粒径分布动态光散射试验

北检院检测中心  |  完成测试:次  |  2026-04-02  

本检测详细介绍了粒径分布动态光散射试验这一重要的纳米与亚微米颗粒表征技术。文章系统阐述了该技术的核心检测项目、广泛的应用范围、标准化的检测方法流程以及关键的仪器设备构成,旨在为相关领域的科研与技术人员提供一份全面而实用的技术参考。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

平均粒径:通过分析散射光强涨落的自相关函数,计算得出颗粒体系的平均流体力学直径,是表征体系整体大小的核心参数。

粒径分布:获取颗粒体系中不同尺寸颗粒的占比情况,通常以多分散指数或分布曲线图表示,反映体系的均一性。

多分散指数:一个无量纲参数,用于量化粒径分布的宽窄程度,PDI值越小,表明体系粒径分布越均一。

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。

分子量:结合静态光散射或已知模型,可估算蛋白质、聚合物等大分子的重均分子量。

聚集状态分析:监测样品中是否存在团聚体或多聚体,是评估蛋白质药物、纳米材料稳定性的关键。

胶体稳定性:通过长期或在不同条件下监测粒径和Zeta电位的变化,评估分散体系抵抗聚集或沉淀的能力。

反应动力学监测:实时跟踪聚合、结晶、自组装等过程中粒径与分布的变化,研究反应进程与机理。

蛋白质变性研究:通过温度或化学诱导变性过程中粒径和散射光强的变化,研究蛋白质的构象稳定性。

病毒与疫苗表征:用于测定病毒样颗粒、脂质纳米粒等疫苗载体的粒径、分布及聚集状态,确保产品质量。

检测范围

纳米材料:如金属纳米颗粒、量子点、碳纳米管、石墨烯等无机纳米材料的分散液粒径表征。

药物递送系统:脂质体、聚合物胶束、固体脂质纳米粒、微乳等纳米药物的核心物理性质检测。

生物大分子:蛋白质、抗体、核酸、多糖等在水溶液或缓冲液中的流体力学尺寸与聚集分析。

高分子聚合物:合成或天然聚合物在溶液中的分子尺寸、分子量分布及构象研究。

胶体与乳液:各类乳状液、悬浮液、墨水、涂料中分散相的粒径分布与稳定性评估。

食品与饮料:牛奶中的酪蛋白胶束、果汁中的果肉颗粒、巧克力中的可可脂颗粒等尺寸分析。

化妆品:乳液、防晒霜、精华液等产品中活性成分载体(如脂质体、纳米乳)的粒径质量控制。

陶瓷与浆料:陶瓷粉体悬浮液、抛光浆料等体系中颗粒的分散状态与粒度监控。

环境科学:水体中胶体颗粒、微塑料、土壤悬浮颗粒物的尺寸分布研究。

能源材料:电池浆料、燃料电池催化剂墨水等体系中活性颗粒的分散性与粒径分析。

检测方法

样品制备与过滤:将样品稀释至适宜浓度(通常使散射光强在合适范围),并使用特定孔径的滤膜过滤以去除灰尘与大颗粒。

样品池清洁:使用无尘溶剂和专用清洗液彻底清洗样品池,避免交叉污染和背景干扰,确保测量准确性。

温度平衡:将样品置于仪器样品池中,在设定温度下平衡足够时间,以消除温度梯度对布朗运动的影响。

测量角度设置:根据样品特性选择单角度(通常90°或173°背散射)或多角度测量模式,以获取更准确信息。

自相关函数采集:仪器激光照射样品,探测器连续采集散射光强信号,并计算其时间自相关函数。

数据拟合算法选择:根据样品特性选择累积量分析法、 CONTIN算法或NNLS等算法对自相关函数进行拟合。

粒径分布计算:通过拟合算法将自相关函数转换为粒径分布信息,包括平均粒径和多分散指数。

重复测量与平均:对同一样品进行多次连续测量,取平均值作为最终结果,以提高数据的可靠性和重复性。

结果验证与对比:对于复杂或未知样品,可结合电镜、原子力显微镜等其他技术对DLS结果进行验证。

数据报告生成:整理并报告平均粒径、多分散指数、分布曲线图以及测量条件等关键信息。

检测仪器设备

激光光源:通常为固态激光器,提供单色性、相干性好的稳定激光束,常用波长为633nm或532nm。

样品池组件:包括石英或光学玻璃材质的比色皿、流通池以及温控模块,用于盛放和控温样品。

高灵敏度探测器:通常是雪崩光电二极管或光电倍增管,用于检测极其微弱的散射光信号及其涨落。

相关器:仪器的核心计算单元,实时计算散射光强信号的自相关函数,速度极快,精度高。

温控系统:精确控制样品温度,范围通常从4℃到90℃或更高,用于稳定性研究或变温实验。

光学系统:包括透镜、光阑、滤光片等,用于聚焦激光、收集特定角度的散射光并消除杂散光干扰。

自动滴定模块:可选配件,用于自动添加酸、碱、盐或另一种溶液,实时监测Zeta电位或粒径随pH、离子强度的变化。

多角度检测模块:部分高级仪器配备,可同时或依次在多个角度测量,提高对复杂体系(如聚集体)的分析能力。

动态光散射软件:控制仪器运行,进行数据采集、拟合计算、模型分析、结果可视化和报告生成。

Zeta电位测量单元:集成或外接的组件,包括电极和相应的电场发生与检测系统,用于测量颗粒的电泳迁移率。

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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