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Concentración de partículas análisis preciso por dispersión dinámica de luz (DLS)

La concentración de partículas, además del tamaño de partículas y del potencial zeta, suele ser interesante para determinar cuántas partículas están dispersas en un líquido o cuántas están presentes por clase de tamaño. Esta información es muy útil, por ejemplo, para determinar el margen terapéutico de un fármaco en el sector farmacéutico o una indicación de opacidad en tintas o pinturas. Estos solo son algunos ejemplos, hay muchas más aplicaciones.

Con la serie de analizadores de dispersión dinámica de luz (DLS) NANOTRAC de Microtrac, ahora se puede medir el tamaño de partícula, el peso molecular y el potencial zeta, pero también se puede obtener más información sobre la concentración de partículas. En la siguiente imagen se muestran los diferentes modelos de la serie Nanotrac.

Dispersión de luz dinámica (DLS) - análisis del tamaño de las partículas y del potencial zeta
Medición de partículas - Resumen de productos


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¿Cómo se determina la concentración de partículas?

El diseño óptico único de la serie Nanotrac, con el método de referencia heterodino autoamplificado de 180°, tiene una relación señal/ruido 106 veces mejor que los instrumentos PCS. La transformación rápida de Fourier en la señal amplificada por el láser reflectado da como resultado un espectro de potencia de frecuencia lineal, que se convierte en un espectro de potencia logarítmico.

A la información adicional sobre la concentración de partículas se accede a través de este espectro de potencia y del índice de carga (LI) resultante. El espectro de potencia se indica en la figura. El índice de carga es la suma de las amplitudes de todos los canales de frecuencia logarítmica y depende de la concentración de partículas. Pocas partículas presentan un índice de carga bajo, por lo que una concentración alta resulta en un índice de carga alto.

Para calcular la concentración de partículas hay que seleccionar el análisis por "Modo" en el SOP (Procedimiento de funcionamiento estándar). Al utilizar este método de análisis, el espectro de potencia se divide en diferentes modos. Así se puede calcular internamente un índice de carga a partir de cada modo individual y asignarlo a fracciones específicas. Además, también se puede determinar la concentración de fracciones de las partículas individuales.

La clasificación de los modos y la asignación a las fracciones de partículas se realiza de forma totalmente automática. En función de la representación seleccionada para el tamaño de partícula, la concentración se muestra en centímetros cúbicos por mililitro (cc/ml), lo que sería el caso de una representación del tamaño ponderada por intensidad o por volumen. Para obtener una representación de tamaño basada en números, la concentración se indica según el número de partículas por mililitro (N/ml).

Medición/cálculo de la concentración con la serie Nanotrac - figura 2
Índice de carga y espectro de potencia en una dispersión de partículas bimodal.

Concentración de partículas Ejemplos de aplicación

A continuación, como ejemplo sobre la medición de la concentración de partículas que se ha descrito, se muestra la distribución granulométrica de una combinación de partículas de 30 nm y 200 nm. En la tabla se reflejan los datos y la distribución del tamaño del gráfico basado en la intensidad.

Medición/cálculo de la concentración con la serie Nanotrac - figura 3

Distribución del tamaño en la representación ponderada por intensidad en partículas de látex de 30 y 200 nm.

Esta figura presenta la distribución granulométrica ponderada por número, que se calcula a partir del gráfico basado en la intensidad indicado en la figura anterior. La concentración de partículas de 200 nm todavía se refleja en la distribución por número, aunque el porcentaje del número total es tan pequeño que ni siquiera se ve en la curva de distribución.

Medición/cálculo de la concentración con la serie Nanotrac - figura 4

Distribución del tamaño en la representación ponderada por número en partículas de látex de 30 y 200 nm.

La determinación de la concentración de partículas sirve en el caso de distribuciones de tamaño monomodales o multimodales. En esta figura se presenta un ejemplo de una muestra trimodal en la representación del tamaño ponderado por intensidad. Se compone de tres fracciones de 26 nm, 216 nm y 1,8 µm.

La concentración de la fracción de 200 nm permanece constante con 1,39∙10-4 cc/ml y 1,34∙10-4 cc/ml, porque a la primera muestra bimodal solo se le añadió un estándar de 2 µm. La concentración de la fracción de 30 nm también permanece constante con 1,01∙10-2 cc/ml y 1,10∙10-2 cc/m.

Medición/cálculo de la concentración con la serie Nanotrac - figura 5

Distribución del tamaño y de la concentración de una muestra trimodal compuesta por fracciones de 26 nm, 216 nm y 1,8 µm. La imagen que aparece se corresponde con el gráfico ponderado por intensidad.

En estas tablas se recoge la concentración de partículas y la distribución del tamaño por intensidad y número de un estándar de 100 nm, a modo de ejemplo más sencillo.

Medición/cálculo de la concentración con la serie Nanotrac - figura 6
Representación del tamaño ponderada por intensidad y por número de un estándar de 100 nm.

Resumen

Con la serie Nanotrac, además del análisis granulométrico, también se puede calcular la concentración de partículas de una dispersión o emulsión a partir de la misma secuencia de medición, lo que proporciona más información sobre la muestra que resulta de utilidad para muchas aplicaciones. Esto es posible gracias al diseño óptico único y al uso del espectro de potencia mediante la transformación rápida de Fourier.

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Dispersión de luz dinámica (DLS) - Particle Analyzer


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