DLS测量：为什么离子强度相关？

抽象的

粒径测量动态光散射（DLS）非常依赖于所检查材料的稳定。欧洲杯足球竞彩跨越简单的球形胶体颗粒的触点通常是具有吸引和排斥触点的平衡。欧洲杯猜球平台

正是这些排斥性相互作用减少了自由扩散粒子之间的碰撞次数，同时也最大限度地减少了特定碰撞导致两个表面粘接的可能性，因此，结果将是胶体的稳定性。欧洲杯猜球平台

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结果

如果在两种类似于两种带电粒子之间的成对触点的总和方面考虑了这些相互作用，则半径欧洲杯猜球平台R._O.、距离、H，它描述了胶体粒子的表面到表面的分裂。欧洲杯猜球平台

引力和排斥力的平衡产生了一个复杂的相互作用势，但加盐是增加这个势的最直接的方法。最直接影响盐或离子强度（一世）是为了筛选这些远程静脉唤醒，因为添加筛选电解质的最明显的效果是挤出德义长度，κ^-1，或筛选常数。

这个参数，通常被称为双层厚度，直接调节静电影响衰减或衰减的距离，因为存在移动载流子或小离子。对于1:1的电解质，其中一世= C._S.，这可以通过应用以下表达式来确定:

κ..^-1= [ε._O.ϵk_B.T / n (2_一种E.²C_S.）^1/2

其中κ.^-1是德比筛分长度。在这个表达式中ε_O.ε分别是真空和相对介质，K_B.T是用玻尔兹曼常数表示的热能，e是电荷N_一种Avogadro的号码和c_S.是盐的摩尔浓度。这可以在室温下简化，并直接在盐浓度方面输送：

κ..^-1（nm）= 0.301 / c_S.^1/2

这允许将筛选的静电方法作为表面分离的元素计算，H．对于给定的离子强度，静电电位的衰减估计是下面的，其中ψ_O.表面电位和κ是德拜德长度的倒数（κ^-1）：

ψ（h）=ψ_O.EXP（-KH）

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离子强度直接调节静电方法可以增加颗粒稳定性的距离。

在最小的盐浓度下，静电排斥持续数十纳米，对于盐浓度<1mm表示显而易见。在50 mm的盐浓度上，静电有超过几个短的范围，在大于几nm的分离时几乎完全脱落。此图开始描述离子强度对胶体稳定性的影响，但却只是侧重于这种相互作用的排斥元素。为了完全理解这一点，还必须考虑有吸引力的互动。

Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek理论(DLVO)是理解胶体粒子稳定性最常用的理论框架。欧洲杯猜球平台DLVO建立了胶体稳定性作为范德华力和屏蔽静电(有时称为双层力)的总和。相互作用势的形式复杂;然而，在低离子强度时，远程斥力是最主要的。相比之下，在高离子强度下，几乎每一个远程静电都被屏蔽，因此，势的吸引元素占主导地位。当吸引相互作用占主导地位时，粒子可以靠得更近，粘附的可能性更大。欧洲杯猜球平台

盐在筛选颗粒间相互作用方面的作用

少量盐可能对可以感受到排斥颗粒颗粒相互作用的空间的巨大影响。因此，在准备样品时至关重要DLS或者对于离子强度保持恒定的Zeta电位测量。对于样品具有高效的离子强度<< 0.1mm，即使在不用加入的盐的制备时也是罕见的。商业制造的粉末通常由残留的盐和缓冲液组成。在整个pH调节过程中酸或碱的中和也可以增加背景离子强度。在实践中，在低盐工作时精确控制溶解离子的总浓度非常具有挑战性。

对于DLS测量，具有管理离子强度的能力是至关重要的，特别是在进行连续稀释时，可变的离子强度经常会导致浓度依赖于颗粒大小。像高盐和低盐这样的术语虽然很多，但都是主观的;它们的定义因学科而异。

