Dinamik ışık saçılımı Mikroskopi Bulanık Çözümleri Tane Büyüklüğü Dağılımının Ölçümü

Bu deneyin genel amacı, dinamik ışık saçılımı ve konfokal mikroskopinin, bulanık çözeltilerdeki partikül boyutu dağılımını seyreltme olmadan ölçmek için kullanılabileceğini göstermektir. Bu, dinamik ışık saçılma mikroskobunun kurulumudur. 488 nanometrede 30 miliwatt sürekli dalga işlemi yapabilen bir katı hal lazerine sahiptir.

Ayrıca ölçümler için bir bilgisayara bağlı bir otokorelatör olan bir çığ fotodiyotu da vardır. Kurulumdaki ters çevrilmiş mikroskop, sıcaklık regülatörlü bir aşamaya sahiptir. Kutu, deney için gerekli olan diğer optik elemanları içerir.

Bu şema, kurulum için düzenin daha eksiksiz bir görünümünü sağlar. Işın profili şekillendirildikten sonra, ışın mikroskoba sokulur. Işık saçılımı, bir geri saçılma geometrisi ile elde edilir ve bir dedektöre yönlendirilir.

Bir fırlatma aynası, yansıyan ışığın bir kısmı bir CCD kamera aracılığıyla gözlemlenmesini sağlar. Deney için numuneler bir gün önceden hazırlanmalıdır. Numune hazırlama, 20 mililitre gazı alınmış, deiyonize edilmiş su ve ayrıca arıtılmış NIPA gerektirir.

Ek olarak, az miktarda TMEDA ve amonyum persülfat gerektirir. Hazırlama adımlarında ayrıca bir karıştırıcı üzerinde bir buzlu su banyosu, iki reaksiyon kabı, alüminyum folyo ve bir argon gazı akış kaynağı kullanılır. 9,5 mililitre gazı alınmış ve deiyonize edilmiş suyu bir reaksiyon kabına ölçerek başlayın.

NIPA'yı suya ekleyin. Ardından, reaksiyon kabını karıştırıcı üzerindeki buzlu su banyosuna taşıyın ve karıştırma çubuğunu ekleyin. Reaksiyonu ışıktan korumak için banyoyu ve kabı kaplamak için alüminyum folyo kullanın.

Çözeltiye ılımlı bir argon akışı sağlamak için argon kaynağına bağlı bir pipet ucu kullanın. Çözeltiyi 10 dakika boyunca hafifçe karıştırmak için karıştırıcıyı açın. Ardından, 11,9 mikrolitre TMEDA'yı ölçmek için bir mikropipet kullanın.

Kısaca, TMEDA'yı çözeltiye eklemek için folyoyu geri çekin ve ardından argon gazı altında bir dakika daha karıştırmaya devam edin. Numune karıştırılırken, ikinci reaksiyon kabı ile çalışın. Kabın içine 4 miligram amonyum persülfat yerleştirin.

Ardından, 0,5 mililitre gazı alınmış ve deiyonize su ekleyin. Amonyum persülfat çözündüğünde, çözeltiyi numune çözeltisine ekleyin ve argon akışı altında 30 saniye karıştırmaya devam edin. 30 saniye sonra, reaksiyon kabını buz banyosundan ve karıştırıcıdan çıkarın.

Depolamaya hazırlanırken, kabı alüminyum folyo ile örtün, çözeltiyi kullanmadan önce gece boyunca dört santigrat derecede saklamak için bir buzdolabına taşıyın. Numune çözeltisini aldıktan sonra, mikroskopla kullanım için hazırlayın. Bir numune ve standart bir referans slaytı yapmak için iki boşluklu slayt, iki dairesel cam kapak ve uygun yapıştırıcı hazırlayın.

Numune slaytı için, numune çözeltisinin 60 mikrolitresini ölçün. Çözeltiyi boşluk slaytlarından birine yerleştirin. Solüsyonu dairesel bir kapakla örtün, hava kabarcıklarını sıkıştırmamaya dikkat edin.

Fazla çözeltiyi bir mikropipet ve laboratuvar mendilleriyle çıkarın. Ardından, çözelti slaytını kapatmak için kapağın çevresine yapıştırıcı sürün. Ardından, standart bir referans oluşturun.

Bunun için ağırlıkça yüzde 0.1 polistiren lateks çözeltisi kullanın. İkinci boşluk slaytına 60 mikrolitre polistiren lateks çözeltisi ekleyin, üzerini bir cam kapakla örtün ve kabarcıkların sıkışmadığından emin olun. Fazla çözeltiyi çıkardıktan sonra, slayttaki çözeltiyi kapatmak için yapıştırıcı sürün.

