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結構生物化學/動態光散射

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動態光散射

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動態光散射 (DLS) 或光子相關光譜法是一種公認且廣泛應用的技術,用於測量溶液中尺寸範圍從幾奈米到幾微米的顆粒。在此過程中,將相干單色光源照射到樣品上。記錄由此產生的散射光的強度頻率譜,並確定顆粒的大小。頻率的偏移被稱為多普勒偏移或展寬,它與引起偏移的顆粒的大小有關。由於較小顆粒的平均速度較高,因此它們引起的光頻偏移比較大顆粒更大。不同尺寸的顆粒之間散射光的頻率差異用於確定流體中存在的顆粒大小。與其他方法相比,DLS 是一種快速且相對便宜的過程。它主要用於確定細菌和蛋白質的特性。驗光師可以使用這種方法來檢測眼睛白內障的形成。DLS 通常用於分析大分子,如蛋白質。蛋白質晶體學和奈米技術應用。蛋白質在溶劑中的分子量和濃度與其散射的光成正比。

假設和理論

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這項技術背後的理論基於兩個條件。第一個條件是顆粒遵循布朗運動,即溶液中的隨機運動。這種隨機運動遵循一個數學公式,其中機率函式可以確定。第二個條件是顆粒相對呈球形,直徑小於入射輻射波長的二分之一。

有不同的方法來確定布朗運動中顆粒的動力學。一種方法是使用雷射作為光源。雷射穿過透鏡,然後照射到顆粒上。然後光被散射並穿過另一個準直透鏡。這種衍射光的最終結果由光電倍增管“收集”並讀取。光電倍增管將所有不同的強度轉換為電壓讀數。需要注意的是,需要兩個準直透鏡;第一個透鏡用於更好地聚焦光線,使其直接照射到細胞上,並確保細胞上被光線照射的區域遠離細胞的邊緣;第二個透鏡用於獲得恰好被光電倍增管收集的散射光。光束被光電倍增管測量後,訊號被放大,所有資訊都可以傳送到計算機並由計算機進行分析。為了確保測量準確,必須校準儀器。重要的是要確保光束以一致的線性路徑照射。換句話說,它需要在其整個路徑中保持相同的水平。這樣做是為了確保光束將直接穿過第一個透鏡並直接進入細胞的中心。需要注意的另一點是,除了來自雷射源的散射光之外,所有其他光源都應被遮擋。這也將使測量更準確。

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