動態光散射粒度儀,也稱為動態光散射粒度分析儀是一種廣泛應用于材料科學、生物科學、化學工程等領域的先進儀器。其工作原理主要基于顆粒在溶液或懸浮液中的布朗運動。當激光束照射到這些顆粒上時,顆粒會散射出光波。由于顆粒的布朗運動是隨機的,且運動速度與顆粒的大小和媒介粘度有關,因此散射光的強度會隨時間發生波動。通過檢測這種光強波動,可以分析出顆粒的擴散系數,進而利用Stokes-Einstein公式計算出顆粒的粒徑大小。
一、安裝與準備
環境選擇
安裝場所需平穩、干燥、溫度適宜,避免空氣流動、震動及強電磁干擾(如大型電機、高頻設備)。
儀器底部與地面平穩接觸,光路垂直地面,底部離地面至少50厘米。
儀器檢查
檢查電源線、電纜、激光器、樣品池等部件是否完好,連接是否牢固。
安裝激光器、聚焦透鏡、樣品池等關鍵組件,確保穩固且正確連接。
校準儀器
進行零點校準、量程校準等步驟,使用標準粒子(如聚苯乙烯乳膠)驗證測量準確性。
定期校準,確保儀器長期穩定性。
二、樣品制備
分散性要求
樣品需均勻分散在液體介質中,避免團聚或沉淀。
蛋白質樣品:14kDa蛋白濃度建議1mg/ml,28kDa蛋白濃度建議0.5mg/ml;其他樣品根據粒徑調整濃度,避免多重光散射(濃度過高)或信號過弱(濃度過低)。
除氣泡處理
樣品需12,000rpm離心10分鐘,取上清液,避免氣泡影響測量。
樣品量控制
樣品池容量約14μl,建議準備20μl樣品以確保填滿。
三、操作步驟
開機與預熱
接通電源,依次打開主機、溫控模塊及計算機電源。
預熱儀器10-15分鐘,待系統穩定后運行測量軟件(如Zetasizer、IRSoft等)。
軟件連接與參數設置
建立軟件與儀器的連接,確認連接成功后圖標變綠。
輸入溶劑的折光率(RI)和粘度(Viscosity),參數隨溫度變化需實時更新。
輸入樣品的折光率(RI)和吸收率(Absorption),蛋白質樣品需選擇“Material”類型并輸入對應參數。
設置測量時間(如連續測量3次,每次120秒)、溫度(如25℃)、激光強度(高濃度樣品需降低功率)、散射角度(通常90°適用于小顆粒,173°適用于大顆粒)。
樣品放置與測量
用微量取液器將樣品緩慢注入樣品池,避免針頭刮碰池底或側壁。
將樣品池放入樣品室,確保箭頭朝向自己,蓋上樣品室蓋子。
點擊“Start”或“Measure”開始測量,儀器自動記錄散射光強度隨時間的變化。
測量過程中避免觸碰儀器或樣品池,防止光路偏移。
四、數據處理與分析
數據過濾
設置偏差范圍(如Baseline=1±0.003),過濾異常數據(紅色數據為超出設定范圍的值,分析時不采用)。
結果輸出
軟件自動計算流體力學半徑(Rh)及多分散性指數(PDI),生成粒徑分布圖(如對數正態分布、MSD多尺寸分布)。
分析相關性函數,評估樣品均一性。
數據導出
保存為CSV、Excel或PDF格式,便于進一步處理或報告生成。
五、清潔與維護
樣品池清潔
測量完成后立即用水沖洗樣品池,吹干后存放,避免殘留樣品污染。
光學元件維護
定期清潔光學元件(如激光窗口、探測器),使用無塵布或專用清洗劑。
檢查儀器內部是否有雜物或塵埃,保持光路系統干燥管吸潮狀態(如吸潮需烘干再生)。
儀器存放
儀器不使用時存放在干燥、通風、無腐蝕性氣體的環境中,斷開電源并蓋上防塵罩。
避免與危險化學品接觸,防止安全事故。
