如何調(diào)和不同粒度測量技術(shù)所得結(jié)果之間的差異？
如果顆粒不是球形，那么不同的測量技術(shù)會強(qiáng)調(diào)粒度的不同表征方式，因此結(jié)果可能無法比較。以長棒狀樣品在篩板上振動為例，最終，長棒體會垂直穿過篩板（直徑小于篩孔尺寸），因此粒度結(jié)果并未正確考慮長棒體的長度。而對于動態(tài)光散射（DLS）、夫瑯禾費(fèi)衍射和一些其他技術(shù)，顆粒是隨機(jī)翻滾的，因此“粒度”將同時受長度和直徑影響。即使對于球體，也需確認(rèn)不同測量技術(shù)的加權(quán)方式（數(shù)量、體積、質(zhì)量）是否相同。與體積或質(zhì)量加權(quán)相比，數(shù)量加權(quán)分布及其所有顆粒粒度都向較小值偏移。
了解不同測量技術(shù)的差異是很有必要的。例如，單顆粒計數(shù)器給出的是數(shù)量加權(quán)分布，如果少量的大顆粒在數(shù)量加權(quán)分布中得不到體現(xiàn)，在將數(shù)量加權(quán)分布轉(zhuǎn)換為體積加權(quán)分布時，會低估真實的體積加權(quán)分布。同樣，DLS 和衍射技術(shù)更側(cè)重于散射光權(quán)重更大的大顆粒，它們通常會低估或完全忽略小顆粒的存在，因此，當(dāng)將光強(qiáng)加權(quán)分布轉(zhuǎn)換為數(shù)量分布時，得到的結(jié)果通常是不準(zhǔn)確的。
如果兩種方法給出的結(jié)果不一致，需要判斷不同測量技術(shù)是否存在差異，此時，了解不同技術(shù)在表征不同大小顆粒時的差異性是必要的。最后，不要想當(dāng)然地認(rèn)為不同測量技術(shù)的采樣和樣品制備方法是相同的。事實上，結(jié)果更多地取決于采樣偏差和樣品制備差異，而非測量技術(shù)之間的差異。
與 DLS 相比，衍射法儀器有哪些優(yōu)缺點？
沒有一種技術(shù)能夠準(zhǔn)確可靠地應(yīng)用于所有顆粒的粒度分布，因此，是選擇 DLS 還是選擇衍射法儀器應(yīng)該以實際應(yīng)用為導(dǎo)向。主流衍射法儀器的測量范圍從約100+納米到數(shù)百微米。
將光強(qiáng)加權(quán)粒度分布轉(zhuǎn)換為數(shù)量加權(quán)粒度分布會扭曲實際的粒度分布（PSD）嗎？
是的，如果分布中的最小峰是假峰，則從光強(qiáng)加權(quán)轉(zhuǎn)換為數(shù)量加權(quán)會導(dǎo)致高度失真。
注意：無法使用 DLS 直接進(jìn)行顆粒計數(shù)，而且數(shù)量加權(quán)分布是一種相對分布，在所有 DLS 分布中，它最容易出錯。然而，當(dāng)有其他信息來支持 DLS 數(shù)量加權(quán)結(jié)果時，它的結(jié)果還算合理。
當(dāng)將粒度的光強(qiáng)加權(quán)分布轉(zhuǎn)換為體積加權(quán)分布，且結(jié)果不同時，我們應(yīng)該選擇哪種表示方法？
除非是單峰的窄分布樣品，該轉(zhuǎn)換幾乎總是使粒度的光強(qiáng)加權(quán)分布結(jié)果向小粒徑方向偏移。這是因為在計算粒度的體積加權(quán)分布時，每個尺寸的光強(qiáng)貢獻(xiàn)都會除以 d3×P，然后重新歸一化，如果不考慮角散射因子 P 的影響，由于除以直徑的立方，小顆粒的貢獻(xiàn)被增強(qiáng)，而大顆粒的貢獻(xiàn)被減小。因此，從光強(qiáng)加權(quán)到體積加權(quán)時總是出現(xiàn)向小粒徑方向偏移，并且出于同樣的原因（除以另一個d3），從體積加權(quán)到數(shù)量加權(quán)也會出現(xiàn)向小粒徑方向偏移。
