나노픽 90 플러스의 해상도 성능 살펴보기

소개

광자 상관 분광법이라고도 하는 동적 광 산란은 적절한 액체 매질에서 시료의 산란 강도의 변동을 측정하고 브라운 운동의 영향으로 입자의 크기에 따라 다른 속도로 움직이는 입자의 확산 계수 D를 얻습니다. 확산 계수는 스토크스-아인슈타인 방정식에 의해 입자 크기, 즉 유체역학적 직경 DH로 변환할 수 있습니다.

여기서k_B는 볼츠만 상수입니다,T 는 온도, η는 분산제 점도입니다.

동적 광 산란의 입자 크기 분포는 CONTIN 및 비음수 최소제곱(NNLS) 등 다양한 알고리즘을 통해 이루어집니다. 입자 크기 DH(i)로부터 얻은 감쇠율 ΓI 행렬을 상관 함수에 맞춰 각 입자 크기 분획의 상대적 강도를 제공합니다. 입자 크기 분포에 대한 알고리즘 해상도 측면에서 NNLS는 CONTIN 또는 Cumulants 방법보다 선호됩니다.

동적 광 산란은 다른 측정 기법에 비해 입자 크기 분포 분석을 위한 고해상도 기술이 아니라는 점에 유의해야 합니다. 이 기술은 가장 높은 해상도를 사용하여 크기 차이가 3배 이상 큰 좁게 분포된 두 개의 성분에 대해 두 개의 개별 피크를 식별할 수 있습니다. 또한 동적 광산란 기기의 해상도는 광 경로 조정의 정확도, 광원 전력, 상관기 채널의 위치, 채널 수, 검출기의 감도, 신호-노이즈 비율 등 다양한 요인에 의해 영향을 받습니다.

아시다시피 입자 크기 분포의 해상도는 결과 안정성과 모순됩니다. 즉, 해상도가 높을수록 안정성이 어느 정도 낮아집니다. 이 기사에서는 두 가지 라텍스 시료의 혼합물을 측정하여 나노픽 90 Plus의 뛰어난 분해능을 검증해 보겠습니다.

 

 

시료 준비

베터사이즈 인스트루먼트의 나노옵틱 90 플러스에는 51mW 출력의 671nm 고체 레이저가 장착되어 있습니다. 산란 강도를 기록하기 위해 애벌랜치 광 다이오드 검출기(APD)와 연결된 광섬유를 90°로 정렬합니다. 그리고 얻은 상관관계 함수에 NNLS 알고리즘을 적용합니다.
60nm 및 200nm 단분산 폴리스티렌 라텍스가 사용되었습니다. 샘플 고체 함량은 1% wt였습니다.
샘플은 다음 단계로 준비했습니다.

1) 60nm 샘플의 경우, 라텍스 100μL를 20mM NaCl 용액 1.5mL에 희석했습니다.
2) 200nm 샘플의 경우, 라텍스 7μL를 20mM NaCl 용액 1.5mL에 희석했습니다.
3) 60nm 및 200nm 혼합물의 경우: 60nm 라텍스 100μL와 200nm 라텍스 7μL를 혼합하여 1.5mL의 20mM NaCl 용액에 희석했습니다.

희석제로 물 대신 20mM NaCl을 첨가하여 표면 전하로 인한 입자의 이중층을 억제하여 입자 간의 상호 작용을 줄였습니다.
측정은 25℃에서 120초 동안 온도 평형 상태를 유지한 후 각 샘플을 3회 이상 측정하여 표준 편차를 표시했습니다.

결과 및 논의

표 1에서 볼 수 있듯이 나노픽 90 플러스는 모든 시료에 대해 우수한 반복성을 가지고 있다는 결론을 내릴 수 있습니다. 60nm 및 200nm 샘플의 Pd.I는 0.05 미만으로 단분산 샘플임을 나타내며, 얻어진 결과는 모두 폴리스티렌 격자의 공칭 값 내에 있습니다. 60nm 및 200nm 라텍스 혼합물의 Z-평균은 118.02nm이며, Pd.I는 0.2로 혼합 후 넓게 분포된 샘플이 되었음을 보여줍니다.

60nm와 200nm 혼합물의 크기 분포에서 볼 수 있듯이 NNLS는 두 가지 크기 피크를 구분할 수 있고 좋은 피크 값을 제공하므로 NNLS 알고리즘의 합리성과 나노픽 90 Plus의 뛰어난 해상도를 보여줍니다.