DLS 動態光散射量測：奈米粒徑分析的最佳工具

自然界中的散射現象
由於不同波長的「光」，在肉眼看起來是呈現不同顏色。故顏色是由不同比例的「波長光」混合而成。基本上，肉眼可見的「光」全部混合起來為白色光。舉例來說，太陽光在不同時段看起來就會呈現不同顏色，那是因為不同「光波長」被散射的緣故；而在黃昏時候太陽較接近地平線，較多的藍光被散射掉了只剩下紅光，故天空看起來會是接近紅色；而在白天的時候，因為所有波長的太陽光皆能穿透大氣層，所以看起來是白色的。

白天天空呈現藍/白色，黃昏時呈現黃/紅色
在白天因為短波長的藍光散射較強，白天時天空是呈現藍色的。黃昏時因為長波長的紅光散射較強，黃昏時是呈現黃色的。

 

何謂動態光散射(DLS)

動態光散射（Dynamic Light Scattering, DLS）是一種 高精度且非破壞性 的奈米粒徑測量技術。DLS 透過偵測 懸浮液或膠體中的粒子布朗運動，並分析散射光強度的變化來計算粒徑大小。這項技術特別適用於 奈米級（1nm～數微米） 的粒徑分佈測量，廣泛應用於 藥物開發、生物技術、材料科學及奈米科技 等領域。
DLS 為何是奈米粒徑量測的最佳選擇？
✅ 高靈敏度：可偵測 1nm 以下的超細奈米顆粒
✅ 非破壞性：不影響樣品特性，適用於生物與藥物樣品
✅ 高效率：測量快速，通常1分鐘內可獲得結果
✅ 適用於寬廣的濃度範圍：可分析稀溶液與高濃度樣品
透過 DLS 技術，研究人員能夠精確掌握奈米粒子的分佈與穩定性，進而優化產品配方，提升研究與製造效率。無論是藥物傳輸系統、蛋白質聚集分析，還是新型材料的開發，DLS 都是不可或缺的強大工具。

動態光散射(DLS)原理概要說明

溶液中的粒子會依據粒徑大小產生不同程度的布朗運動。小粒子的布朗運動較快，大粒子則反之。
當光照射在這些粒子上會產生散射光，小粒子的散射光強會劇烈變動，大粒子則會緩慢變化。
利用這些變化波動，可量測溶液中粒子的大小。

動態光散射光子相關計種類與ISO方法

上面提到動態光散射是利用光強度的變化量來進行量測，具體的作法如下所示。


機台會將因為布朗運動產生的散射強度變化，轉換為自相關函數，之後再轉換成粒徑分佈。
此方法符合ISO 22412:2017(早期為ISO13321:1996 以及 ISO 22412:2008，後來兩種ISO方法合併為ISO22412:2017)。
光子相關計還分為線性以及Log兩種，早期機台以線性相關為主，後續機台皆陸續轉換成Log相關。採用Log相關可使自相關函數的數據處理範圍更寬，可以較好量測到大粒子(微米以上的粒徑)。
 

動態光散射與其他粒徑分析方法比較

DLS方法主要應用粒徑範圍為奈米等級~跨到一些微米等級的粒徑分析，量測簡便快速。
更多與其他方法比較可以參考本站文章。
📖粒徑分析基本觀念，現行6種粒徑量測原理及方法完整說明→
 

動態光散射的粒徑分析結果

使用動態光散射後，會得到許多描述該結果的平均粒徑、粒徑分佈、D50...等等結果，每一種結果都有自己代表的意思。
如何看懂一份動態光散射量測結果報告，詳細看法可參考本站文章。
📖粒徑分佈圖怎麼看？完整解讀定義與曲線，明白技術運用在哪裡！→

DLS量測高濃度粒徑分析

📖你怎麼還在量稀釋粒徑?高濃度粒徑分析怎麼做→

粒徑量測為何需要稀釋？

傳統粒徑分析儀多數採用 90 度角光散射技術，適用於 透明或透光樣品，但對於如 油墨、碳黑、顏料 等不透光樣品，則必須進行 高倍率稀釋 才能測量。然而，稀釋過程除了可能產生 人為誤差，更關鍵的是 無法真實反映樣品在實際使用環境下的特性，影響測試結果的準確性。
 

不稀釋的粒徑量測：大塚電子的技術突破

大塚電子率先採用 背向光散射技術（Backscattering Technology），搭載 自動掃描最佳量測位置，突破傳統 90 度角光散射的限制。
且與市面上其他背向光散射技術相比，大塚電子的技術能測量 更高濃度、更深色的樣品，大幅提升應用範圍。
在過去，僅能測量經過 高度稀釋 的樣品，如圖所示，當不同顏色的墨水進行不同倍率的稀釋時，粒徑結果會發生變化。因此，僅測量稀釋後的樣品，無法真實反映 實際使用或儲存時的粒徑分佈，影響產品穩定性與性能預測。







由上圖各個量測濃度結果可以觀察到，不同顏色之墨水在不同稀釋倍率下，會有不同的粒徑表現。
若僅量測稀釋過後的濃度，就無法反映實際上使用(或保存)時的粒徑大小。

除了墨水以外也能應用到其他有顏色的產品，例如彩色光阻、染色劑、以及其他各類混濁液等等。
 

稀釋前後的粒徑比較：解決長久以來的疑惑

以 水性油墨 為例，過去使用市售粒徑分析儀時，因必須稀釋後才能測量，導致不同批次的 A、B 樣品在數據上顯示相同的粒徑，無法區分。但在實際使用過程中，卻總有一款油墨容易出問題。
使用 大塚電子的奈米粒徑分析儀，可直接測量 稀釋前的粒徑分佈，成功解析 A、B 樣品的實際差異，幫助客戶找到問題根源，解決長期以來的疑惑。
除了墨水應用外，該技術同樣適用於 彩色光阻、染色劑、各類混濁液 等需要高濃度粒徑分析的領域，為產業提供更準確、更可靠的量測解決方案。
樣品:左邊為稀釋過後，右邊為原液狀態
 


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