然而，在將光強(qiáng)加權(quán)轉(zhuǎn)換為體積加權(quán)之前，必須確保光強(qiáng)加權(quán)的 DLS 結(jié)果有意義。此時需要注意兩種情況：首先，最大的粒度峰超過5-7微米，幾乎毫無意義，DLS 不適合測量如此大顆粒的粒度。自相關(guān)函數(shù)（ACF）基線的誤差很可能是導(dǎo)致出現(xiàn)錯誤的大粒度峰的原因，建議重新檢查 ACF，手動將基線調(diào)高，但不要超過0.5-1%，然后觀察那個大峰是否消失。其次，在多個峰中，最小粒度峰（1-2納米）也很可能是由 ACF 噪聲產(chǎn)生的假峰。
事實上， DLS 測量產(chǎn)生的可靠多峰分布（四峰及以上）比較少見，只有三峰分布是經(jīng)過獨立驗證的。如果最小粒度峰（1-2納米）是假峰，那么在進(jìn)行加權(quán)方式轉(zhuǎn)換時，它會變成一個其實并不存在的主峰，這就是數(shù)量加權(quán)分布僅顯示較小峰的原因。建議僅報告兩個中間峰的結(jié)果。如果能排除幾納米附近的峰，則可將其余部分轉(zhuǎn)換為體積加權(quán)，最大的峰在除以 d3×P 后將變?yōu)榱悖虼瞬粫でw積加權(quán)的結(jié)果。另外，還可以嘗試輸出結(jié)果，并手動剔除最小粒度峰后進(jìn)行計算。
兩個樣品的峰值中心分別位于-40 mV 和-25 mV 左右時，我們能說它們的 Zeta 電位存在顯著差異嗎？
這兩個樣品之間確實存在明顯差異。第一個樣品在異丙醇（IPA）中的 Zeta 電位絕對值比第二個樣品更大，因此，樣品#1應(yīng)該比樣品#2更穩(wěn)定。如果您沒有使用相位分析光散射（PALS）技術(shù)，這種差異可能被低估。
顆粒在水和異丙醇中會顯示出相同的 Zeta 電位嗎？
不會。顆粒在水中的 Zeta 電位通常會更高。
是否可以在異丙醇（IPA）或其他非水溶劑中測量 Zeta 電位？
使用標(biāo)準(zhǔn)的激光多普勒電泳（即常規(guī)ELS）技術(shù)無法輕易測定這些體系中的 Zeta 電位，您需要使用 PALS 技術(shù)。因為異丙醇的粘度大約是水的2.4倍，而介電常數(shù)大約比水低4.5倍，這意味著顆粒在異丙醇中的電泳遷移率要低得多。因此，ELS 很難獲得良好結(jié)果，但 PALS 可以輕松做到精確測量。如果所使用的是配備 PALS 功能的 Zeta 電位分析儀，請在“參數(shù)”（或 SOP ）中查找溶劑參數(shù)。
雖然在溶劑下拉列表中有許多溶劑選項，但異丙醇并不在其中，在列表頂部選擇“未指定”，然后輸入設(shè)定溫度下異丙醇的粘度、折射率和介電常數(shù)。溫度每變化1℃，粘度會發(fā)生約2%的改變，因此請查找接近設(shè)定溫度的參考值。溫度每變化1℃，介電常數(shù)會發(fā)生約0.1-0.2%的改變，因此只要文獻(xiàn)值的溫度條件在設(shè)定溫度的幾度范圍以內(nèi)，就無需進(jìn)行更改。折射率隨溫度變化不大，但會隨波長變化而變化。
根據(jù)所使用的儀器，可以查找激光波長，如 640 nm（假設(shè)您使用的是 NanoBrook 配備的標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體紅光激光器）。如果該波長下的 n 值無法查詢，可以先查詢其它波長下的折射率 n，由于n = A + B/(λ2)，如果有兩個波長下的 n 值，就可以求出 A 和 B，并內(nèi)插得到儀器激光波長下的 n 值。
