动态光散射粒度仪,也称为动态光散射粒度分析仪是一种广泛应用于材料科学、生物科学、化学工程等领域的先进仪器。其工作原理主要基于颗粒在溶液或悬浮液中的布朗运动。当激光束照射到这些颗粒上时,颗粒会散射出光波。由于颗粒的布朗运动是随机的,且运动速度与颗粒的大小和媒介粘度有关,因此散射光的强度会随时间发生波动。通过检测这种光强波动,可以分析出颗粒的扩散系数,进而利用Stokes-Einstein公式计算出颗粒的粒径大小。
一、安装与准备
环境选择
安装场所需平稳、干燥、温度适宜,避免空气流动、震动及强电磁干扰(如大型电机、高频设备)。
仪器底部与地面平稳接触,光路垂直地面,底部离地面至少50厘米。
仪器检查
检查电源线、电缆、激光器、样品池等部件是否完好,连接是否牢固。
安装激光器、聚焦透镜、样品池等关键组件,确保稳固且正确连接。
校准仪器
进行零点校准、量程校准等步骤,使用标准粒子(如聚苯乙烯乳胶)验证测量准确性。
定期校准,确保仪器长期稳定性。
二、样品制备
分散性要求
样品需均匀分散在液体介质中,避免团聚或沉淀。
蛋白质样品:14kDa蛋白浓度建议1mg/ml,28kDa蛋白浓度建议0.5mg/ml;其他样品根据粒径调整浓度,避免多重光散射(浓度过高)或信号过弱(浓度过低)。
除气泡处理
样品需12,000rpm离心10分钟,取上清液,避免气泡影响测量。
样品量控制
样品池容量约14μl,建议准备20μl样品以确保填满。
三、操作步骤
开机与预热
接通电源,依次打开主机、温控模块及计算机电源。
预热仪器10-15分钟,待系统稳定后运行测量软件(如Zetasizer、IRSoft等)。
软件连接与参数设置
建立软件与仪器的连接,确认连接成功后图标变绿。
输入溶剂的折光率(RI)和粘度(Viscosity),参数随温度变化需实时更新。
输入样品的折光率(RI)和吸收率(Absorption),蛋白质样品需选择“Material”类型并输入对应参数。
设置测量时间(如连续测量3次,每次120秒)、温度(如25℃)、激光强度(高浓度样品需降低功率)、散射角度(通常90°适用于小颗粒,173°适用于大颗粒)。
样品放置与测量
用微量取液器将样品缓慢注入样品池,避免针头刮碰池底或侧壁。
将样品池放入样品室,确保箭头朝向自己,盖上样品室盖子。
点击“Start”或“Measure”开始测量,仪器自动记录散射光强度随时间的变化。
测量过程中避免触碰仪器或样品池,防止光路偏移。
四、数据处理与分析
数据过滤
设置偏差范围(如Baseline=1±0.003),过滤异常数据(红色数据为超出设定范围的值,分析时不采用)。
结果输出
软件自动计算流体力学半径(Rh)及多分散性指数(PDI),生成粒径分布图(如对数正态分布、MSD多尺寸分布)。
分析相关性函数,评估样品均一性。
数据导出
保存为CSV、Excel或PDF格式,便于进一步处理或报告生成。
五、清洁与维护
样品池清洁
测量完成后立即用水冲洗样品池,吹干后存放,避免残留样品污染。
光学元件维护
定期清洁光学元件(如激光窗口、探测器),使用无尘布或专用清洗剂。
检查仪器内部是否有杂物或尘埃,保持光路系统干燥管吸潮状态(如吸潮需烘干再生)。
仪器存放
仪器不使用时存放在干燥、通风、无腐蚀性气体的环境中,断开电源并盖上防尘罩。
避免与危险化学品接触,防止安全事故。
