DLS的检测时间

1.  引言

DLS测量持续时间取决于样本，对于粒径分布窄、单峰样品，DLS 测量速度相当快（几分钟）。窄分布的分析速度比宽分布的分析速度更快。单峰分布的分析速度比多峰分布样本的分析速度更快。DLS 的一个良好标准是“不要着急”。在营销中宣传快速测量时间的仪器制造商正在伤害他们的客户。产生良好的、可重复的结果比缩短一两分钟的分析时间更重要。每次进行测量时都会得到答案，但这并不意味着每个答案都足以作为重要决策的基础。

2.  Nicomp软件

打开“Auto Print/Save Menu”菜单选择分析时间，然后在“Auto Operations”对话框中输入所需的测量序列，请参见图 1。

图1 Auto Print/Save Menu

在此示例中，总分析时间将为 10 分钟。测量过程中将保存两个结果，一个在 5 分钟时保存，一个在 10 分钟时保存。这通常比选择“ No. Print/Save Cycles 1”和“ Using Run Time 10 minutes”更好，后者的总分析时间也为 10 分钟，但仅保存10分钟时的结果。

当不单击“ Clear Autocorrelator”时，系统会在整个时间内不断累积数据，可能会改进最终结果。建议对特殊样品调整运行时间和选择“No. Print/Save Cycles”选项。还可以对分析进行编程，使其运行直至达到指定的拟合误差或卡方，但这不是常见的操作模式。

3.  结果示例 1：窄分布

92 nm聚苯乙烯乳胶(PSL)样品是DLS分析最简单的样品类型，并且可以相当快地测量。图2显示的结果是准确的、窄的和可重复的。

对于任何样本，检查分析时间是否足够长的最佳方法是打开Time History图。要查看此结果，请单击Display，然后单击Time History。结果如图2所示，Time History图如图3所示。最重要的结果是强度加权(Wt)平均值(红色)。体积加权平均值显示(深蓝色)，数量加权平均值显示(浅绿色)。体积和数量的平均值通常旨在将DLS与其他技术，如激光衍射(体积)或显微镜(数量)进行比较时使用。对于这个样本，结果在大约2分钟后达到一个稳定的值。这是建议的最短测量时间，只适用于窄的单峰，如PSL标准粒子。 

图3 92 nm PSL的Time History

4.  结果示例2:宽分布

宽的分布需要较长的分析时间。结果如图4所示为分散性差的矿物油乳液。这个样品分析了3分钟。如图5所示，这显然不是一个足够长的分析时间，因为光强径、体积径、数量径三个值仍然随着时间而变化。

图4 矿物油乳液分布广泛

图5 矿物油乳化液Time History

注意:虽然卡方值很高，软件提示考虑Nicomp多峰结果，但没有理由相信这种乳液有多个峰值，因此高斯结果比Nicomp结果更好。

5.  多峰分布#1

多峰结果通常还需要更长的分析时间。使用检测时间Run Time= 9分钟，检测次数Save Cycles= 8对二氧化硅磨料样品进行分析。最终结果和Time History结果如图6和7所示。Nicomp算法直到7分钟的分析时间后才将结果分解为三个峰，此时溶液中的第三个峰出现在Time History结果中。对于困难的、多峰的样品，8到10分钟是一个很好的分析时间。 

图6 多峰粒径结果#1

图7 多峰样本#1的Time History图

6.  多峰分布#2

有时可以使用更短的分析时间正确地分析多峰结果。使用检测时间Run Time= 5.5分钟和检测次数= 5来分析二氧化硅磨料样品。Nicomp大小结果和时间历史结果如图8和图9所示。这显示了当较短的分析时间可以用于多峰样本的罕见示例。但最后两次计算最有可能得到更好的结果，显示出略小的第一个峰值。

图9 多峰样本#2的Time History图

7.  总结

并不推荐使用DLS进行短时间测试且仅保留第一次检测结果的检测方法，在分析分布宽或多峰样本时，请保证始终进行更长的检测时间，2分钟分析时间是建议的最短时间。对于广泛的 (PI >0.2) 分布来说，五分钟是合理的快速测量时间。多峰样品通常应测量七到十分钟。每当分析未知样品时，请检查Time History图以确保平均结果已稳定。