什么是典型的盐浓度？

在生物技术中，经常通过在磷酸盐缓冲盐水（PBS）中稀释的离子强度，其应近似生物盐和pH，在缓冲液的精确结构上产生120-155mm之间的离子强度。通常在纯蒸欧洲杯猜球平台馏水中重新悬浮纳米颗粒，如前所述，与零离子强度不同，除了吸附大气的CO的吸附之外，还可以通过痕量盐容易地改变。₂形成碳酸。进一步的极端是溢油，在那里，在接近盐水（> 1M）或盐水状条件的接近盐水纤维素之间的相互作用是正常的，接近简单盐的溶解度极限。

案例分析

盐效应现在是由高电荷，半柔性聚电解质聚苯乙烯磺酸钠(NaPSS)测量的。NaPSS是一种阴离子或带负电荷的合成聚合物，具有较大但不变的线性电荷密度。下面分析的样品是一种分子量约为1 MDa的商业聚合物。

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来自DLS的尺寸分布对于在三个不同的离子强度下制备的非常高分子量的小分子。没有添加盐（红色），没有筛选单体的排斥，并且通常浓缩的线圈状聚合物（黑色和紫色）​​延伸到刚性细长结构中，靠近聚合物链的物理长度。在较高的盐水平，这种影响变得抑制。

颗粒间相互作用和聚电解质

在分子表面上有很多方法可以使所有人变得较低，因为由于电荷排斥而接近极高的电荷密度。在热力学上，它使得在电解质或其他移动电荷载体附近变得更简单，因为这些离子减少了向已经充电的表面增加了进一步充电的能量损失。通过自发地最大化表面对表面分离，并且可以在结构上可在结构上重新排序，可以通过自发地最大化面对表面分离和柔性聚合物来减少柔性聚合物以减欧洲杯猜球平台少内部排斥。这些长链电解质在最小盐浓度下失去了半紧凑的线圈状结构，从而产生棒状延长结构。

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测量以常数c拍摄_P.= 2g / L作为离子强度的函数，如通过添加1：1电解质NaCl所定义的离子强度。聚合物链的明显尺寸在低盐时迅速变大，因为水湿性变得不那么柔韧，越来越多的棒状。请注意，当在德义长度，κ方面，此数据是线性的。^-1．

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聚电解质，特别是那些具有稳定的不脱滴电荷的电荷，由于在侧侧进之间的排斥而导致低，或不盐的极限，脱脂剂。这种在低盐下的柔韧性降低最明显在分子的大小中看到。在最小的时候离子力量，通常紧凑的柔性聚合物开始刚性化，因此，尺寸测量显示其纵向尺寸，比其群体平均大小更多。由于盐对聚电解质尺寸的影响，只需使用DLS测量即可示出。聚电解质的刚度程度与带电单体可以遇到静电排斥的长度级别成比例。

概括

远程排斥和短距离吸引之间的平衡被称为胶体稳定性。

• 这些静电相互作用可以通过添加盐直接调节。
• 远程排斥归因于静电，有时称为双层力。
• DLVO为从第一性原理估计胶体稳定性提供了良好的理论基础。
• 短程吸引力来自van der Waals力量。

离子强度与溶液中小离子的强度明确地连接。

• 高盐有很多定义，其结果是依赖工业。
• 这对于简单的单价盐很容易，并且可以更多地参与复杂的盐或其他种类的小离子，缓冲剂和带电的小分子。
• 高盐有效地筛分远程排斥静电。

DLS测量适应性的带电分子显示了这一原理。

• 柔性聚电解质在低盐中获得棒状。

离子强度对柔性带电分子(如聚电解质)的影响是很大的，但对不同种类的带电表面(如更传统的胶态粒子)的影响并不小。欧洲杯猜球平台因此，这一性质对胶体的稳定性至关重要，在制备光散射样品时必须加以考虑。

参考

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• Verwey，E.J.W.，Overbeek，J.T.G。和van nes，K.，1948年。脱液体胶体稳定性理论：溶胶颗粒具有电双层的相互作用欧洲杯猜球平台．爱思唯尔出版公司。

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