16.06.2016
Statische und Dynamische Lichtstreuung - Grundlagen und Anwendungen in der Polymer-, Protein- und Nanopartikelanalytik
Dr. Gerhard Heinzmann , Postnova Analytics GmbH
Im Bereich der Charakterisierung von Polymeren, Biopolymeren, Proteinen und Nanopartikeln haben sich heutzutage zwei Lichtstreutechniken kommerziell am Markt etabliert: die Statische Lichtstreuung, meist in der Form der Mehrwinkel-Lichtstreuung (MALS = Multi Angle (Static) Laser Light Scattering) und die Dynamische Lichtstreuung (DLS = Dynamic Light Scattering). Oft wird angenommen dass die Statische Lichtstreuung nur im Batch- bzw. Küvetten-Modus betrieben wird da der Begriff "Statisch" einen ruhenden Zustand impliziert und die Dynamische Lichtstreuung einen Eluentenfluss benötigt da der Begriff "Dynamisch" eine Bewegung andeutet.
Dem ist natürlich nicht so; beide Methoden können sowohl "Statisch" im Batch- oder Küvettenmodus wie auch "Dynamisch" im Flussmodus betrieben werden. Vom apparativen Aufbau her gesehen sind sich die beiden Techniken sehr ähnlich. Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Techniken liegt nur in der Verarbeitung der Messdaten. Dies wird im Abschnitt "Prinzip der Statischen und Dynamischen Lichtstreuung" näher erläutert. Zunächst soll aber die Streulichtverteilung von Molekülen und Partikeln betrachtet werden.
Streulichtverteilung von kleinen und großen Makromolekülen und Nanopartikeln
Die Verteilung des von einem Molekül oder Partikel gestreuten Lichtes in die verschiedenen Raumrichtungen hängt davon ab wie groß das Probenteilchen ist. Bewegt man sich im Bereich der so genannten Rayleigh-Lichtstreuung (nach John William Strutt, 3. Baron Rayleigh, 1842-1919, englischer Physiker, Nobelpreis 1904), dann ist die Streulichtverteilung bei einem Probenteilchen, das einen Durchmesser hat der kleiner ist als 1/20 der Laserwellenlänge, isotrop, d. h. das Licht wird von dem Teilchen in alle Raumrichtungen gleichmäßig gestreut.