在DLS中选择Z-Average还是Peak Size？

动态光散射（DLS）通过采集散射光强度的自相关函数，并对该函数进行拟合，从而获得颗粒粒径信息。目前主流的拟合算法主要有两类：

• 累积量法（Cumulants）：输出Z-Average（Z均粒径）和PDI（多分散指数）。
• 分布拟合算法（常采用NNLS 等正则化分布反演算法）：输出粒径分布图，包含峰值粒径（Peak Size）及各组分的占比。

这两种算法的本质区别是什么？

Z-Average 依据ISO 22412:2025标准，仅截取自相关函数截距10%以内的早期衰减区间，进行单指数模型拟。其中，一阶拟合项对应体系整体的加权平均粒径，定义为Z-Average；二阶拟合项则用于评估假设高斯粒径分布下的整体多分散指数PDI。

分布分析则将拟合区间延伸至自相关函数截距的1%，纳入更多原始散射信号，并通过数学方法将信号归属至不同粒径区间（粒径分箱），最终生成光强/体积/数量分布图。图中每个峰对应一个组分，Peak Size即为该组分的平均粒径，同时还包含各组分的占比。

图1. Zetasizer DTS软件和ZS Xplorer软件的典型粒度结果

为什么Z-Average和Peak Size不一致，变化趋势也不同？

在理想完全单分散、无杂质的样品中，Z-Average与唯一主峰的Peak Size在理论上应完全相等；但在实际测试中，即使是高纯度单分散标样，仪器噪声和溶剂中微量杂质也会导致微小偏差。

对于多分散样品，二者数值必然存在明显差异。Z-Average只是一个整体平均值，而分布图往往呈现两个甚至多个峰。典型情况有以下四种：

1. Z-Average ＜ 主峰Peak Size
    累积量法仅拟合相关曲线前段，天然对小颗粒的快速衰减信号赋予更高权重。若体系中存在溶剂小分子、缓冲盐或表面活性剂形成的微小“溶剂峰”，这些小尺寸组分会拉低整体Z-Average，导致其小于主峰Peak Size。
2. Z-Average ≈ 主峰Peak Size
    此情况多见于理想单分散样品；在极少数极宽多分散体系中，若大小颗粒占比均衡，全局加权均值也可能恰好与主峰粒径接近。
3. Z-Average ＞ 主峰Peak Size
    当体系同时存在小颗粒主峰和大颗粒聚集体或杂质副峰时，Z-Average作为全组分的加权平均值，数值会落在大小两组分之间，因此高于主峰粒径。
4. 仅存在有效Z-Average，分布图无可见峰值
    当颗粒尺寸极大（如Z-Average达20 μm量级），超出DLS常规适用检测区间时，分布拟合得到的宽粒径峰可能落在软件默认显示阈值之外，粒径分布图呈现平直基线，无可见峰值。此时需注意，DLS本身并不适合微米级大颗粒的精准表征，软件设置粒径显示截断阈值属于合理的数据过滤逻辑。

结论

在DLS报告中，Z-Average是符合ISO标准的法定放行值，而Peak Size及分布图仅用作辅助诊断工具。两者数值差异源于算法原理和散射权重的不同，并非“数据错误”或“仪器不准”，恰恰相反，这种差异正是判断样品多分散性及聚集倾向的重要线索，二者不可互相替代，也不应强行统一。