ALV/CGS-3廣角靜態(tài)/動態(tài)同步一體式激光光散射儀是德國ALV公司出品的第三代轉(zhuǎn)臂式廣角動靜態(tài)同步激光光散射儀，它采用雙APD互相關(guān)配置實(shí)時(shí)同步測試，并且提供開機(jī)25.000°角度定位，清理轉(zhuǎn)臂累積角度誤差，保證了動靜態(tài)數(shù)據(jù)測試的可靠性。一體式激光光散射儀的設(shè)計(jì)也使得儀器日常維護(hù)簡單便捷。動靜態(tài)光散射功能的同步實(shí)施、動態(tài)ZIMM作圖以及DDLS和CRTU選項(xiàng)也使得儀器性能提升，滿足用戶的諸多需求。
一體式激光光散射儀的特色：
- （1） 一體式設(shè)計(jì)
- （2）光強(qiáng)自衰減
- （3)動靜態(tài)同步
- (4)準(zhǔn)互相關(guān)
- (5) 開機(jī)自定位
體式激光光散射儀的經(jīng)典應(yīng)用：
（1）分子量
（2）形狀因子
（3）粒子尺寸
（4）多分散性
（5）動態(tài)ZIMM作圖
一體式激光光散射儀的適用體系：
（1）納米粒子
（2）高分子溶液
（3）膠體
（4）蛋白質(zhì)
（5）凝膠
技術(shù) · 一體式激光光散射儀
(1)一體式設(shè)計(jì)
ALV 公司推出的第三代光散射儀產(chǎn)品采用一體式激光光散射儀設(shè)計(jì)取代了原有的光學(xué)平臺搭建設(shè)計(jì)，儀器的一體化設(shè)計(jì)使得復(fù)雜的專業(yè)儀器變身為常規(guī)的測量儀器，便于維護(hù)。光散射的測試尤其是具有角度依賴性的靜態(tài)光散射的測試對于光路的準(zhǔn)直具有很高的要求，ALV/CGS-3 每次開機(jī)儀器會自檢，將轉(zhuǎn)臂定位于 25.000 度角，有效清零轉(zhuǎn)臂的角度累積誤差，大大提高測量精度。所以就無需專業(yè)的工程師對光路進(jìn)行維護(hù)。另外該儀器的一體式激光光散射儀可以避免實(shí)驗(yàn)室燈光及空氣中的灰塵干擾散射光強(qiáng)的檢測，不用在暗室內(nèi)操作實(shí)驗(yàn)。
(2)準(zhǔn)互相關(guān)技術(shù)
現(xiàn)今的光散射儀大多采用光子檢測器，不管是雪崩式光電二極管檢測器（APD），還是光電倍增管檢測器（PMT），所有的光子檢測器在檢測到一個(gè)光子后都會有一定的概率產(chǎn)生一個(gè)電子脈沖，也就是所謂的后脈沖效應(yīng)。盡管儀器使用了高靈敏度的檢測器，仍會有不到3%的概率發(fā)生后脈沖效應(yīng)，當(dāng)滯后時(shí)間小于 1μs 時(shí)會導(dǎo)致重大錯(cuò)誤?；ハ嚓P(guān)模式可以抑制后脈沖效應(yīng)，使測量低至納秒的滯后時(shí)間段。對于快擴(kuò)散測試相當(dāng)有效。
在遠(yuǎn)離臨界點(diǎn)的純液體中，光散射會導(dǎo)致由熵漲落產(chǎn)生的瑞利信號，這個(gè)過程是擴(kuò)散型的，并得到一個(gè)時(shí)間常數(shù)和散射矢量成反比的指數(shù)型自相關(guān)函數(shù)。由于光散射與相關(guān)光譜相結(jié)合的測量是在沒有任何宏觀溫度梯度下進(jìn)行的，這就成了測量擴(kuò)散常數(shù)、熱導(dǎo)率傳統(tǒng)方法的一個(gè)有趣替代手段。其精度為≤1%。但是與光子相關(guān)光譜研究的其他擴(kuò)散相比，其相關(guān)部分很小，過程很快，就出現(xiàn)了特殊的實(shí)驗(yàn)問題。特別是檢測器系統(tǒng)的自相關(guān)必須在很大程度上降低。因此提出了兩個(gè)檢測器的互相關(guān)裝置。這使得通過通道馳豫給出完整的自相關(guān)函數(shù)的初始成為可能。（意味著互相關(guān)方案規(guī)避了后脈沖導(dǎo)致的問題。）
(3）光強(qiáng)自衰減
