Dynamische Mehrwinkellichtstreuung (Multi-Angle Dynamic Light Scattering, MADLS)

• Eine repräsentativere Messung der Partikelgröße mit reduzierter Glättung
  
• Erzeugung einer winkelunabhängigen Partikelgrößenverteilung
• Charakterisierung von Mehrkomponenten-Nanopartikel-Dispersionen mit verbesserter Auflösung
• Ermöglicht die Messung der Partikelkonzentration nach Größenauflösung von Partikeln, die durch orthogonale Techniken nicht aufgelöst werden können

Bei einer herkömmlichen DLS-Messung (dynamische Lichtstreuung) wird eine Partikeldispersion mithilfe einer kohärenten Lichtquelle beleuchtet. Ein Teil des Lichts wird durch die Partikel in der Probe gestreut. Ein Teil dieser Streuung wird in einem bestimmten Winkel erkannt. Die Schwankungen der Streuungsintensität werden dann mit einem Verfahren analysiert, das Autokorrelation genannt wird. Die Größe der Partikel in der Dispersion wird dann aus diesen Autokorrelationsdaten abgeleitet. Bei dieser Berechnung wird neben der Temperatur und Viskosität des Dispergiermediums der Streulicht-Erfassungswinkel verwendet. 

Die Intensität des von der Probe gestreuten Lichts hängt von der Größe und dem Brechungsindex der Partikel und dem Winkel ab, in dem die Streuung erkannt wird – dies wird in der Mie-Theorie beschrieben. Das bedeutet, dass nicht alle Partikel unterschiedlicher Größe in einem Muster mit der gleichen Empfindlichkeit detektiert werden. Eine herkömmliche Einzelwinkel-DLS-Messung kann daher eine unterschiedliche Partikelgrößenverteilung für ein Gemisch melden, je nach dem Winkel, aus dem die Messung durchgeführt wird. Dies erklärt, warum es wichtig ist, den Streuwinkel anzugeben, der zur Ermittlung eines DLS-Ergebnisses verwendet wird. 

Bei einer MADLS-Messung werden die Korrelationsdaten aus mehreren Erfassungswinkeln mit diesem Wissen über die Mie-Theorie kombiniert, um eine höhere Auflösung der Partikelgrößenverteilung zu erzielen. Die Anpassung über mehrere Darstellungen derselben Probe unterdrückt auch Rauschen in der Messung, was bedeutet, dass eine zuverlässigere Verteilung berechnet werden kann, die weniger Glättung unterliegt und mit einer höheren Präzision berechnet werden kann als bei herkömmlichen Verteilungsanalysetechniken. Diese Verbesserungen bedeuten, dass MADLS eine verbesserte Auflösung von Komponenten nahezu gleicher Größe ermöglicht (von 3:1 bis 2:1).

Diese hochauflösende Messung ermöglicht auch die Berechnung einer zahlengewichteten Größenverteilung, wobei die Anzahl der Partikel pro ml für jede Größenkomponente angegeben wird. Dies wird durch die reduzierte Glättung und höhere Präzision der Partikelgröße ermöglicht, ohne die die Berechnungen der Partikelkonzentration fehleranfällig sind. 

Während die MADLS-Partikelkonzentration ein Kombinationsverfahren ist, ermöglicht die robuste Partikelgrößenverteilung eine größenaufgelöste Partikelkonzentration ohne Abhängigkeit von einer Kalibrierungskurve. 

MADLS-Partikelkonzentrationsmessungen erfordern die Photonenerkennungsempfindlichkeit des Zetasizers Ultra, der mit einem Streuungsstandard charakterisiert werden muss, ansonsten aber kalibrierfrei ist. 

Dynamische Mehrwinkellichtstreuung (MADLS) ist eine leistungsstarke Technologie, die in einer Vielzahl von Anwendungen in verschiedenen Branchen eingesetzt wird. Durch die Messung der Lichtstreuung über mehrere Winkel gleichzeitig liefert MADLS detaillierte Informationen über Partikelgrößenverteilung, Molekulargewicht und Partikelwechselwirkungen. 

Im Folgenden finden Sie einige Hauptanwendungen der MADLS-Technologie:

MADLS wird häufig zur Charakterisierung von Nanopartikeln in Bereichen wie Pharmazie, Kosmetik und Materialwissenschaft eingesetzt. 

Es ermöglicht die präzise Messung der Partikelgrößenverteilung, einschließlich Submikron- und Nanoteilchen, die für die Qualitätskontrolle und die Entwicklung von Formulierungen unerlässlich sind. 

In der biopharmazeutischen Forschung und Entwicklung spielt MADLS eine entscheidende Rolle bei der Untersuchung der Proteinaggregation, was ein häufig auftretendes Problem bei proteinbasierten Therapeutika ist. 

Durch die Analyse der Größe und Verteilung von Proteinaggregaten hilft MADLS Forschern dabei, die Stabilität und Qualität biopharmazeutischer Produkte zu beurteilen. 

Polymerwissenschaftler verwenden MADLS, um die Größe und Molekulargewichtsverteilung von Polymeren zu analysieren. 

Diese Informationen sind für die Erforschung von Polymereigenschaften wie Viskosität, Molekularstruktur und Lösungsverhalten von entscheidender Bedeutung und tragen zur Entwicklung fortschrittlicher Materialien für verschiedene Anwendungen bei. 

In Branchen, die mit kolloidalen Suspensionen wie Farben, Tinten und Lebensmitteln arbeiten, ist die Bewahrung der Kolloidstabilität von entscheidender Bedeutung. 

MADLS ermöglicht die genaue Messung von Partikelgröße und -stabilität und unterstützt die Formulierung und Optimierung kolloidaler Systeme, um die Produktqualität und -haltbarkeit zu gewährleisten. 

MADLS findet Anwendung bei der Umweltüberwachung und bei Wasserproben. 

Durch die Bewertung der Größenverteilung von Partikeln in Umweltproben trägt MADLS dazu bei, die Verschmutzungswerte zu analysieren, die Auswirkungen industrieller Tätigkeiten zu bewerten und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften zu gewährleisten.