Многоугольное рассеяние света
-
Многоугловое рассеяние света (MALS)
- Метод измерения света, рассеянного образцом под несколькими углами
- Используется для определения молярной массы и среднего размера молекул
- Чаще всего используется коллимированный луч от лазерного источника
-
История и развитие
- Исторически измерения проводились с одним детектором, вращаемым вокруг образца
- Первый коммерческий прибор — светорассеивающий фотометр Брайса-Феникса
- В 1970-х годах начали использовать несколько детекторов для измерения под разными углами
-
Физические основы
- Рассеяние света связано с квантово-механическим термином «дифференциальное поперечное сечение»
- Дифференциальное рассеяние света и динамическое рассеяние света (DLS) — разные методы
-
Оборудование и методы
- Необходимы коллимированный луч, оптическая ячейка и детекторы
- Разработаны трехмерные версии для измерения аэрозольных частиц и морских организмов
-
Коммерциализация и применение
- Коммерциализация началась в 1977 году с патента Science Spectrum, Inc.
- В 1980-х годах появились первые коммерческие приборы с 8 и 15 детекторами
- В 2001 году выпущен прибор с 7 углами рассеяния
-
Теория и интерпретация
- Интерпретация результатов основана на знании априорных свойств частиц
- Используются теории Рэлеевского рассеяния, Лоренца–Ми и другие
- Приближение Рэлея–Ганса и теория Лоренца–Ми дают идентичные результаты для однородных сфер
-
Избыточный коэффициент Рэлея
- Определяется как коэффициент Рэлея для раствора или частиц минус коэффициент Рэлея для жидкости-носителя и фоновых факторов.
- Измеряется на детекторе под углом Θ и телесным углом ΔΩ.
-
Измерение MALS
- Выполняется в плоскости суспензии из N идентичных частиц/молекул.
- Свет поляризован перпендикулярно плоскости детекторов.
- Интенсивность рассеянного света определяется функцией рассеяния отдельной частицы.
-
Избыточное отношение Рэлея
- Определяется как отношение интенсивности рассеянного света к интенсивности света, рассеянного суспендирующей жидкостью.
- В приближении Рэлея–Ганса функция рассеяния является сложной величиной.
-
Приложения MALS
- Определение массы и размера молекул в растворе.
- Построение графиков и сбор пакетов Zimm.
- Использование в эксклюзионной хроматографии (SEC) и других методах разделения.
-
Молярная масса и размер
- MALS позволяет рассчитать молярную массу и среднеквадратичный радиус молекул.
- Используется для изучения связывания белок-белок, олигомеризации и кинетики самосборки.
-
Разветвление и молекулярная конформация
- Коэффициент разветвления полимера определяется как отношение среднеквадратичных радиусов разветвленных и линейных макромолекул.
- Логарифмический график зависимости размера от молярной массы указывает на форму макромолекулы.
-
Другие области применения
- Определение размера наночастиц.
- Исследования агрегации белков, межбелковых взаимодействий, электрофоретической подвижности и дзета-потенциала.
- Изучение стабильности фармацевтических препаратов и их использование в наномедицине.