Polydispersitetsmåling

Polydispersitetsmåling är processen att fastställa hur stor spridningen är i storlek- eller molekylviktsfördelningen hos en dispergerad substans, till exempel polymerer, kolloidalpartiklar eller proteiner. Den vanligaste kvantifieringen är polydispersitetsindex (PDI), ofta uttryckt som Mw/Mn, där Mw är viktmedelvärdet och Mn är antalmedelvärdet. En distribution med PDI≈1 betecknas som nästan monodispers, medan högre värden indikerar bredare fördelningar.

Vanliga metoder och vad de mäter

Dynamisk ljusspridning (DLS) mäter partikelns hydrodynamiska radii och ger en storhetsfördelning över tid via analys av spridningsdata. DLS är snabb och kräver liten mängd prov men är känslig för aggregation och dominerande större partiklar, och ger ofta en relativt snäv uppskattning av polydispersiteten.

Sekvestrisering genom storleks-selektion (SEC) kombinerat med ljus- eller refraktiv detektion (SEC-MALS) ger absolut molekylviktsfördelning (Mw, Mn) och PDI samt information om konformation. Kräver lämplig lösning och kontroll av aggregation samt korrekt kalibrering.

Analytisk ultracentrifugering, sedimentationshastighetsanalys (SV-AUC), ger distributionsinformation om molekylvikter och form utan behov av kalibrering mot standarder och är mycket sensitiv för heterogenitet, men kräver noggrann provberedning.

Andra metoder inkluderar AF4-MALS för breda eller sköra dispersionssystem och SAXS/SANS för nanostrukturer och formfördelningar.

Tolkning och användning

Resultatet presenteras ofta som PDI, Mw/Mn samt storleks- eller viktdistributioner och dimensioner som hydrodynamisk radii eller radius of gyration. Polydispersitetsmåling används inom polymerteknik, nanomaterial, läkemedelsutveckling och proteinstudier för kvalitetskontroll, processutveckling och förståelse av materialets egenskaper. Viktiga överväganden är provets renhet, koncentration, lösningsmedel och temperatur, liksom metodens begränsningar vid tolkning av breda eller multimodala fördelningar.