不同的體系具有不同的散射光強(qiáng)，有些體系可能散射較弱，有些體系可能散射很強(qiáng)，通過自衰減裝置，對入射光強(qiáng)自動調(diào)整到理想范圍。而手動衰減則由于某些體系陌生，調(diào)節(jié)很難一步到位，要想試到滿意的數(shù)據(jù)，可能需要數(shù)次調(diào)整，而對于同一種體系來講，不同的角度得到的散射光強(qiáng)差異也是很大的，按角度去進(jìn)行調(diào)整也并不現(xiàn)實(shí)，即便得到滿意的散射光強(qiáng)，后期的數(shù)據(jù)處理也相當(dāng)繁瑣。自動調(diào)節(jié)功能則實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)調(diào)節(jié)自動化，儀器會自動調(diào)整并記錄衰減倍數(shù)并進(jìn)行存儲，在計(jì)算的時(shí)候會自動將這些數(shù)據(jù)帶入。這樣得到的數(shù)據(jù)性噪比會“又上一層樓”。光強(qiáng)自調(diào)節(jié)還有一個(gè)功能就是對檢測器的保護(hù)，有效的避免了因?yàn)樾盘柾蛔兌鴮?dǎo)致檢測器燒毀。
500nm單分散乳膠粒子光強(qiáng)角度依賴性
（紅色為自衰減，藍(lán)色為手動衰減）
（4）動靜態(tài)同步
ALV/CGS-3一體式激光光散射儀采用光纖傳導(dǎo)信號，大大減小了在雜散光對散射光強(qiáng)的影響，既能得到動態(tài)的小的相干體積，又能靈敏的檢測到穩(wěn)定的散射光強(qiáng)，從而使得動態(tài)，靜態(tài)光散射的測量可以同時(shí)進(jìn)行。動靜態(tài)同步測試有兩方面的意義，一則是提高了測試效率，縮短了測試周期，無需對動靜態(tài)數(shù)據(jù)分別測試；二則是同步對有時(shí)間依賴性體系的測試。
選項(xiàng) · 一體式激光光散射儀
（1）激光
ALV/CGS-3一體式激光光散射儀除了標(biāo)配的660nm、50mW的DPSS激光器之外，還能提供632.8nm的氦氖激光器以及532nm的固體激光器等不同波長、不同功率的激光器可選，以滿足用戶不同體系的需求。
（2）去偏振動態(tài)光散射（DDLS）
該裝置允許測量各向異性樣品（如棒狀粒子）的去偏振光散射，以安裝在檢測單元前的格蘭-湯姆遜棱鏡為分析元件。該棱鏡安裝在特殊的旋轉(zhuǎn)支架上，該支架允許棱鏡平面旋轉(zhuǎn)，而無需松開光學(xué)檢測調(diào)整。
（3）樣品瓶平移與旋轉(zhuǎn)裝置
許多凝膠狀樣品表現(xiàn)出非遍歷行為，這在光散射上會導(dǎo)致測量誤差。ALV開發(fā)了一款樣品瓶平移與旋轉(zhuǎn)裝置（Cuvette Rotation and Translation Unit, CRTU），該裝置允許測量非遍歷性樣品，如凝膠。其設(shè)計(jì)理念是，通過旋轉(zhuǎn)和上/下移動，可以測量樣品的不同散射中心，并且如果測量到足夠多的點(diǎn)，則可以給出樣品散射行為的系綜平均值。該裝置提供兩種獨(dú)立的運(yùn)動，一個(gè)是逐步變速或連續(xù)旋轉(zhuǎn)，另一個(gè)是逐步變速或連續(xù)上/下運(yùn)動。當(dāng)然，這兩種運(yùn)動是可以結(jié)合的。特殊的，高精度的滾珠軸承保證兩種運(yùn)動的高再現(xiàn)性。兩個(gè)帶齒輪的直流電機(jī)允許在很寬的范圍內(nèi)變速，而不會出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)不可避免的“變形”。
參數(shù) · 一體式激光光散射儀
德國ALV公司出品的新一代的ALV/CGS-3型一體式激光光散射儀實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)光散射和動態(tài)光散射兩種模式的同步測量和數(shù)據(jù)儲存，一體化的設(shè)計(jì)，使得儀器相對上一代結(jié)構(gòu)所占空間減少，無需光學(xué)防震平臺，儀器日常操作而不必進(jìn)行繁瑣的光路調(diào)整工作。儀器預(yù)先準(zhǔn)直光路，并具有開機(jī)自檢功能，開機(jī)后轉(zhuǎn)臂自動定位至25.000°的物理角度（精度0.003°），能有效清理轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動累計(jì)誤差，同時(shí)該儀器提供了一個(gè)保護(hù)罩，能減少空氣中較多灰塵以及雜散光給實(shí)驗(yàn)帶來的困擾，而且正常的實(shí)驗(yàn)室燈光不會對儀器工作造成影響測試的特別影響。
ALV/CGS-3一體式激光光散射儀裝配有瑞典Cobolt AB品牌的50mw的DPSS激光器，660nm，穩(wěn)定性高（輸出功率波動小于±1%）。根據(jù)EN 60825-1/11.01標(biāo)準(zhǔn)，儀器的激光安全等級在正常的操作測量狀態(tài)下達(dá)到一級（Class 1）。（也可以根據(jù)用戶需求選配其他激光）
