Cuando se determina el tamaño de la nanopartícula mediante dispersión dinámica de la luz (DLS), un parámetro importante es la concentración de partículas. Cuando la concentración de partículas es demasiado baja, la dispersión de las partículas es débil y los resultados de la medición son ruidosos. Cuando la concentración de partícula es demasiado alta, los resultados de la medición se distorsionan debido a las interacciones partícula-partícula. Estas interacciones pueden ser colisiones partícula-partícula a altas concentraciones de partículas. O bien, las interacciones pueden ser interacciones electrostáticas a larga distancia. En cualquier caso, estas interacciones cambian el movimiento de las partículas en comparación con el movimiento asumido al calcular el tamaño de la partícula a partir de datos DLS. A altas concentraciones de partículas, los datos parecen normales, pero los resultados de tamaño están distorsionados. Por lo tanto, al desarrollar métodos, es importante tener en cuenta la concentración de partículas.
Existen dos enfoques para elegir la concentración de partículas. La primera es inspeccionar las suspensiones y elegir una suspensión transparente o apenas opaca. Este es el llamado método del globo ocular. El segundo enfoque es medir el tamaño de una serie de suspensiones y graficar el tamaño medido en función de la concentración de partículas. Luego se elige el rango de concentración en el que el tamaño medido no cambia. Ten en cuenta que la concentración varía exponencialmente en lugar de linealmente en un estudio así. Es decir, la serie de concentraciones debe ser de la forma 2, 4, 8, 16 ... en lugar de 2, 4, 6, 8... Al encontrarse con un nuevo sistema de nanopartículas para la medición dinámica del tamaño de dispersión de la luz, la primera técnica es la más común. Una vez establecido un rango aproximado de concentración, el estudio de concentración se vuelve significativamente más fácil y rápido.
A continuación se muestran los resultados de estudios sobre sistemas de dos partículas. Uno tiene un tamaño medio de unos 1.000 nm y el otro un tamaño medio de unos 36 nanómetros (y es una verdadera nanopartícula). Aquí presentamos fotografías de las suspensiones en celdas de muestra para mostrar cómo son las suspensiones atractivas. Estas fotos pueden utilizarse para guiar la implementación del método del globo ocular. También mostramos los resultados de los estudios de concentración para demostrar cómo deberían implementarse.
Figura 1: Suspensiones de una muestra de partícula de 1 micrón para medición dinámica de dispersión de luz con concentración variable.
El primer estudio que se muestra aquí es para una muestra con un tamaño de partícula aproximado de un micrón. En la fotografía de abajo, vemos una serie de suspensiones de creciente nubosidad. En previsión de la siguiente figura que muestra los resultados de las mediciones, observamos las suspensiones que dieron buenos resultados de medición.
Figura 2: Tamaño de partícula medido por dispersión dinámica de la luz en función de la concentración de partículas. Haz clic para ampliar.
En la figura siguiente, se muestra un gráfico del tamaño medido en función de la concentración. Las barras de error muestran la desviación estándar de mediciones repetidas. A baja concentración, los resultados son ruidosos. A altas concentraciones, los resultados de tamaño se distorsionan.
El segundo estudio es de una nanopartícula de un tamaño de unos 36 nm. Debido al menor tamaño de partículas, estas suspensiones son más transparentes que las que se muestran arriba. Aquí, las muestras con la concentración óptima de nanopartículas son algo más claras que las del ejemplo anterior.
Medía el tamaño de la nanopartícula mediante dispersión dinámica de la luz en función de la concentración de partículas. Haz clic para ampliar.
En la figura siguiente, se muestra un gráfico del tamaño medido en función de la concentración. A altas concentraciones, los resultados de tamaño se distorsionan. Nótese que el rango de concentraciones para la medición es mucho mayor para esta nanopartícula que para la partícula de un micrón mostrada en el primer ejemplo. De hecho, el rango óptimo de concentración depende de la distribución del tamaño de la partícula y del poder de dispersión de la partícula.
La mejor forma de caracterizar un sistema nuevo es encontrar el rango de concentración donde la suspensión parece aceptable. Luego, utiliza este conocimiento para guiar un estudio de concentración. Afortunadamente, las mediciones de dispersión dinámica de la luz a menudo no son especialmente sensibles a la concentración. En ambos ejemplos anteriores, el rango de concentraciones para obtener buenos resultados de medición del tamaño de partículas abarca aproximadamente una década. Para una sola medición, el método del globo ocular puede ser suficientemente preciso. Al planificar usar DLS para estudiar en profundidad un sistema de nanopartículas o al desarrollar un método de control de calidad, un estudio de concentración ayudará a garantizar la mejor calidad de datos.
Analizador de Nanopartículas
Tiene alguna pregunta o solicitud? Utilice este formulario para ponerse en contacto con nuestros especialistas.
