动态光散射-规定的通用术语

1. Z-平均大小

在动态光散射中使用的Z-平均大小或Z-平均中值也是一种称为累加中值的参数。这是此技术中产生的最重要且稳定的参数。Z-平均中值在ISO 13321和最近的ISO 22412中都有规定，因此在质量控制标准中使用时，是报告的最佳值，且ISO标准将此中值定义为‘和谐强度平均粒径’。

Z-平均大小适用于单一物质样品（即仅一个峰），在形状上为球形或近似球形，且是单一分散（即分散的宽幅很窄），并且样品在适当的分散介质中分散时，可与其他技术测量的大小相比，这意味着Z-平均中值大小对于样品中的微小变化，如少量聚集物的存在，非常敏感。需注意，Z-平均是流体动力学参数，仅适用于已分散的颗粒或溶液中的分子。 

2. 累加分析

这是一种分析DLS实验中产生的自动相关函数的简单方法。计算方式在ISO 13321和ISO 22412中均有规定。这是一个动量扩展，因此可以生成许多值，但实际上仅使用前两个术语。

也就是说，作为大小的平均值（Z-平均）和所谓的多分散指数（PdI）的宽幅参数。这是基于强度计算的值，不应与其他方法生成的质量或数量的平均值混淆或直接比较。计算方式根据ISO标准进行规定。因此，任何遵循建议使用此计算的系统，只要使用相同的散射角，都应提供可比较的结果。

3. 多分散指数

该指数是从相关数据（累加分析）的简单两参数拟合中计算出的一种数字。多分散指数是无量纲的，且除某些高单分散性标准物质外，其值通常不会低于0.05。大于0.7的值表明样品具有非常宽的分布，并且可能不适合动态光散射（DLS）技术。

各种大小分布算法用来处理在这两种极限之间的数据。这些参数的计算方式根据ISO标准文件13321:1996 E 和ISO 22412:2008有规定。

4. 多分散性

在光散射中，多分散性及多分散性%来源于DLS测得的强度自相关函数的累加分析中得出的参数，即多分散指数。累加分析中假定单一颗粒大小模式，单指数拟合自相关函数且多分散性描述了假定的高斯分布的宽度。在蛋白质分析中，小于20%的多分散性%表示样品为单分散。 

5. 扩散系数

在悬浮液/溶液中，颗粒和分子进行布朗运动。 这是由于热能导致溶剂分子的冲击而产生的运动。当颗粒或分子受到激光照射时，较小的颗粒由于被溶剂分子更强地撞击而移动得更快，因此散射光的强度会随颗粒大小按照一定比例变化。

通过分析这种强度波动，可以计算出布朗运动的速度，因此可以利用斯托克斯-爱因斯坦方程来确定粒度。因此，扩散系数定义为特定溶剂环境中被分析物质或颗粒的布朗运动特性。这种平移扩散系数取决于介质中的离子浓度和类型，以及颗粒的大小和表面结构。

5. 流体动力学直径

动态光散射（DLS）测量得到的流体动力学大小被定义为“以相同方式扩散的假设球体的大小”。然而，实际上溶液中的颗粒或大分子并不是球形的，且具有动态性（旋转）和溶有化。因此，通过颗粒的扩散特性得到的直径表示为动态溶解/溶媒化颗粒的表观大小。因此，流体动力学直径这个术语因此而来。流体动力学直径或斯托克斯直径是指假设颗粒或分子周围有水化层，具有与测量颗粒相同的平移扩散系数的球体的直径。

6. 相关曲线 – 或者相关函数

(Correlation Curve – or correlation function)

在动态光散射（DLS）实验中测量的数据是平滑且单一大小颗粒分散的指数衰减函数的相关曲线。包含在相关曲线中的所有信息均关于被测样品中颗粒的扩散特性。通过将相关曲线拟合到指数函数，可以计算出扩散系数（D），D与指数衰减的全周期成正比。

知道扩散系数（D），可以通过使用斯托克斯-爱因斯坦方程的修正形式计算流体动力学直径。在多分散样品中，这些曲线是指数衰减的组合。

7. y-截距或截距

在DLS中，y-截距或更简单地称为截距是指在相关图上的y轴处的相关曲线的交点。y交点可用于评估从测量样品中得出的信号与噪声比，并且常用于判断数据质量。理想信号呈现1的值，并且良好系统提供高于0.6的截距，而最佳系统提供超过0.9的截距。

8. 反卷积或反卷积算法

(Deconvolution or Deconvolution algorithm)

     一种基于算法的方法，用于将多分散样品中推导的指数混合分解为与各自单独的粒径带相关的多个强度值。动态光散射（DLS）中得到的颗粒大小分布是从样品测量强度自相关函数的反卷积中得出的。通常，使用非负最小二乘（NNLS）拟合算法（普通的例子是CONTIN）执行此操作。

9. 计数率或光子计数率

(Count Rate or Photon Count Rate)

在DLS中，这仅仅是指检测到的光子的数量，通常以“每秒”为单位表示。它通过监测作为时间函数的稳定性来决定样品质量的评估，同时也用于设置设备参数和分析时间，如衰减器设置。为了保证足够的信号进行分析，计数率需要满足某个最低值。然而，所有探测器都有一个保持线性反应的最大计数率。如果计数率未能自动调整，应遵循制造商的建议进行计数率调整。

10. 强度分布

从DLS实验得出的初级结果是粒径的强度分布。强度分布随每个颗粒部分或等级的散射强度自然加权。对于生物材料或聚合物，颗粒散射强度与分子量的平方成正比。因此，由于少量的聚集/凝聚体或大颗粒种类的存在可能支配整个分布，强度分布可能导致误导。然而，这些分布可被用作检测样品中大尺寸物质存在的敏感检测器。

11. 体积分布

由DLS产生的基本粒径分布是强度分布，但可通过Mie理论从基于散射（强度）的分布转换为基于质量或体积的分布，以表述样品中不同组分的相对比例。

在将强度分布转换为体积/质量分布时，需要接受以下四个假设。

• 所有颗粒都是球形的
• 所有颗粒都是同质的
• 了解颗粒的光学特性，例如折射率的实部和虚部等
• 强度分布没有误差

理解这些假设尤为重要，因为DLS技术本身具有固有的峰值扩展。

因此，在报道强度分布时总会有一些误差。因此，从强度分布中得到的体积和数量分布最适用于比较目的或估计相对比例（在存在多个模式或峰值的情况下），而不应被视为绝对。因此，依据强度分析报道峰值大小，仅从体积分布分析中报告相对百分比（而非大小）是良好实践。