動的光散乱法による懸濁液中微粒子の揺らぎの測定

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(1)動的光散乱法による懸濁液中微粒子の揺らぎの測定著者 URL. 松田崇志 http://hdl.handle.net/10236/8090.

(2) 2010 年度. 修士論文要旨. 動的光散乱法による懸濁液中微粒子の揺らぎの測定関西学院大学大学院理工学研究科物理学専攻栗田研究室松田崇志＜はじめに＞動的光散乱法は、サブミクロン以下の粒子の動き、つまり数㎛から数㎚までの粒子の動きの測定を可能とする方法である。この方法では粒子懸濁液にレーザー光を照射して粒子からの散乱光を検出する。粒子はブラウン運動しているため、検出された散乱光は時間的に散乱強度が変化する。これは散乱強度の揺らぎとして検出され、この揺らぎから粒子の動きを解析することができる。この解析は自己相関関数を用いる。自己相関関数は下の式のように、任意の時間 t における散乱強度 I(t)を基準にとり、τ時間後の散乱強度 I(t+τ)についての相関を表す関数である。 G( ) . I (t )  I (t   ) I (t ). 2.     1  exp    c . 多くの場合この関数は指数関数的な減衰曲線を取る(図 1)。ブラウン運動する粒子の相関時間  c は、粒子の動きが速い場合は短く、遅い場合は長い。本実験では、動的光散乱を用いて懸濁液中微粒子の揺らぎを測定した。. ＜測定方法＞本実験では 3 種類の試料を測定した。①微粒子にアルミナ、分散媒にグリセリン水溶液を用いた試料、②微粒子にポリスチレンビーズ、分散媒に重水と蒸留水を混ぜ合わせた試料、③脂質を用いた試料である。光源には He-Ne レーザー(λ:632.8 ㎚)を用いた。光ファイバ. 出すために用いた。検出には光電子増倍管を用い、Multiple Tau Digital Real Time Correlator (ALV7004/FAST)を用いて、自己相関関数を実時間で得た。この装置は 13 桁にも及ぶ遅延時間の範囲で自己相関関数の測定を可能とする。測定した自己相関関数から、複数の指数関数又はキュムラントを用いたフィッティングによって解析した。. 0.006. 自己相関関数G(τ ). 90 度方向[図 2(2)]それぞれで、特定の方向の散乱光を取り. 0.005 0.004 0.003 0.002 0.001 0.000 -0.001 0.01. ングは、長い遅延時間でフィッティングが一致していることがわかる。図４は 180 度方向で脂質の測定を行った結果である。脂質の自己相関関数は、時間が経過するとともに、べき関数から指数関数へ変化していったことが分かる。これは脂質が時間経過とともにミセルからベシクル又はマルチラメラへと変化したと考えられる。. 10. 100. 1000. 10 1. 自己相関関数G(τ ). ティングした結果である。キュムラントを用いたフィッティ. 1. 図3．フィッティングの比較. 図 3 は、90 度方向でポリスチレンビーズ 0.3 ㎛を微粒子赤線はキュムラント、青線は 2 つの指数関数を用いてフィッ. 0.1. 時間[ms]. ＜結果＞として用いた試料の自己相関関数 G(τ)である。グラフ上の. キュムラントフィッティング非線形フィッティング. 0.007. ーは、レーザー光に対して散乱光が 180 度方向[図 2(1)]と. 試料作製後のDPPC 24時間後のDPPC. 0.1 0.01 1E-3 1E-4 1E-5 1E-6 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 102 103 104 105 106 107 108. 時間[ms] 図4．脂質の自己相関関数の時間的変化.

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