La diffusione dinamica della luce ad angolo rotante (RADLS) è una tecnica potente che si basa sui fondamenti della classica DLS ad angolo singolo, ruotando il modulo DLS su più angoli per ottenere una serie unica di dati su ogni campione. In questo modo, RADLS indica le dimensioni idrodinamiche del campione indipendentemente dall’angolazione e allo stesso tempo legge la concentrazione delle particelle. RADLS combina i dati di diffusione della luce da più angolazioni in un unico diametro idrodinamico medio (Z-Average) indipendente dall’angolo. Acquisendo i dati da più angolazioni, RADLS consente un’analisi dimensionale ad alta risoluzione, cattura anche la più piccola aggregazione e fornisce una lettura delle concentrazioni di particelle.
Esistono due comportamenti chiave di diffusione della luce: la diffusione isotropa di Rayleigh e la diffusione anisotropa di Mie. La differenza principale risiede nelle dimensioni delle particelle rispetto alla lunghezza d’onda della luce. La diffusione di Rayleigh riguarda le particelle più piccole e mostra una diffusione isotropa, indipendente dall’angolo. Lo scattering Mie si applica alle particelle più grandi e dà luogo a modelli di diffusione in cui l’angolo tra la sorgente luminosa e il rilevatore è molto importante. Prendere in considerazione lo scattering anisotropo è fondamentale quando si caratterizzano vettori virali di grandi dimensioni, nanoparticelle lipidiche, aggregati e altri sistemi colloidali. Se le particelle sono abbastanza grandi, le risposte che si ottengono variano in base alla posizione del rilevatore dello strumento.
RADLS consiste nell’effettuare letture DLS da più angolazioni sullo stesso campione, in modo da non perdere nessuna particella solo perché diffonde la luce in una direzione diversa. Questa tecnica è particolarmente preziosa quando si studiano campioni di grandi dimensioni o campioni con distribuzioni granulometriche polidisperse, in cui la diffusione Mie provoca drastiche variazioni nella diffusione della luce a diverse angolazioni. RADLS raccoglie dati a più angolazioni per fornire dati indipendenti dall’angolo su dimensioni, polidispersità, forma, peso molecolare, concentrazione delle particelle e altro ancora.
Con la possibilità di misurare la diffusione della luce a molti angoli, qual è l’angolo migliore per determinare le dimensioni? In teoria, per ottenere le dimensioni effettive sarebbe necessario misurare con un angolo di diffusione di 0° (θ=0°), ma questo è impossibile perché significa che il rilevatore dovrebbe guardare direttamente nel laser. Raccogliendo dati da molte angolazioni con RADLS è possibile combinare tutte le informazioni ed estrapolare matematicamente θ=0°.
Per le particelle di grandi dimensioni e con diffusione Mie eterogenea, il rilevatore leggerà una diversa dimensione idrodinamica media ad ogni angolo. Leggendo le medie a più angoli ed estrapolando a θ=0° si ottiene un diametro idrodinamico medio Z indipendente dall’angolo. Per i diffusori di Rayleigh come le proteine, la dimensione media Z sarà indipendente dall’angolo. Tuttavia, per le particelle più grandi, come gli aggregati proteici o le LNP, esiste una forte relazione tra la dimensione media Z e l’angolo.
La diffusione anisotropa ha un impatto importante anche sulla diffusione statica della luce (SLS). Se si vuole misurare la concentrazione di particelle in base alla SLS, è necessario misurare l’intensità di diffusione a più angoli. Come per la DLS, l’angolo ideale è 0°, ma poiché ciò non è possibile, è necessario estrapolare θ=0°. Una volta che si sa quanta luce viene diffusa, si ha un input fondamentale per calcolare quante nanoparticelle sono presenti nel campione.
