Máy phân tán ánh sáng laser độngLà một công cụ phân tích có độ chính xác cao dựa trên công nghệ tán xạ ánh sáng động, các ứng dụng của nó rộng và sâu, bao gồm nhiều lĩnh vực chủ đề như y sinh, khoa học vật liệu, công nghiệp thực phẩm, giám sát môi trường, kỹ thuật hóa học và nhiều hơn nữa. Sau đây là cảnh ứng dụng cụ thể và phân tích giá trị cốt lo@@ ̃i:

1. Lĩnh vực y sinh: Phân tích hành vi năng động của các đại phân tử sinh học

Protein kết hợp và nghiên cứu ổn định:

Bằng cách đo sự phân bố kích thước hạt của các phân tử protein, DLS có thể theo dõi thời gian thực trạng thái tích tụ của protein trong các điều kiện khác nhau như nhiệt độ, pH, cường độ ion. Ví dụ, trong nghiên cứu và phát triển thuốc kháng thể, DLS nhanh chóng sàng lọc các công thức để tránh tích tụ, đảm bảo sự ổn định và hoạt động của thuốc.

Ví dụ: Một nhóm nghiên cứu sử dụng DLS phát hiện ra rằng một kháng thể có kích thước hạt hẹp nhất (PDI<0,1) ở pH 6,5, vượt trội hơn đáng kể so với kết quả ở pH 7,4, do đó tối ưu hóa điều kiện lưu trữ thuốc.

Phân tích axit nucleic và các hạt giống virus:

DLS có thể phát hiện kích thước hạt và độ phân tán của axit nucleic (như siRNA, mRNA) và đánh giá hiệu quả phân phối của chúng; Trong khi đó, kích thước hạt của các hạt giống virus (VLP) được đo chính xác để cung cấp dữ liệu quan trọng cho nghiên cứu và phát triển vắc-xin.

Hỗ trợ dữ liệu: Phạm vi phát hiện của DLS (0,3 nm-10 μm) bao gồm hầu hết các đại phân tử sinh học (ví dụ: protein: 3-100 nm; virus: 20-200 nm).

2. Lĩnh vực Khoa học Vật liệu: Tối ưu hóa hiệu suất của vật liệu nano

Đặc tính hạt nano:

DLS là công cụ trung tâm trong nghiên cứu và phát triển vật liệu nano, đo đường kính thủy động lực học (Dh) và chỉ số đa phân tán (PDI) của các hạt nano để đánh giá tính phân tán và ổn định của chúng. Ví dụ, khi phát triển chất xúc tác nano, DLS có thể sàng lọc các hạt có kích thước hạt đồng nhất (PDI<0,2), nâng cao hiệu quả xúc tác.

Ưu điểm kỹ thuật: Tốc độ đo DLS nhanh (1-5 phút một lần), phù hợp với sàng lọc thông lượng cao (chẳng hạn như phát hiện hàng loạt tấm 96 lỗ).

Nghiên cứu polymer polymer cao:

DLS có thể phân tích sự phân bố trọng lượng phân tử và phân nhánh của polymer, kết hợp với sắc ký thâm nhập gel (GPC) để đạt được phép đo đồng bộ "trọng lượng phân tử - kích thước hạt". Ví dụ, khi tổng hợp axit polylactic (PLA), DLS theo dõi sự thay đổi trọng lượng phân tử trong quá trình trùng hợp, hướng dẫn tối ưu hóa quá trình.

Thông số điển hình: Trọng lượng phân tử của DLS được đo trong phạm vi lên tới 1 × 10³-2 × 10⁷Da, bao gồm hầu hết các vật liệu polymer.

3. Lĩnh vực công nghiệp thực phẩm: đảm bảo chất lượng và an toàn sản phẩm

Phân tích hệ thống nhũ tương và keo:

DLS có thể phát hiện kích thước và sự phân bố của các quả bóng chất béo trong các sản phẩm sữa, đánh giá chất lượng và sự ổn định của sữa; Đồng thời, theo dõi kích thước hạt của các hạt bột giấy trong nước trái cây và kiểm soát hương vị và sự xuất hiện của sản phẩm.

Trường hợp: Một công ty sữa sử dụng DLS phát hiện ra rằng kích thước hạt trung bình của quả bóng mỡ sữa sau khi xử lý đồng nhất giảm từ 3 μm xuống 0,5 μm, cải thiện đáng kể sự ổn định của sản phẩm.

Đặc tính phụ gia thực phẩm:

DLS có thể phân tích kích thước hạt và tính phân tán của các chất phụ gia thực phẩm như nanocellulose, liposome để đảm bảo chức năng và tính an toàn của chúng. Ví dụ, khi phát triển vật liệu đóng gói nano, DLS xác minh sự phân tán đồng đều của các hạt nano và tránh suy giảm hiệu suất do sự kết hợp.

4. Lĩnh vực giám sát môi trường: Theo dõi hành vi của các chất ô nhiễm nano

Nghiên cứu ô nhiễm hạt nano:

DLS có thể theo dõi sự thay đổi kích thước hạt của các chất ô nhiễm nano như TiO₂, AgNPs trong nước để đánh giá rủi ro môi trường của chúng. Ví dụ, các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng AgNPs tích tụ dần dưới ánh sáng (kích thước hạt từ 20 nm đến 200 nm), dẫn đến giảm độc tính và DLS cung cấp dữ liệu quan trọng để hỗ trợ kết luận này.

Tính năng kỹ thuật: DLS có thể đo các hạt ở trạng thái dung dịch, giữ lại trạng thái ban đầu của chúng và dữ liệu có tính xác thực môi trường hơn.

5. Lĩnh vực kỹ thuật hóa học: Tối ưu hóa quá trình phản ứng và sản phẩm

Nghiên cứu động lực học của phản ứng tổng hợp:

DLS có thể theo dõi sự thay đổi kích thước hạt của các hạt trong phản ứng tổng hợp trong thời gian thực, tiết lộ cơ chế phản ứng. Ví dụ, trong quá trình trùng hợp vi nhũ tương, DLS có thể quan sát sự phát triển dần dần của các hạt từ cấp nano (50 nm) đến cấp micron (2 μm), cung cấp cơ sở để kiểm soát phản ứng.

Chức năng mở rộng: Một số thiết bị DLS hỗ trợ thí nghiệm độ dốc nhiệt độ, có thể nghiên cứu hành vi thay đổi pha của các hạt ở các nhiệt độ khác nhau.

Phân tích quá trình tăng trưởng và kết tủa tinh thể:

DLS có thể đo sự phân bố kích thước hạt của tinh thể hoặc các hạt kết tủa, tối ưu hóa quá trình kết tinh. Ví dụ, trong quá trình kết tinh thuốc, DLS sàng lọc các tinh thể có kích thước hạt đồng nhất (Dv50=10μm), tăng độ hòa tan và khả dụng sinh học của thuốc.