测量粒径是动态光散射的标准应用,但也可以用微流变学方法来研究软物质的储能模量、损耗模量等流变特性。
与DWS微流变学相似,采用动态光散射(DLS)技术提取示踪粒子扩散的均方位移。其空间分辨率相当于使用粒子追踪或光镊的显微镜微流变学。因此,DLS微流变学可用于低粘度的样品,在这些样品中示踪粒子可以扩散到很长的距离。
与显微镜微流变学相比,DLS微流变学主要优点是测量和数据处理简单、快速。此外,如果结合3D调制技术,不仅可以测量微量(<5μL),而且可以在不稀释的情况下测量浑浊体系。

DWS RheoLab扩散波谱仪安装用户须知

3D LS三维激光光散射仪安装用户须知

DLS微流变(DLS Microrheology)

[1] T. Garting, (2019): Microrheology of Concentrated Protein Solutions. Lund: Division of Physical Chemistry, Faculty of Science, Lund University.
[2] M. Wagner, K. Reiche, A. Blume, P.  Garidel: Viscosity measurements of antibody solutions by photon correlation spectroscopy: an indirect approach - limitations and applicability for high-concentration liquid protein solutions. Pharm Dev Technol. 2013 Jul-Aug;18(4):963-70.29 (1982).

用动态光散射(DLS)测量悬浮颗粒在溶剂中的扩散系数D。如果知道溶剂的粘度和样品的温度,就可以根据测得的扩散系数精准地确定颗粒的流体动力学半径Rh。这被称为DLS粒径表征技术,是DLS最常见的应用。该技术的另一个潜在应用就是表征液体样品的粘度,例如蛋白质溶液或胶体悬浮液。


与常规粘度法不同,DLS微粘度法测量的是真正的零剪切粘度。而在流动条件下的测量宏观粘度,例如毛细管流变仪,测量会导致剪切变稀或变稠,并可能导致其他问题,如生物制药中的剪切诱导聚集。此外,与传统的商品化微流变仪(>100μL)相比,DLS微流变测量所需样品体积(<5μL)要少一个数量级以上。除了传统的粘度计外,还有其他微粘度测量技术,可以测量扩散系数以获得粘度,例如基于显微镜的粒子追踪。与粒子追踪相比,DLS的主要优点是测量和数据处理简单、快速。


需要指出的是,DLS微流变就像DLS粒径表征一样,要求信号中不存在多重散射。在标准DLS实验中,这一要求对示踪粒子浓度上限提出了限制,所以该技术也不能用于强散射透明体系(例如高浓度蛋白质溶液)和/或浑浊体系,当面对这些体系时,需要添加示踪粒子来屏蔽样品的信号,以确保散射光主要由示踪粒子引起。


为了克服这一局限,可以使用调制三维互相关技术。该技术因为有效的抑制了多重散射,所以允许在更高浓度/浊度情况下无误差的测量样品的粘度。

 

关于DLS微流变,可参阅以下文献:

用动态光散射(DLS)测量悬浮颗粒在溶剂中的扩散系数D。如果知道溶剂的粘度和样品的温度,就可以根据测得的扩散系数精准地确定颗粒的流体动力学半径Rh。这被称为DLS粒径表征技术,是DLS最常见的应用。该技术的另一个潜在应用就是表征液体样品的粘度,例如蛋白质溶液或胶体悬浮液。


与常规粘度法不同,DLS微粘度法测量的是真正的零剪切粘度。而在流动条件下的测量宏观粘度,例如毛细管流变仪,测量会导致剪切变稀或变稠,并可能导致其他问题,如生物制药中的剪切诱导聚集。此外,与传统的商品化微流变仪(>100μL)相比,DLS微流变测量所需样品体积(<5μL)要少一个数量级以上。除了传统的粘度计外,还有其他微粘度测量技术,可以测量扩散系数以获得粘度,例如基于显微镜的粒子追踪。与粒子追踪相比,DLS的主要优点是测量和数据处理简单、快速。


需要指出的是,DLS微流变就像DLS粒径表征一样,要求信号中不存在多重散射。在标准DLS实验中,这一要求对示踪粒子浓度上限提出了限制,所以该技术也不能用于强散射透明体系(例如高浓度蛋白质溶液)和/或浑浊体系,当面对这些体系时,需要添加示踪粒子来屏蔽样品的信号,以确保散射光主要由示踪粒子引起。


为了克服这一局限,可以使用调制三维互相关技术。该技术因为有效的抑制了多重散射,所以允许在更高浓度/浊度情况下无误差的测量样品的粘度。

 

关于DLS微流变,可参阅以下文献:

DWS RheoLab扩散波谱仪安装用户须知

3D LS三维激光光散射仪安装用户须知

DLS微粘度(DLS Microviscometry)

动态光散射 DLS