La dispersión de luz múltiple estática (SMLS) es un método óptico que permite la caracterización directa de dispersiones líquidas concentradas nativas. La gama TURBISCAN de Microtrac utiliza esta tecnología para ofrecer resultados precisos y rápidos. TURBISCAN fue la primera tecnología patentada en facilitar herramientas que permiten realizar ensayos de envejecimiento acelerado en productos no sometidos a estrés, convirtiéndose así en una referencia para la tecnología de caracterización directa de la estabilidad.
La dispersión de luz múltiple estática (SMLS) es el método más adecuado para caracterizar, de forma directa, las dispersiones líquidas en su estado nativo.
La mayoría de las emulsiones, suspensiones y formulaciones son demasiado concentradas para ser analizadas "tal cual" y su caracterización precisa dilución o esfuerzo mecánico, lo que altera su estado y estructura. La dispersión de luz múltiple estática (SMLS) ofrece la posibilidad de investigar el estado de la dispersión y su evolución en el tiempo, sin necesidad de dilución, incluso en muestras muy concentradas. El principio de SMLS se basa en una configuración óptica y un principio de medición patentados.
La dispersión de luz múltiple estática (SMLS) ofrece una excelente solución para detectar la variación del tamaño y la concentración que se producen en formulaciones complejas y en una gama muy amplia de aplicaciones e industrias. La SMLS está en perfecta consonancia con la recomendación de la norma ISO TR13097 relativa a la medición de la vida útil y la estabilidad como método óptico directo que no requiere ninguna preparación de la muestra (como la dilución).
Mediante la dispersión de luz múltiple estática (SMLS), se envían fotones (fuente de iluminación NIR, 880 nm) a la muestra. Después de que estos fotones hayan sido dispersados varias veces por las partículas (o gotas) de la dispersión, emergen de la muestra y son detectados por dos detectores sincrónicos. En las muestras opacas, la retrodispersión se mide a 135°; en las muestras transparentes, la transmisión se mide a 0° de la fuente de luz.
La retrodispersión está directamente relacionada con el camino libre medio de transporte del fotón (I*). I* (µm) es la distancia a partir de la cual el fotón pierde la dirección inicial del haz incidente. La transmisión está directamente relacionada con el camino libre medio del fotón (I), que es la distancia media entre dispersores. Por consiguiente, tanto la transmisión como la retrodispersión dependen del tamaño y la concentración de las partículas.
La tecnología TURBISCAN, que emplea la dispersión de luz múltiple estática (SMLS), mide las intensidades de transmisión o retrodispersión en función de la altura y del tiempo de envejecimiento de la muestra. Es posible controlar la evolución del diámetro de la partícula y el cambio de concentración (sedimentación, cremado). El diámetro medio de las partículas puede calcularse a partir de las intensidades de retrodispersión o de transmisión gracias a la teoría de Mie, utilizando las siguientes ecuaciones.
El TSI es un parámetro Turbiscan específico, diseñado para que los formuladores comparen y caractericen la estabilidad física de varias formulaciones con un solo clic y un número único, comparable y reproducible. Permite cuantificar cualquier tipo de desestabilización, gracias a un cálculo con un solo clic que constituye una herramienta robusta y completamente independiente del usuario.
Utilizando la Dispersión de Luz Múltiple Estática (SMLS), la escala permite a los usuarios cuantificar y visualizar la estabilidad de diferentes formulaciones, con valores basados en la correlación mediante métodos visuales. Considerado uno de los beneficios clave del TURBISCAN, este índice ofrece a los usuarios un método robusto y fácil para la comparación de la estabilidad y un enfoque global. El índice de estabilidad Turbiscan fue desarrollado para la investigación I+D y el control de la calidad y también lo utiliza ampliamente la comunidad académica en sus publicaciones científicas. Todas estas aplicaciones hacen de este índice el parámetro de referencia para comparaciones de estabilidad y mediciones de durabilidad.
Las dispersiones son termodinámicamente inestables y, con el tiempo, las formulaciones complejas evolucionan para reducir su energía y alcanzar el estado más bajo, lo que generalmente lleva a la separación completa de las fases. Los mecanismos para alcanzar esta configuración de baja energía son numerosos y complejos, pero pueden dividirse en dos categorías:
Cada fenómeno puede detectarse y cuantificarse en base a las intensidades de las señales de retrodispersión (BS) y/o transmisión (T) medidas con la tecnología TURBISCAN, ya que ambas señales dependen de la concentración y el tamaño de las partículas, utilizando la dispersión de luz múltiple estática (SMLS). Las intensidades de transmisión y retrodispersión se registran en toda la altura de la muestra y en el transcurso del tiempo para obtener una visión completa de la estabilidad / inestabilidad de la muestra.
Para realizar comparaciones objetivas de la estabilidad, debe tenerse en cuenta la desestabilización global. Esto significa que la amplitud de la desestabilización en toda la muestra debe compararse cuantitativamente. Este es el motivo del cálculo del TSI: proporcionar un parámetro robusto, objetivo y global con un solo clic que tenga en cuenta toda la desestabilización y refleje la estabilidad global de una muestra determinada.
El cálculo del TSI se basa en un algoritmo integrado que suma la evolución de la luz T o BS en cada posición medida (h), basándose en una diferencia entre exploraciones a lo largo de toda la altura de la muestra (H):
From any data generated with a TURBISCAN, TURBISIZE software allows the determination of the particle size distribution and migration velocity in a few seconds (ISO 13317- Determination of particle size distribution by gravitational liquid sedimentation methods) and still with no dilution and on native samples.
From the migration profiles, TURBISZE can determine: