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選擇雷射衍射或動態光散射

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選擇雷射衍射或動態光散射

對於許多奈米顆粒或亞微米顆粒尺寸的樣品，雷射衍射和動態分析都是可行的分析技術。有時，有明確的理由選擇其中一個。 HORIBA 提供 LA-960V2 雷射衍射粒度分析儀和 SZ-100V2 動態光散射分析儀，用於奈米顆粒（亞微米）顆粒表徵。因此，選擇哪一個是常見的問題。

首先，讓我們簡單回顧一下這些技術。在動態光散射中，粒子運動是透過測量散射光強度的波動來確定的。粒子運動被解釋為自由擴散並轉換為尺寸。對於這些測量，粒子運動對結果很重要。在雷射衍射中，粒度是根據測量的散射光強度隨散射角的變化而確定的。粒子運動較不重要，因為散射強度與角度是粒子尺寸的直接函數。兩種技術都使用粒子是完美球體的假設來分析數據。而且，如下圖 1 所示，每種儀器的有用尺寸範圍明顯重疊。

Figure 1: Size ranges of common particle analysis techniques. Note the overlapping ranges.

主要考慮因素：相關樣本的結果

選擇分析儀時的主要考慮因素應該是運行相關樣品的實際結果，並且理想情況下，應該對每種技術的測量結果進行比較。重要的次要考慮因素包括樣品體積、其他樣品、其他特徵、樣品製備的難易度、速度和預期雜質的性質。因此，關鍵的第一步是確定應分析的最重要材料並確保一些測試樣品。然後可以在每個分析儀上運行這些樣品，並對結果進行比較，以方便測量、再現性和準確性。請注意，對於幾乎每種材料，雷射衍射和動態光散射都會給出一些（通常為 10~20%）不同的結果。

樣品量

在分析可用於分析的材料很少的珍貴樣品時，樣品量非常重要。動態光散射測量可以在微升樣品懸浮液上進行，而雷射衍射的最小體積以毫升為單位測量。使用這兩種系統，都可以在測量後回收樣品懸浮液。如果樣品濃度高，測量前需要稀釋，則雷射衍射的樣品體積較大是有利的。

樣品濃度

另一個常見的決策點涉及樣品濃度，即顆粒負載。動態光散射通常更適合產生非常弱散射的樣品系統。散射由顆粒尺寸、化學和結構性質以及測量體積內顆粒的濃度決定。一個不錯的經驗法則是，如果樣品濃度以 mg/mL 為單位，那麼 DLS 是更好的起點。

Other Samples or Future Trends

其他預期樣品的性質也會影響儀器的選擇。動態光散射測定粒徑的下限遠低於雷射衍射測定的粒徑下限。相反，雷射衍射測定粒徑的上限遠高於動態光散射測定的粒徑上限。因此，如果預期其他樣品明顯小於主要樣品，則動態光散射通常是更好的選擇。然而，如果其他樣品預計要大得多，雷射衍射通常是更好的選擇。

其他儀器特性

其他儀器功能也會影響分析儀的選擇。 SZ-100 等動態光散射系統經常包含測量 zeta 電位的選項，這是靜電穩定係統中懸浮穩定性的預測指標。如果這個選項很重要，那麼它就是選擇分析儀時的一個考慮因素。雷射衍射儀器能夠直接測量粉末、糊劑、霜劑和凝膠，這是 DLS 技術所沒有的功能。

測量速度快、方便

測量速度和便利性是另一個考慮因素。這兩種技術都非常快（大約幾分鐘），雷射衍射測量可以比 DLS 測量更快。然而，更重要的是，自動填充、自動沖洗和超音波等雷射衍射功能可以使測量更快。動態光散射測量可以使用一次性樣品池進行。在這兩種情況下，吞吐量的詳細資訊將取決於樣本。

Figure 2: Automated ultrasound, dilution, and cleaning shown in this laser diffraction system can make a lab more productive.

預期雜質

最後一個考慮因素是預期雜質的性質。這需要對每個測量的限制進行一些評論。動態光散射可用於顆粒尺寸比雷射衍射小得多的樣品。因此，動態光散射比雷射衍射更容易觀察到很大一部分非常小的顆粒。雷射衍射可用於分析具有大顆粒的樣品。這是由於測量的物理原理以及泵送樣品的實際能力，以確保大顆粒不會沉降出測量區域，而這種情況在 DLS 中可能會發生。由於這種泵送或攪拌作用，雷射衍射是分析可能含有需要檢測的大顆粒雜質的樣品的更好選擇。