Dynamický rozptyl světla

Dynamický rozptyl světla (DLS) je metoda vhodná pro měření velikosti částic v submikronové oblasti. Tato metoda měří Brownův pohyb částic a přiřazuje ho k velikostem částic. Brownův pohyb je náhodný pohyb částic, který vzniká z důvodu narážení molekul rozpouštědla, které jsou kolem částic. Čím větší částice jsou, tím pomalejší je Brownův pohyb. Při měření díky Brownovu pohybu kolísá intenzita rozptýleného světla a to je detekováno pomocí vhodného optického uspořádání[1]. Základem této techniky je měření fluktuace intenzity rozptýleného světla laserového paprsku okolo jeho průměrné hodnoty[2].

Malá částice, která je osvětlená zdrojem světla (laser) bude rozptylovat světlo ve všech směrech. Obraz vzniklý tímto rozptýleným světlem lze zobrazit na stínítku, nebo detektoru. Obraz skvrn se skládá z oblastí jasného světla a tmavých oblastí, na které žádné světlo nedopadá. Částice se neustále pohybují Brownovým pohybem a pro metodu dynamického rozptylu světla je podstatné to, že se malé částice pohybují rychle a velké částice pomaleji. Vztah mezi velikostí částice a její rychlostí v důsledku Brownova pohybu udává Stokesova – Einsteinova rovnice:[1][3]

${\displaystyle d(H)={\frac {kT}{3\pi \eta D}}}$

d(H) – hydrodynamický průměr, D – translační difuzní koeficient, k – Boltzmannova konstanta, T – termodynamická teplota, η – viskozita

Protože jsou částice v neustálém pohybu, tak se obraz skvrn na stínítku (detektoru) také s časem mění. S pohybem částic konstruktivní a destruktivní fázový přírůstek způsobí fluktuaci intenzity. Rychlost difuze částic může ovlivnit přítomnost iontů a iontová koncentrace v měřeném roztoku, protože se mění tloušťka elektrické dvojvrstvy. Z tohoto důvodu bude mít málo vodivý roztok větší dvojvrstvu iontů obklopujících částici, která bude snižovat difuzní rychlost a způsobí větší zdánlivý hydrodynamický průměr[1][3].