一體式激光光散射儀儀器采用光纖、ALV靜態(tài)-動態(tài)增強(qiáng)器單元以及準(zhǔn)互相關(guān)技術(shù)，兩個(gè)高靈敏度（量子效率在660nm波長下達(dá)65%以上）雪崩式光電二極管檢測器（APD），既可以采用準(zhǔn)互相關(guān)模式，又可以采用自相關(guān)模式進(jìn)行測試。
一體式激光光散射儀采用85mm外徑石英材質(zhì)折光率適配池，其對中性≤±5μm，正交性≤±10μm，0°和180°兩個(gè)鍍抗反射膜的平行窗口，盡可能地降低光的背向反射。內(nèi)置溫度探頭進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測，樣品池上方的激光安全保護(hù)蓋，可在取放樣品瓶時(shí)自動切斷激光光路，保護(hù)操作人員和檢測器的安全。
ALV/CGS-3轉(zhuǎn)角系統(tǒng)轉(zhuǎn)角范圍12°到152°，分辨率+/-0.025°，角度轉(zhuǎn)換速度可達(dá)20°/s，兩個(gè)光學(xué)限位開關(guān)，避免轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動超出限定范圍。
ALV/CGS-3提供光強(qiáng)自衰減系統(tǒng)，八個(gè)衰減倍數(shù)待選，用戶可通過軟件進(jìn)行設(shè)置使得儀器能自動選擇合適的衰減倍數(shù)，實(shí)現(xiàn)散射光強(qiáng)優(yōu)化。當(dāng)然，用戶也可以手動選擇衰減倍數(shù)來進(jìn)行光強(qiáng)衰減。
ALV/CGS-3一體式激光光散射儀常規(guī)款測試溫度上限為70℃，同時(shí)提供吹掃接口，供用戶在露點(diǎn)以下測試時(shí)進(jìn)行氮?dú)饣蛘吒稍锟諝獯祾?，避免水汽凝結(jié)，影響實(shí)驗(yàn)。
對于樣品量稀少的樣品，ALV/CGS-3可提供5mm樣品瓶支架，支持用戶可采用5mm核磁管進(jìn)行測試。
原理 | 經(jīng)典靜態(tài)光散射 / 動態(tài)光散射 / 三維光散射技術(shù) | 散射角 | 12 ~ 152°，分辨率0.025°（推薦范圍：17 ~ 150°） |
|---|---|---|---|
分子量范圍 | 360 Da to >1 E9 Da（上下限和樣品相關(guān)） | Rh測量范圍 | 0.5 nm ~ 5 μm（上下限樣品相關(guān)） |
A2范圍 | 10 E-7mol dm3/g2（和樣品相關(guān)） | Rg范圍 | ≥0.5（上下限樣品相關(guān)） |
激光波長 | 660nm標(biāo)配外，可根據(jù)用戶要求定制 | 激光功率 | 50mW標(biāo)配外，可根據(jù)用戶要求定制 |
激光控制 | 系統(tǒng)自動優(yōu)化，8檔 | 激光安全等級 | 操作狀態(tài)下Laser Class 1，EN 60825-1/11.01 |
檢測 | 特別的光纖檢測單元：ALV動靜態(tài)增強(qiáng)器 | 檢測器 | 雙APD檢測器，量子效率＞65%，暗計(jì)數(shù)率＜250 |
檢測體積* | 1×1×0.3 mm @ 90° | 相關(guān)器 | 312通道，弛豫時(shí)間12.5 ns ~ 3435.9s，自相關(guān)及互相關(guān) |
溫控范圍** | ~70℃（升級中高溫選項(xiàng)： ~ 90℃） | 實(shí)驗(yàn)室要求 | 室溫波動＜±1.5℃，無塵 |
| 軟件 | 包括Cumulant、CONTIN以及動靜態(tài) Zimm Plot算法等 | 樣品瓶支架 | 5mm、10mm、17mm可選 |
| 尺寸 | 450（帶蓋650）×930×350mm | 重量 | 約45kg |
*檢測體積不等同于樣品體積，樣品體積和樣品瓶規(guī)格相關(guān)，而檢測體積是個(gè)光學(xué)參數(shù)。使用10mm外徑樣品瓶，樣品溶液需達(dá)到5mm高度，其對應(yīng)的樣品體積大約250μl。再小的樣品瓶也可以用，但會降低SLS測量效果。
*低于露點(diǎn)測試時(shí)需要進(jìn)行吹掃，ALV/CGS-3已經(jīng)提供氮?dú)饣蚋稍锟諝獯祾呓涌凇?/p>