對高度多分散樣品的表征采用什么方法最可靠？
表征這類樣品最好使用除動態(tài)光散射（DLS）以外的其他方法，或者接受有效直徑（EFF. Dia.）、多分散指數(shù)（PDI）以及通過它們計算得出的對數(shù)正態(tài)分布，作為這類樣品粒度分布的表征方式。
如何改進(jìn)動態(tài)光散射（DLS）測量？
所有布魯克海文公司的 DLS 儀器都具有 MSD 功能，在研究級軟件中，可以選擇指數(shù)采樣、非負(fù)最小二乘法（NNLS）或 CONTIN 算法。如果事先了解有關(guān)分布的信息，請加以利用。CONTIN更適用于寬單峰分布，對于間隔較近的雙峰分布則效果較差。NNLS更適用于雙峰分布，并且最多能分辨出峰值間距大于2:1的峰。動態(tài)光散射（DLS）不是一種高分辨率的粒度測量技術(shù)，很難區(qū)分70納米和100納米或100納米和200納米的雙峰分布。
眾所周知，多峰粒度分布（MSD）算法可能會產(chǎn)生虛假的雙峰，甚至在光強(qiáng)加權(quán)分布中出現(xiàn)跨度很大的三峰，但這些峰并不準(zhǔn)確。盡管如此，有效直徑（EFF. Dia.）和多分散指數(shù)（PDI）仍具有參考價值。例如：通過大量的電子顯微鏡數(shù)據(jù)和其他技術(shù)，知道這些分布趨向于單峰，類似于對數(shù)正態(tài)分布。
此時，根據(jù)這個信息，忽略 MSD 分布，重點關(guān)注動態(tài)光散射（DLS）得出的體積加權(quán)對數(shù)正態(tài)分布。如果在轉(zhuǎn)換為體積加權(quán)后，它與顯微鏡得到的結(jié)果近似，則說明 DLS 技術(shù)的優(yōu)勢：使用顯微鏡測量耗時較長，動態(tài)光散射（DLS）的速度要快得多，而且結(jié)果基本一致。
如果樣品不是典型的膠體，我們能信任多峰粒度分布結(jié)果嗎？
有效直徑和多分散指數(shù)（PDI）是通過累積量法而不是多峰算法計算的，幾乎所有商業(yè)化的 DLS 儀器都會提供這兩個參數(shù)。它們是 DLS 測量中得到的描述粒徑分布最可靠且可重復(fù)的值。
其他所有結(jié)果，如多峰粒度分布等，都具有較大的不確定性，因為將自相關(guān)函數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的計算涉及條件有限的拉普拉斯變換。在制備得當(dāng)?shù)那闆r下，許多樣品呈單峰窄分布，此時的 PDI 值大致小于0.03至0.04。這種情況下，最有效的表征方式通過有效直徑（Eff. Dia.）和多分散指數(shù)（PDI）來進(jìn)行，或者使用對數(shù)正態(tài)分布，它完全根據(jù)有效直徑（Eff. Dia.）和多分散指數(shù)（PDI）計算得出，并不包含更多信息。
布魯克海文儀器公司主要使用非負(fù)最小二乘法（NNLS）和 CONTIN 作為多峰粒度分布的算法。假設(shè)囊泡樣品為薄殼結(jié)構(gòu)，在參數(shù)對話框（或SOP）中，選擇薄殼模型，這樣在將光強(qiáng)加權(quán)分布轉(zhuǎn)換為體積加權(quán)分布時所用到的米氏散射系數(shù)就可完全確定。僅當(dāng)多分散性指數(shù)（PDI）足夠大，且光強(qiáng)加權(quán)分布產(chǎn)生峰值間距大于約2:1的雙峰分布，并多次得出大致相同的結(jié)果時，樣品可能確實是雙峰的。