福利和动态光散射(DLS) Microrheology的例子

定义实验过程需要DLS Microrheology描述一个特定的复杂的流体类型,为了防止可能的测量陷阱。本文概述了这样一个过程,还提供了这种情况什么时候会被应用的例子。

DLS Microrheology方法

推荐以下顺序步骤描述一个新的样本类型:

• 适用性探测粒子化学需要评估以减少particle-matrix交互
• 电动电势探测粒子的测量和比较首先在基础溶剂,然后在欧洲杯猜球平台示例
• 探针粒子浓度的测量评估单散射机制
• 如果探测粒子的分散是适当的,那么一些探针粒子添加到样本欧洲杯猜球平台
• 自相关函数(ACF)和强度产生的样品的粒度分布(PSD)测量
• 然后ACF和平均平方位移(MSD)的粒子探测器测量获得Microrheology被测样品的数据欧洲杯猜球平台
• Microrheology数据然后检查数据是否独立于探测粒子大小和探测粒子的浓度
• 测量执行多次在不同的探针浓度和不同探针大小(如果可能的话)
• Microrheology然后在两个不同的探针测量粒子浓度高于上述值决定,确保结果MSD是否独立的浓度
• Microrheology然后执行测量探针大小越大,但相同的表面化学,确保结果MSD是否独立于探测粒子的大小。

自相关函数(ACF)测量只能在评估一个特定的样本类型执行一个适当的探针粒子类型、浓度和获取Microrheology数据大小。此时只有流变测试样本可以很容易地和迅速执行以最小的体积(低于20µl是可能的)。

DLS Microrheology的例子

测量在理想液体(牛顿)

图1所示。平均平方位移(Δr²(t)与时间两个不同大小的探测器在水里。

使用DLS和分散探针(示踪剂)粒子的大小、牛顿液体的粘度可以直接从斯托克斯爱因斯欧洲杯猜球平台坦方程的扩散系数。在这个例子中,水是使用完整的测量DLS Microrheology的方法来证明没有频率依赖的粘度。

图2。粘性模量(损失),G”,水的测量使用60 nm和20 nm示踪粒子。欧洲杯猜球平台

分散后两个探测器(示踪剂)粒子大小(60和200 nm乳胶)在水里,确定了默沙东公司(图1)通过测量光的ACF分散的示踪大小。默沙东,粘弹性模计算,如图2所示。

两种示踪粒子产生本质上相同欧洲杯猜球平台的结果,展示了frequency-independent行为预期从一个理想的液体(牛顿)。

聚氧化乙烯(PEO)的解决方案

图3。平均平方位移(Δr²与时间(t)) 700海里示踪探针在2% PEO的解决方案。

DLS Microrheology数据可以与机械(旋转)流变学使用PEO作为一个模型系统的解决方案。的测量数据描述在这个例子中是获得与700纳米乳胶粒子示踪2%重量的PEO水溶液中(图3)。MSD PEO的示踪粒子非线性随着时间的推移,这是由于样品的粘弹性。欧洲杯猜球平台

MSD行为sub-diffusive在短时间尺度,表明一个弹性模量。探针粒子证明“阻碍”运欧洲杯猜球平台动在最短的时间尺度。默沙东药厂曲线趋势高原较长时间尺度的弹性系统有效陷阱探测器的粒子。欧洲杯猜球平台此外,探测粒子可以“逃脱”材料放松时最长的欧洲杯猜球平台时间尺度。

图4。粘弹性模(弹性模量(存储),G, G和粘性模量(损失),”)作为频率的函数在水中2 wt % PEO解决方案

DLS Microrheology和机械(旋转)的流变学测量粘弹性模(弹性模量(存储),G’,和粘性模量(损失),G”)作为频率的函数在水中2 wt % PEO解决方案如图4所示。探测器使用700纳米乳欧洲杯猜球平台胶粒子。两种技术的结果显示良好的协议。

图5。复杂的粘度、η* 2 wt % PEO解决方案与700纳米乳胶水测量示踪粒子欧洲杯猜球平台

DLS Microrheology粘弹性数据扩展到更高的频率,从而允许更全面的流变特性和动力学特性的聚合物浓度范围广泛的解决方案。与机械流变学这是不可能的,因为惯性的局限性。频率相关粘度表明解决方案是非牛顿和展品剪切稀化行为。复杂的粘度、η* 2 wt % PEO解决方案使用700纳米乳胶示踪粒子在水中测量是如图5所示。欧洲杯猜球平台

蛋白质的解决方案

作为聚合物DLS Microrheology扩展了测量范围的解决方案,它还可用于蛋白质的特性的解决方案,这也表现出弱粘弹性行为在短时间尺度(高频)变形。与小样本体积和低压力自然DLS Microrheology技术是有利的,尤其是对于蛋白质的解决方案。

图6。情节复杂的粘度对频率不同浓度BSA在PBS溶液(从10毫克/毫升到666毫克/毫升),从DLS Microrheology测量(使用615 nm羧酸盐三聚氰胺粒子探测器)。欧洲杯猜球平台

粘度的测量BSA这里提供解决方案在不同浓度为例。情节复杂的粘度对BSA的频率对不同浓度的磷酸缓冲盐(PBS)解决方案(从10毫克/毫升到666毫克/毫升),从DLS Microrheology测量使用615 nm羧酸盐三聚氰胺探测粒子如图6所示。欧洲杯猜球平台BSA的解决方案成为非牛顿浓度高于80毫克/毫升,粘度与频率不再是常数。

图7。情节BSA在PBS溶液的相对粘度与浓度-数据从DLS Microrheology (ref。图4)和稀溶液粘度计(深潜器),25°C。

复杂的粘度数据外推到零频率获得零剪切粘度。然后计算相对粘度比的零剪切粘度为每个BSA浓度PBS的粘度,如图7所示。工业相关的蛋白质浓度范围可以有效地测量并迅速使用DLS Microrheology,用小得多的样卷相比其他可用的方法。

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