O espalhamento de luz dinâmico (DLS) é uma técnica não invasiva para medir o tamanho de partículas, micelas e macromoléculas em solução. Ele analisa as flutuações na intensidade da luz espalhada causadas pelo movimento browniano para determinar o coeficiente de difusão, que está relacionado ao raio hidrodinâmico através da equação de Stokes-Einstein.
No DLS, um feixe de laser monocromático ilumina a amostra, e a intensidade da luz espalhada é detectada em um ângulo fixo, tipicamente 173 graus (retroespalhamento). A intensidade flutua ao longo do tempo à medida que as partículas entram e saem de fase entre si. Um correlacionador digital gera a função de autocorrelação, que decai exponencialmente com uma taxa de decaimento proporcional ao coeficiente de difusão. Para amostras monodispersas, uma única exponencial ajusta os dados. Amostras polidispersas requerem análise de cumulantes ou métodos de ajuste multiexponencial como CONTIN ou mínimos quadrados não negativos.
O diâmetro hidrodinâmico relatado pelo DLS inclui o núcleo da partícula, qualquer camada superficial adsorvida e a camada de solvente circundante. O DLS é mais preciso para partículas na faixa de 1 nm a 5 µm. Partículas maiores sedimentam, e partículas menores produzem intensidade de espalhamento insuficiente.
O potencial zeta é uma medida do potencial elétrico no plano de deslizamento de uma partícula em suspensão. Ele é determinado por espalhamento de luz eletroforético, que mede a velocidade de partículas carregadas sob um campo elétrico aplicado usando velocimetria laser Doppler. A mobilidade eletroforética é convertida em potencial zeta usando a equação de Henry.
Uma magnitude de potencial zeta acima de 30 mV geralmente indica boa estabilidade coloidal, pois a repulsão eletrostática impede a agregação. Valores abaixo de 5 mV indicam floculação rápida. As medidas de potencial zeta dependem do pH e são usadas para otimizar a estabilidade de formulações, prever a agregação de proteínas e caracterizar revestimentos de nanopartículas.
O DLS e o potencial zeta são amplamente utilizados na caracterização de nanopartículas, formulação de proteínas, desenvolvimento de tintas e vernizes e controle de qualidade farmacêutico.
