哪種加權(quán)方式更可靠:數(shù)量、體積還是光強(qiáng)?
從自相關(guān)函數(shù)(ACF)計算得出的最可靠信息是等效直徑(Eff. Dia.)和多分散性指數(shù)(PDI)。僅當(dāng)多峰粒度分布的計算結(jié)果產(chǎn)生可重復(fù)的光強(qiáng)加權(quán)粒度分布時,它才比需要計算米氏散射系數(shù)的體積加權(quán)分布更可靠。數(shù)量加權(quán)分布最不可靠,因為散射強(qiáng)度偏向于較大的顆粒,而數(shù)量加權(quán)分布則通常偏向于數(shù)量更多的小顆粒。
自相關(guān)函數(shù)和粒度分布有什么區(qū)別?
自相關(guān)函數(shù)(ACF)是動態(tài)光散射(DLS)實驗中的原始數(shù)據(jù)。有效直徑(Eff. Dia.)和多分散指數(shù)(PDI)是通過使用累積量法擬合自相關(guān)函數(shù)(ACF)得出的,具體來說,它們是從累積量法展開的第一項和第二項中獲得。有時可以從自相關(guān)函數(shù)(ACF)中計算得到可靠的粒度分布曲線。
有效直徑(Eff. Dia.)和多分散指數(shù)(PDI)參數(shù)能否從對數(shù)正態(tài)分布中推導(dǎo)出來?
不是,情況正好相反,從測量得到的自相關(guān)函數(shù)出發(fā),使用累積量法,確定了光強(qiáng)加權(quán)的平動擴(kuò)散衰減率分布的一階和二階矩(注意,這并不適用于明顯非球狀體)。

一階矩
得出光強(qiáng)加權(quán)擴(kuò)散系數(shù)分布的平均值,二階矩(μ2)是光強(qiáng)加權(quán)擴(kuò)散系數(shù)分布的方差。二階矩除以一階矩的平方定義為多分散指數(shù)(PDI),它是無量綱的分布寬度。這些值不是光強(qiáng)加權(quán)、體積加權(quán)或數(shù)量加權(quán)的直徑,而是光強(qiáng)加權(quán)的擴(kuò)散系數(shù)值,但它們?nèi)匀环浅S杏谩H绻?PDI<0.02,則平移擴(kuò)散系數(shù)和粒度均為窄分布,沒有發(fā)生團(tuán)聚。如果這些值隨時間、溫度、添加劑濃度或制備方式而變化,它們將顯示分布向更高或更低、更寬或更窄的方向移動。然而,人們通常希望看到類似體積加權(quán)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差這樣的數(shù)據(jù)。因此,我們使用一些代數(shù)方法來擬合雙參數(shù)分布,對數(shù)正態(tài)分布在粒度分布中很常見,并通過光強(qiáng)加權(quán)獲得對數(shù)正態(tài)分布的中位數(shù)和幾何標(biāo)準(zhǔn)差。從這兩個參數(shù)
(由 和μ2得出)中,我們可以計算出任何加權(quán)方式(光強(qiáng)、體積、數(shù)量)下的所有其他值,包括平均值、中位數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、微分分布和累積分布細(xì)節(jié)。實際上,我們的假設(shè)仍是單峰對數(shù)正態(tài)分布。
數(shù)據(jù)應(yīng)以哪種形式呈現(xiàn)?
首先,檢查自相關(guān)函數(shù)(ACF)的質(zhì)量,自相關(guān)函數(shù)曲線是平滑的還是離散的?如果是離散的,請?zhí)岣呱⑸涔鈴?qiáng)度,或延長測量時間。增加采樣計數(shù)次數(shù)(光強(qiáng)×持續(xù)時間)將有助于自相關(guān)函數(shù)曲線變得平滑。如果測量期間光強(qiáng)突然增大,則可能意味著樣品中存在灰塵,則需準(zhǔn)備新樣品或?qū)悠愤M(jìn)行過濾。
實驗過程中光強(qiáng)的跳變或不連續(xù)通常是由灰塵或大顆粒引起的。如果過濾樣品,可能會濾除掉值得關(guān)注的顆粒,從而導(dǎo)致有效直徑變小。建議進(jìn)行幾次重復(fù)測量,有效直徑的可重復(fù)性是否在1%或2%以內(nèi)?PDI(分布寬度測量)值的可重復(fù)性是否在幾個百分點以內(nèi)?即使樣品為軟質(zhì)顆粒,仍會進(jìn)行平動擴(kuò)散,因此其流體力學(xué)直徑仍然可以確定。
如何確定實驗獲得的動態(tài)光散射(DLS)數(shù)據(jù)的質(zhì)量?
首先,檢查自相關(guān)函數(shù)(ACF)的質(zhì)量,自相關(guān)函數(shù)曲線是平滑的還是離散的?如果是離散的,請?zhí)岣呱⑸涔鈴?qiáng)度,或延長測量時間。增加采樣計數(shù)次數(shù)(光強(qiáng)×持續(xù)時間)將有助于自相關(guān)函數(shù)曲線變得平滑。如果測量期間光強(qiáng)突然增大,則可能意味著樣品中存在灰塵,則需準(zhǔn)備新樣品或?qū)悠愤M(jìn)行過濾。實驗過程中光強(qiáng)的跳變或不連續(xù)通常是由灰塵或大顆粒引起的。如果過濾樣品,可能會濾除掉值得關(guān)注的顆粒,從而導(dǎo)致有效直徑變小。建議進(jìn)行幾次重復(fù)測量,有效直徑的可重復(fù)性是否在1%或2%以內(nèi)?PDI(分布寬度測量)值的可重復(fù)性是否在幾個百分點以內(nèi)?即使樣品為軟質(zhì)顆粒,仍會進(jìn)行平動擴(kuò)散,因此其流體力學(xué)直徑仍然可以確定。
在測量中何時使用灰塵過濾器?
灰塵過濾器是一種算法,用于剔除因灰塵或大顆粒散射而形成的異常數(shù)據(jù)。在測量過程中,可以開啟或關(guān)閉“灰塵過濾器”,在測量后回顧數(shù)據(jù)時,也可以開啟或關(guān)閉灰塵過濾器。但是,在測量期間和測量之后,不能輸入新的閾值。如果灰塵閾值設(shè)置得太高,那么100%的光都會被接受用于相關(guān)函數(shù)計算,這意味著沒有去除掉灰塵或大顆粒貢獻(xiàn)的高光強(qiáng)數(shù)據(jù)。請注意,對于非常干凈的樣品,只要灰塵閾值設(shè)置得當(dāng),可以保留100%的數(shù)據(jù)。如果閾值設(shè)置過低,則報告的有效直徑將隨之降低。
注意:布魯克海文儀器公司軟件中包含的動態(tài)光散射(DLS)模塊允許最終用戶直接輸入灰塵閾值,或使用提供了一系列預(yù)設(shè)值,可以在不了解灰塵剔除算法詳細(xì)信息的情況下進(jìn)行調(diào)用。
決定使用計算基線還是自動(測量)基線的標(biāo)準(zhǔn)是什么?
通常,最好使用自動(測量)基線。計算基線是在無限延遲時間下確定的,是光散射理論工作者所感興趣的,通常他們的樣品中沒有灰塵或大團(tuán)聚體(這將在自相關(guān)函數(shù)的長τ基線中反映出來)。
什么時候應(yīng)使用數(shù)據(jù)平滑技術(shù)?
除非原始結(jié)果與先驗信息相吻合,一般情況下,應(yīng)該使用軟件提供的數(shù)據(jù)平滑工具。
