動的光散乱法の測定原理

4. ハードウエア構成

マルチアングル光学系

動的光散乱法サブミクロン粒子アナライザーの機能ブロック図を次に示します。

25mW He-Neレーザの光は集束レンズで集束され、測定対象の粒子浮遊液が入っている恒温のサンプル キュベットに照射されます。6種類の散乱角度検出を有し、散乱光の検出は6本の光ファイバー受光器、角度選択用モーター、PMT(光電子増倍管)で構成されます。PMTは散乱光を検出し、光子ごとに電流パルスを発生させます。この電流はPADに流れ、PADはパルスが所定の閾値レベルよりも大きいかどうかを判別します。電流パルスが閾値レベルよりも大きい場合、デジタル自己相関器が検出しやすいように整形と増幅を行います。閾値より小さな電流は無視されます。

デジタル自己相関器は、マイクロプロセッサから制御されます。21 CFR Part11 対応ソフトウェアを通して入力指示を受け取り、デジタル自己相関器の駆動、キュベット温度の設定(6~60℃)、測定散乱角度の設定(6角度から選択)を行います。

超高速オートコリレーター

検出器で所定の角度で受光される光は、その角度に応じた粒子群からの散乱光の「和」となります。この「和」は、検出器の位置における各粒子からの光干渉によるものです。溶液内でブラウン運動により粒子がお互いの位置を変えるにつれ、検出器での干渉パターンつまり光強度は変化します。これらの光強度の揺れには粒子の拡散速度に関する情報が含まれています。これにより拡散係数を求めることが可能となり、溶液の温度が一定で、粘度および散乱角度が既知であれば、これらを組み合わせて粒子径が求められます。超高速の48ビット自己相関器(オートコリレーター)が搭載されており、80チャンネルの対数スケールのτの自己相関関数G(τ)をリアルタイムで計算し、数分間でS/N比の高い高精度の自己相関関数が得られます。