Tecnología PIDS

La tecnología de dispersión diferencial de intensidad de polarización, combinada con la difracción láser, permite la detección directa de partículas tan pequeñas como 10 nm.

Las partículas por debajo de unas pocas micras de diámetro tienen patrones de dispersión de luz similares que son parecidos en forma e intensidad. Estas propiedades físicas dificultan la distinción de las diferencias entre dichos patrones, lo que significa una medición inexacta con baja resolución, lo que da lugar a un alto grado de incertidumbre a la hora de resolver el tamaño real de las partículas.

En las partículas pequeñas la luz dispersada polarizada verticalmente tiene diferentes patrones de dispersión y de estructuras finas que la luz polarizada horizontalmente. La característica principal de la intensidad de dispersión horizontal (Ih) para partículas pequeñas es que hay un mínimo de unos 90º. Este mínimo se desplaza a ángulos mayores en partículas de mayor tamaño.

Por lo tanto, como ambas intensidades de dispersión vertical (Iv) y (Ih) contrastan solo ligeramente en el caso de las partículas pequeñas, la diferencia entre ellas puede revelar una estructura fina más distinguida, lo que hace posible medir las partículas pequeñas. Combinando los efectos de la polarización con la dependencia de la longitud de onda en grandes ángulos, podemos ampliar el límite de tamaño hasta un mínimo de 10 nm.

Este enfoque combinado se conoce como dispersión diferencial de la intensidad de polarización (PIDS), una técnica patentada de Beckman Coulter.

Las partículas grandes dispersan la luz con fuerza en ángulos bajos y con máximos y mínimos fácilmente detectables en el patrón de dispersión. Esto significa que los detectores colocados en ángulos bajos con respecto a la trayectoria óptica y con suficiente resolución angular pueden detectar estos máximos y mínimos.

Por el contrario, las pequeñas partículas dispersan la luz de forma débil y sin máximos ni mínimos discernibles hasta que se alcanzan ángulos de medición extremadamente altos. Esto dificulta la detección y resolución del patrón de dispersión. Los fabricantes han adoptado diferentes soluciones para superar estas limitaciones con diversos grados de éxito.

La mayoría de los esfuerzos se centraron en la medición de la luz retrodispersada. Aunque estas estrategias ayudan, no son soluciones completas. Por este motivo, Beckman Coulter desarrolló el sistema PIDS, creando por primera vez una solución completa al problema de la medición submicrónica. La tecnología empleada en PIDS es elegante y a la vez sencilla, y aprovecha la teoría de Mie de dispersión de luz.

La PIDS se basa en la naturaleza transversal de la luz, es decir, que consiste en un vector magnético y un vector eléctrico a 90° del mismo. Si, por ejemplo, el vector eléctrico está “vertical”, se dice que la luz está polarizada verticalmente. Cuando se ilumina una muestra con una luz de una determinada longitud de onda polarizada, el campo eléctrico oscilante establece un dipolo (oscilación) de los electrones en la muestra. Estas oscilaciones estarán en el mismo plano de polarización que la fuente de luz propagada.

Los dipolos oscilantes en las partículas irradian luz en todas direcciones excepto en la de la fuente de luz irradiadora. PIDS aprovecha este fenómeno. La luz irradia secuencialmente la muestra en tres longitudes de onda (475, 613 y 900 nm), primero con luz polarizada verticalmente y luego horizontalmente. El LS 13 320 XR mide la luz dispersada de las muestras en un intervalo de ángulos. Al analizar las diferencias entre la luz irradiada horizontal y verticalmente para cada longitud de onda, obtenemos información sobre la distribución del tamaño de las partículas de la muestra. Estamos midiendo las diferencias entre las señales con polarización vertical y horizontal, y no simplemente los valores de una polarización determinada.

La información sobre la intensidad en función del ángulo de dispersión de las señales PIDS se incorpora luego al algoritmo estándar a partir de los datos sobre intensidad en función del ángulo de dispersión de la luz láser para obtener una distribución de tamaño continua.

Otro beneficio importante de la adquisición de datos PIDS es que mediante la simple interpretación de los datos sin procesar podemos confirmar rápidamente si las partículas pequeñas están realmente presentes, ya que las partículas grandes no exhiben la señal diferencial que muestran las partículas pequeñas.

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VÍDEO PRESENTADO

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Acerca de la tecnología
EL INSTRUMENTO QUE HAY DETRÁS DE LA TECNOLOGÍA PIDS: LS 13 320 XR