结合多孔板自动进样器,实现大批量样品的快速、自动测量,适用于配方筛选与稳定性研究。

检测仪器设备

激光光源:通常为固态激光器(如He-Ne激光器,波长633nm),提供单色性、相干性好的稳定入射光。

样品池与温控单元:包括石英比色皿、一次性塑料池等;精密帕尔贴温控系统确保测量过程温度稳定(通常±0.1°C)。

高灵敏度光电探测器:如雪崩光电二极管或光电倍增管,用于将微弱的散射光信号转换为电信号。

数字相关器:仪器的核心计算部件,实时计算散射光强信号的自相关函数,其通道数和采样时间决定数据质量。

光学平台与角度调节器:精密机械结构用于精确设定和改变散射角度(常见有90°、173°等固定或多角度可调)。

Zeta电位测量单元:包含施加电场的电极对(通常为铂金电极)和相应的电位测量电路。

自动滴定附件

自动滴定附件:用于自动连续改变样品pH或离子强度,同时监测Zeta电位和粒度变化,研究表面化学性质。

多角度静态光散射检测器

多角度静态光散射检测器:在联用仪器中配备,用于同时进行静态光散射测量以获取绝对分子量。

自动进样器

自动进样器:实现无人值守下的序列样品测量,大幅提升实验室通量和重复性。

数据分析软件

数据分析软件:内置多种算法(如累积量法、 CONTIN算法、NNLS算法)用于从相关函数中反演粒度分布,并生成报告。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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