动态光散射DLS中的多分散指数(PDI)是什么?

多分散指数PDI,多分散性(或者最近根据IUPAC的建议称为无前缀的分散性)这个术语用于描述分布的“非均匀性”程度。在分子/纳米特征化领域中,多分散性这种术语根据上下文可以有多种意义。
在高分子化学中,凝胶渗透色谱(GPC)和尺寸排阻色谱(SEC)中,多分散性被定义为重量平均分子量与数平均分子量(Mw/Mn)的比值,用于提供分子量分布宽度或厚度的想法。类似但是不同的意义上,在光散射区域中,多分散性用于形容颗粒大小分布的宽度。
动态光散射(DLS)中分子或颗粒的大小分布是关注的属性。
在这里,分布描述了不同大小的“切片”中有多少材料存在。动态光散射DLS中,基础分布是表示不同大小“切片”或“仓”中有多少光被散射的强度分布。
平均大小及其标准偏差可以直接从分布统计中获得。在这里,可以将分布的(绝对)标准偏差(或“半宽度”)与平均值进行比较,从而得出相对多分散性 = 标准偏差/平均值。
历史上,我们使用一种更简单的强制单指数拟合方法(累积方法)来找到全局平均大小(基于强度)和全局多分散性(归一化的二阶累积密度)。
对于理想的高斯分布,全局多分散性就是分布的相对多分散性。传统上,这个全局多分散性被转换为光散射多分散性的平方—全局多分散指数PDI。对于完美均匀的样品,PDI为0.0。
各种分散程度的值在下表中列出。

可以计算排除小聚集峰的PDI值吗?
例如,主颗粒成分约为100nm,并且在5微米的峰上有少量的贡献(按强度算为2%)。在这种情况下,可以忽略5微米的峰,并重新计算z平均值和PDI。
或者可以仅为更小的成分计算PDI吗?z平均值强调了对较小成分的加权。
由于仅对关联函数的首段进行拟合。根据ISO方法,z平均值的计算是扩展到最大值的10%进行配合。因此,5微米的峰仅可能对全局z平均值有些微贡献,这是非常可能的。
在PDI计算中可以忽略峰吗?
如果想要完全忽略5微米峰,可以转到研究软件并更改拟合使用的数据点总数(=渠道)以重新处理数据。
匹配拐点的10%为止,当标准化不再显示5微米峰时,z平均即可不再包含5微米峰,并且与ISO协议一致。
但是如果5微米峰仍然存在且你希望它消失,可以将拟合范围缩小到更低的通道。例如,最大到拐点50%或者直到它消失为止。但是这不再是按ISO累积拟合计划进行的!反而,这将是“特殊的”PDI。修改以适应情况后,不再遵循正式的ISO累积程序。

关于个别峰的多分散指数PDI,这要简单得多而不需要重新分析:当显示强度颗粒大小分布时,每个峰配有平均值和标准偏差。这个峰的PDI是标准偏差的平方除以平均值的平方。例如,假设峰的平均尺寸为9.3nm,标准偏差为4.4nm。结果该峰的PDI为4.4*4.4/(9.3*9.3) = 0.22。
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