动态光散射(DLS)是一种非侵入性技术,用于测量溶液中粒子、胶束和大分子的尺寸。它分析由布朗运动引起的散射光强度波动,以确定扩散系数,并通过斯托克斯-爱因斯坦方程将其与流体动力学半径关联。
在DLS中,单色激光束照射样品,散射光强度通常在173度(背向散射)的固定角度被检测。当粒子相互移入和移出相位时,强度随时间波动。数字相关器生成自相关函数,该函数以与扩散系数成正比的衰减率呈指数衰减。对于单分散样品,单指数拟合即可处理数据。多分散样品需要累积量分析或多指数拟合方法,如CONTIN或非负最小二乘法。
DLS报告的流体动力学直径包括粒子核心、任何吸附的表面层以及周围的溶剂壳层。DLS对于1 nm至5 µm范围内的粒子最为准确。较大的粒子会沉降,而较小的粒子产生的散射强度不足。
Zeta电位是悬浮液中粒子滑动面上电位的量度。它通过电泳光散射测定,该技术使用激光多普勒测速法测量带电粒子在施加电场下的速度。电泳迁移率通过亨利方程转换为Zeta电位。
Zeta电位幅度超过30 mV通常表明胶体稳定性良好,因为静电排斥可防止聚集。低于5 mV的值表明快速絮凝。Zeta电位测量具有pH依赖性,用于优化制剂稳定性、预测蛋白质聚集和表征纳米颗粒表面涂层。
DLS和Zeta电位广泛应用于纳米颗粒表征、蛋白质制剂、涂料和油墨开发以及药品质量控制。