采用TurboCorr數字相關器,通過動態光散射的方法可以測量小至1nm的納米顆粒分布情況,通過靜態光散射的方法可測量高分子材料的Zimm、Berry、Debye曲線、分子量、均方根回旋半徑及第二維里系數。經***內外眾多頂***實驗室使用,證明BI-200SM是研究聚合物、膠束、微乳液以及復雜溶液等體系***理想的測試儀器。
靜態光散射(SLS)的功能及應用
1. 靜態光散射功能
對于懸浮于液體中的顆粒,利用Mie散射形成光強與角度的函數關系,從而得到顆粒粒度大小與形狀的信息。
對于高分子溶液,光強與角度、濃度形成的依賴關系(即濃度依賴性與角度依賴性),利用Zimm圖(或其他類似的方法)可以得到以下參數:
1) 絕對重均分子量 (Mw)
2) 第二維里系數 (A2)
3) 均方根回旋半徑 (Rg)
4) Zimm, Berry和Debye曲線
2. 靜態光散射應用領域
1) 石油化工:包括PS、PMMA等等多種聚合物的研究與表征
2) 生命科學:如各種人造組織(合成高聚物)的研究與改性
3) 生物醫學:蛋白質、多肽,及多糖等的研究和表征
4) 環境化學:絮凝方面的研究
動態光散射(DLS)的功能及應用
1. 動態光散射功能
動態光散射又被稱為光子相關譜法(PCS)或者準彈性光散射法,該方法使用自相關方程,自相關方程中包含了懸浮顆粒或者溶液中高分子的擴散系數的平均值及其分布等信息。
從擴散系數的分布中可以得到:
1) 粒度大小及其分布
2) 其它動力學參數
2. 動態光散射應用
1) 膠體溶液體系中樣品粒度及其分布的測量
2) 自相關、互相關函數的測量與研究
3) 復雜聚合物體系的表征 (如無規共聚物、締合聚合物和表面活化劑系統等)
4) 聚合過程及反應機理的研究 (如微乳液聚合等等)
5) 體系聚集與解聚過程的研究 (如蛋白質聚集過程)
6) 動力學性能的研究
主要應用(例)
1. 動力學特性研究(以動態光散射原理為基礎)
-體系聚集與生長
由于體系的變化可以通過粒度、光強、擴散系數、相關曲線等的變化加以表征,所以通常我們可以用光散射的方法來表征,從而得到體系的聚集、解離以及生長等信息。
如在蛋白質晶體生長過程中,連續采集其光散射信號,通過對其光強、粒度、擴散系數及相關曲線等變化數據進行對比與分析,了解蛋白質晶體生長的情況及其性能變化的情況。如外加溫控設備可以進而研究體系的相變溫度等溶液行為。
在***些復雜溶液體系的研究中,研究***光散射系統也是不可或缺的手段。例如對于油包水、水包油微乳液的“初始"狀態與膨脹行為,以及對于雙連續相微乳液的研究等。
2. 高分子特性研究(以靜態光散射原理為基礎)
-絕對分子量
-均方根回旋半徑
-第二維里系數
BI-200SM在靜態光散射應用方面,和其他絕對分子量測定儀(如多角度激光光散射儀等)具有相同的功能,可以得到以上三種基本數據,同時它更具有其他絕對分子量測定儀器所無法替代的特殊功用。由于BI-200SM采用了開放式結構,沒有細長的管路限制,樣品池可以方便地取出并進行徹底清洗,所以對于高粘度、超高分子量的難以測量的樣品,如PAM、烯烴等,是***適合的測量儀器。此外,由于BI-200SM具有開放式的結構特點,可以根據樣品自身的散射光強度來調整進入樣品池的激光源光強,從而大大拓寬了測量的種類和范圍。
膠束的研究:由于膠束個體的特征,所以通過BI-200SM測量膠束的粒徑和分子量數據,可以獲取膠束的聚集數和密度等信息。此外,通過膠束的尺寸和外形的變化,還可對膠束的大小進行控制和設計,以適應不同應用。
1.粒度范圍:1nm-6um
2.分子量范圍:500~109Dalton
3.分子大小范圍:10~1000nm
4.角度范圍:8-162°,±0.01°
5.溫控范圍:-20 ~ 80℃(選件-20 ~ 150℃),± 0.1℃
6.濾光片輪:632.8nm, 514.5nm, 488nm
7.孔徑輪:100,200,400um(動態);1,2,3mm(靜態)
示意圖
圖例:
1. Laser rail and mounts, optional
2. Precision-machined base
3. Turntable
4. Rigid rotating arm
5. Upright for 2 mm alignment aperture
6. Detector rail
7A,B. Center of rotation adjustment screws
7C. Center of rotation locking screw
8. Center of rotation adjustment table
9. Beam focusing and steering lens assembly
10. Sample cell assembly
11. Beam Stop
12A. Lens adjustment, horizontal
12B. Lens adjustment, vertical
13A. Slit adjustment, horizontal
13B. Slit adjustment, vertical
14. Mirror adjustment
15. Eyepiece
16. Pinhole wheel
17. Filter wheel
18. Photomultiplier housing
19. Angle adjustment
20. Clutch release
21. Support ring