动态光散射检测:精准解析纳米颗粒特性
概括
**动态光散射(DLS)**是一种广泛应用于纳米颗粒尺寸和分布测定的技术。它通过分析悬浮在液体中的颗粒对光的散射情况,计算颗粒的运动特性,从而获取其尺寸信息。这种方法具有**高灵敏度、无损检测**等特点,在材料科学、生物医药、环境监测等领域发挥着重要作用。
检测样品
动态光散射技术适用于**胶体溶液、乳液、高分子溶液**等体系,常见检测样品包括:
- **纳米颗粒**(如金属纳米颗粒、氧化物纳米颗粒)
- **高分子材料**(如聚合物溶液、蛋白质溶液)
- **生物大分子**(如酶、抗体、病毒颗粒)
- **乳液与胶体**(如药物载体、化妆品成分)
不同样品的检测要求可能有所不同,如溶剂环境、颗粒浓度等,因此在测试前需要做好样品制备工作,以确保数据准确性。
检测项目
动态光散射可测量多个关键参数,包括:
- 粒径分布:通过测量颗粒的布朗运动计算其水合直径。
- 聚集状态:分析颗粒之间的相互作用,判断是否发生团聚。
- 扩散系数:计算颗粒在液体中的扩散速率,从而推导出尺寸信息。
- 散射强度:反映样品浓度和分散状态,有助于优化实验条件。
这些参数对纳米材料的研究和应用至关重要,能够帮助科研人员优化材料性能。
检测仪器
动态光散射检测依赖于**高精度激光光散射仪**,主要组件包括:
- **激光光源**:通常使用**He-Ne激光器**或固态激光器,提供稳定的光照。
- **检测器**:常见的是**光子相关光谱仪(PCS)**,用于接收散射信号并进行分析。
- **样品池**:采用低荧光、高透明度材料,如石英或玻璃,以确保检测准确性。
- **数据分析系统**:用于处理散射信号并计算颗粒尺寸和分布。
选择合适的仪器和检测条件,有助于提高测试的精度和重复性。
检测方法
动态光散射的检测方法通常包括以下步骤:
- 样品制备:确保样品均匀分散,避免气泡和沉淀。
- 参数设置:调整激光功率、散射角度和测量时间,以获得最佳信号。
- 数据采集:记录散射光强度随时间的变化,并进行相关性分析。
- 数据分析:通过Stokes-Einstein方程计算颗粒尺寸,并评估样品稳定性。
不同样品可能需要调整测试条件,如稀释倍数、测量时间等,以确保结果的可靠性。
检测标准(部分)
《 GB/T 44223-2024 纳米技术 动态光散射法粒度分析仪技术要求 》标准简介
- 标准名称:纳米技术 动态光散射法粒度分析仪技术要求
- 标准号:GB/T 44223-2024
- 中国标准分类号:N51
- 发布日期:2024-07-24
- 国际标准分类号:17.040.30
- 实施日期:2025-02-01
- 技术归口:全国纳米技术标准化技术委员会
- 代替标准:
- 主管部门:中国科学院
- 标准分类:计量学和测量、物理现象长度和角度测量测量仪器仪表
- 内容简介:
国家标准《纳米技术 动态光散射法粒度分析仪技术要求》由TC279(全国纳米技术标准化技术委员会)归口,主管部门为中国科学院。
本文件给出了动态光散射法粒度分析仪的原理,规定了其性能、电源电压适应性、环境适应性、安全性、机械结构、试验条件等技术要求,描述了其准确性、重复性的试验方法。本文件适用于测量纳米级及亚微米级颗粒的平均粒径、粒径分布等参数的粒度分析仪的试验、检测、运行和维护。
《 JJG 1104-2015 动态光散射粒度分析仪 》标准简介
- 标准名称:动态光散射粒度分析仪
- 标准号:JJG 1104-2015
- 标准状态:现行
- 发布日期:2015-01-30
- 归口单位全国物理化学计量技术委员会
- 实施日期:2015-04-30
- 发布部门:国家市场监督管理总局
- 代替标准:GB/T19627-2005,GB/T29022-2012
- 标准类别:计量检定规程
- 文件格式:纸质版或者PDF电子版(用Acrobat Reader打开)或Word版本doc格式
- 内容简介:
本规程适用于动态光散射法测量液体中不溶性颗粒平均粒径的粒度分析仪的首次检定、后续检定和使用中检查。
《 GB/T 29022-2021 粒度分析 动态光散射法(DLS) 》标准简介
- 标准名称:粒度分析 动态光散射法(DLS)
- 标准号:GB/T 29022-2021
- 中国标准分类号:A28
- 发布日期:2021-12-31
- 国际标准分类号:19.120
- 实施日期:2022-07-01
- 技术归口:全国颗粒表征与分检及筛网标准化技术委员会
- 代替标准:代替GB/T 29022-2012
- 主管部门:国家标准化管理委员会
- 标准分类:试验粒度分析、筛分
- 内容简介:
国家标准《粒度分析 动态光散射法(DLS)》由TC168(全国颗粒表征与分检及筛网标准化技术委员会)归口,主管部门为国家标准化管理委员会。
本文件规定了利用动态光散射法(DLS)测量分散于液体中主体为亚微米级颗粒、乳剂或微细气泡的平均流体动力学粒径和粒度分布的方法。DLS也称为“准弹性光散射法(QELS)”和“光子相关光谱法(PCS)",尽管光子相关光谱法实际上是测量技术之一。本文件适用于对宽浓度范围内稀释及浓悬浮液的测量。在测量高、低浓度样品时,DLS使用相同的测量原理,但高浓度样品对仪器构造、样品制备等方面有特殊要求。在高浓度状态下,颗粒间相互作用、多重散射的主导效应显现,会导致高、低浓度样品粒径测量结果的显著差异。
《 GB/T 29022-2012 粒度分析 动态光散射法(DLS) 》标准简介
- 标准名称:粒度分析 动态光散射法(DLS)
- 标准号:GB/T 29022-2012
- 中国标准分类号:A28
- 发布日期:2012-12-31
- 国际标准分类号:19.120
- 实施日期:2013-10-01
- 技术归口:全国颗粒表征与分检及筛网标准化技术委员会
- 代替标准:被GB/T 29022-2021代替
- 主管部门:国家标准化管理委员会
- 标准分类:试验
- 内容简介:
本标准规定了利用动态光散射法(DLS)测量分散于液体中的亚微米-纳米级颗粒或液滴的平均粒径和粒度分布的方法、本标准适用的浓度范围广,可测量从较低到较高浓度的悬浮液、对于低浓度悬浮液样品,动态光散射法与光子相关光谱法一样;对于高浓度悬浮液样品,除了对测试结果的正确解释以外,还要对测量装置、样品制备等提出具体要求、
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结语
**动态光散射技术**在纳米颗粒研究中具有重要价值,能够提供**高精度、非破坏性**的测量结果,广泛应用于**材料科学、医药研发、环境监测**等领域。合理选择**检测条件、优化样品制备**,可以进一步提高测试数据的准确性和重复性,为相关研究提供有力支持。
结语
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