Lichtstreuung

Bei der Laserbeugung und der Röntgendiffraktion, Kleinwinkelröntgenstreuung (SAXS) und Großwinkelröntgenstreuung (WAXS) machen wir uns das Prinzip zunutze, dass das Lichtstreuungsmuster für Partikel unterschiedlicher Größen einzigartig ist. Die genaue Messung der Lichtstreuung über einen breiten Bereich von Winkeln mit hoher Empfindlichkeit und extremer Schnelligkeit gibt somit Aufschluss über die Partikel-/Tröpfchengröße von Pulvern, Emulsionen, Sprays und Suspensionen. 

Wenn Partikel jedoch wesentlich in den Nanometerbereich vordringen, kommt es zu einem starken Abfall der Streuung des Lichts durch die Partikel. Ein 10-nm-Partikel streut 1 Million mal weniger als ein 100-nm-Partikel, also gibt es einen Punkt, an dem selbst bei Reduktion der Wellenlänge der Lichtquelle (wodurch sich die Streuung erhöht) die Lichtstreuung am besten mit anderen Methoden analysiert werden sollte. 

Es gibt mehrere Theorien zur Bestimmung der Lichtstreuung: Von der Partikelgrößenverteilung (Mie-, Fraunhofer- oder Rayleigh-Streutheorie) bis zu einem Inversionsalgorithmus, der die Streuung in eine Größenverteilung umwandeln kann.

Wir können das Nanomaterial im rechten Winkel zum Laser betrachten und verfolgen, wie die Partikel diffundieren (kleine Partikel bewegen sich schneller als große). Daraus lässt sich der translatorische Diffusionskoeffizient bestimmen – dies wird als Nanopartikel-Tracking-Analyse bezeichnet – oder erkennen, wie sich das Streulicht im Laufe der Zeit ändert, wenn Partikel es passieren. 

Wenn es sich schnell verändert, sind feine Partikel vorhanden, bei langsamer Veränderung größere Partikel. Dies bildet die Grundlage für die dynamische Lichtstreuung.

Bei der elektrophoretischen Lichtstreuung wird ein elektrisches Feld durch eine Flüssigkeit geleitet, wodurch die Partikel in Bewegung gesetzt werden. Je größer die Ladung der Partikel, desto schneller bewegen sie sich. 

Wir leiten einen Laser durch die Partikel und kombinieren dann das gestreute Licht mit einem anderen Teil desselben Lasers, der nicht gestreut wurde. Das resultierende Interferenzmuster ermöglicht eine extrem genaue Bestimmung der Geschwindigkeit der zu messenden Partikel.

Wenn wir die Lichtstreuung als Funktion der Konzentration (von Polymeren oder Biopolymeren) von verschiedenen Winkeln aus messen, können wir das Molekulargewicht des betreffenden Materials bestimmen und Informationen über seine Struktur gewinnen.

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Die Lichtstreuungstechnologie findet in vielen verschiedenen Bereichen und Branchen Anwendung, da sie wertvolle Einblicke in Partikelgröße und -form, Molekulargewicht und andere wichtige Parameter liefert.

Lichtstreuung wird in der pharmazeutischen Forschung und Entwicklung zur Charakterisierung der Partikelgrößenverteilung, Aggregation und Stabilität von Arzneimittelformulierungen umfassend eingesetzt. 

Sie spielt eine entscheidende Rolle für die Sicherstellung der Qualität und Wirksamkeit pharmazeutischer Produkte.

In der Biotechnologie werden Lichtstreuungstechniken zur Analyse von Biomolekülen wie Proteinen, Nukleinsäuren und Viren eingesetzt. 

So können Forscher Protein-Protein-Interaktionen untersuchen, das Molekulargewicht bestimmen und die Faltungs- und Entfaltungsprozesse überwachen.

Lichtstreuung ist für die Charakterisierung der Größenverteilung und Morphologie von Polymerpartikeln, Kolloiden und Emulsionen von entscheidender Bedeutung. 

Sie hilft dabei, Prozesse wie Polymersynthese, Formulierung und Qualitätskontrolle zu optimieren.

In der Kosmetikindustrie wird die Lichtstreuung zur Bewertung der Stabilität und Leistung kosmetischer Formulierungen eingesetzt. 

Sie hilft bei der Bestimmung der Partikelgröße von Emulsionen, Suspensionen und Pulvern und gewährleistet so Konsistenz und Wirksamkeit des Produkts.

Lichtstreuung spielt in der Lebensmittelwissenschaft und Getränkeherstellung eine wichtige Rolle bei der Analyse der Partikelgrößenverteilung, Emulsionsstabilität und kolloidalen Eigenschaften.

Sie hilft bei der Optimierung von Formulierungen und der Gewährleistung von Produktqualität und -sicherheit.

Lichtstreuungstechniken werden bei der Umweltüberwachung zur Analyse von Aerosolen, Feinstaub und Schadstoffen in der Atmosphäre eingesetzt. 

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Wir bieten eine Reihe von fortschrittlichen Lichtstreuungsinstrumenten an, die auf die unterschiedlichen Bedürfnisse unserer Kunden zugeschnitten sind. Unsere hochmodernen Instrumente liefern genaue und zuverlässige Messungen für eine Vielzahl von Anwendungsbereichen. 

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Dank fortschrittlicher Größenmessungstechnologien und intuitiver Software bieten Mastersizer-Instrumente eine beispiellose Leistung und Vielseitigkeit.

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