Her iki slayt için de tutkalın oda sıcaklığında kurumasını bekleyin. Bu noktada, referans slaytını 10 kat objektif lens ile donatılmış ters çevrilmiş mikroskoba alın ve mikroskop tablasına yerleştirin. Kapak camı aşağı bakmalıdır.

Dedektörün önüne bir ışın sönümleyici yerleştirerek devam edin. Ardından, lazer ışınını objektif mercek aracılığıyla numuneye uygulayın. Objektif lens ile çalışmaya devam edin.

Odak noktasını ayarlamak için lensin yüksekliğini ayarlayın. CCD ile bakıldığında, objektif en düşük konumundan yükseldiğinde, yansıyan görüntü ilk olarak kapak camının yüzeyine odaklanacaktır. Daha sonra kapak camı ile numune arasındaki arayüze odaklanacaktır.

Numune ile kayar cam arasındaki arayüze üçüncü kez odaklanacaktır. Kapak örnek arayüzü ile örnek slayt arayüzü arasındaki odak noktasını ayarlayın. Lazer gücünü azaltarak dağınık ışığı azaltın.

Ardından, dedektöre dağınık ışık sokmak için ışın bloğunu çıkarın. Hazır olduğunuzda, kontrol bilgisayarı aracılığıyla 30 saniyelik bir zaman korelasyon ölçümü başlatın. Ardından, ölçümü tekrarlamadan önce mikroskobun odak noktasını ayarlayın.

Zaman korelasyonu fonksiyonunun ilk genliği için geniş bir aralık elde etmek için birkaç odak noktası kullanın. Yeterli veri toplandığında, dedektörün önüne bir ışın damperi yerleştirin. Mikroskopta standart referans slaytını çıkarın.

Numune ölçüm işlemini boş bir mikroskop aşaması ile başlatın ve sıcaklığı 25 santigrat dereceye ayarlayın. Ardından, hazırlanan numune slaytını kapak tarafı aşağı bakacak şekilde sahneye yerleştirin. Kapak örneği arayüzünü tanımlamak için objektif merceğin yüksekliğini ayarlayın.

Örnek slayt arayüzünü bulmak için daha fazla ayarlayın. Ölçüm için odak noktasını bu iki konum arasına ayarlayın. Işın damperini dedektörün önünden çıkarın.

Bilgisayarda, 30 saniyelik bir zaman korelasyon ölçümü yapın. Ardından, sahne sıcaklığını 35 santigrat dereceye ayarlayın. Bu ılımanlık, daha düşük kritik çözelti sıcaklığının üzerinde olduğundan, çözelti berraktan bulanıka geçecektir.

Zaman korelasyonu fonksiyonunun başka bir ölçümünü gerçekleştirin. İşte polistiren lateks süspansiyon standardı için iki farklı odak noktasındaki zaman korelasyon fonksiyonları. Kırmızı eğri, başlangıç genliği yaklaşık olarak bir olan bir zaman korelasyon fonksiyonuna karşılık gelir.

Mavi eğri, yaklaşık 0.2'lik bir başlangıç genliğine karşılık gelir. Bu, başlangıç genliği 0.2 olan verilerin ters laplace dönüşümü ile elde edilen boyut dağılımıdır. Hesaplama, kısmi heterodinleşmenin etkisini dikkate alır.

Nominal parçacık yarıçapı 50 nanometredir. Bu zaman korelasyon fonksiyonları, düşük kritik çözelti sıcaklığının altındaki ve üstündeki poli (NIPA) içindir. Siyah eğri, 25 santigrat derecedeki bir ölçüme karşılık gelir.

Kırmızı eğri, 35 santigrat derecede bir ölçüme karşılık gelir ve çözelti bulanıklaştıktan hemen sonra. Mavi eğri, çözelti bulanıklaştıktan 20 dakika sonra, 35 santigrat derecede bir ölçüm içindir. Ölçüm koşullarının her biri ile ilişkili boyut dağılımları aşağıda verilmiştir.

Düşük kritik çözelti sıcaklığının altında, ortalama hidrodinamik yarıçap nanometrenin onda biridir. Kritik sıcaklığın üzerinde, boyut yaklaşık 1 mikrometredir. Ilıman ve zamanla eğrilerdeki kayma, kümelenmenin büyümesini önerir.