Dans la salle blanche du laboratoire scientifique, un instrument ressemblant à un microscope utilise un laser comme « sonde» pour pénétrer dans des solutions de protéines, des suspensions de nanoparticules et même des polymères macromoléculaires et dessiner des courbes de distribution de la taille des particules et des données de poids moléculaire sur un écran. Il s'agit d'un diffuseur de lumière laser dynamique et statique - un outil d'analyse qui fusionne les technologies de diffusion dynamique de la lumière (DLS) et de diffusion statique de la lumière (SLS) pour déverrouiller les mystères microscopiques dans les nanomatériaux, les biomacromolécules et plus encore.
Le cœur du diffuseur de lumière laser statique dynamique réside dans le mécanisme physique par lequel le LASER interagit avec la matière. Lorsqu'un laser monochromatique frappe un échantillon, les particules ou les molécules en suspension produisent un mouvement brownien dû au mouvement thermique, ce qui entraîne des fluctuations aléatoires de l'intensité de la lumière diffusée. Le module de diffusion dynamique de la lumière analyse cette fréquence de fluctuation par une fonction d'autocorrélation, calcule avec précision le rayon hydrodynamique des particules par rapport au coefficient de diffusion, avec une plage de détection de la taille des particules allant de 0,3 nm à 10 microns et une résolution allant jusqu'à 0,1 nm.
Le module statique de diffusion de la lumière se concentre sur la dépendance angulaire de l'intensité lumineuse diffusée. Grâce à une matrice de détecteurs Multi - angles, l'appareil capture des données d'intensité lumineuse pour différents angles de diffusion et, en combinaison avec la méthode de cartographie Zimm ou l'ajustement Berry, il peut obtenir simultanément la masse moléculaire moyenne en poids, le rayon de giration et le coefficient de deux dimensions de l'échantillon.
Dans le domaine biomédical, le diffuseur de lumière laser statique dynamique est la « norme d'or» pour le contrôle de la qualité des protéines. En surveillant les modifications de la taille des particules des médicaments anticorps pendant le stockage, la tendance à l'agrégation des protéines peut être prévenue et la stabilité des produits biologiques assurée. Dans les études de thérapie génique, le dispositif est utilisé pour caractériser la distribution granulométrique des vecteurs de virus adéno - associés (AAV) et le processus de vecteur viral assisté est optimisé.
Domaine de la nanotechnologie, dispositif Avatar "microscope des matériaux". De l'analyse de la structure poreuse des matériaux de cadre organométallique (MOFs), à l'évaluation de l'homogénéité dimensionnelle des points quantiques de graphène, à la surveillance de la stabilité des nanoparticules d'or colloïdal, ses capacités d'analyse multiparamétrique fournissent des conseils intuitifs pour la conception de nanomatériaux.
Actuellement, le diffuseur de lumière laser statique dynamique évolue vers une direction intelligente et multimodale. L'introduction d'algorithmes d'IA a permis d'améliorer considérablement l'efficacité de l'analyse des données, en optimisant l'ajustement de la fonction d'autocorrélation grâce à l'apprentissage en profondeur, réduisant ainsi le temps d'analyse de la taille des particules de 80%. Les percées dans la technologie de couplage sont plus importantes, avec des dispositifs combinés à la séparation par flux de champ (FFF) ou à la chromatographie d'exclusion de taille (SEC) qui permettent la séparation et la caractérisation en ligne d'échantillons complexes, grâce à un système de couplage sec - DLS qui permet de résoudre avec succès Le comportement dissociatif des agrégats de protéines dans une colonne chromatographique.
Dans le domaine de la détection de corps vivants, le diffuseur de lumière dynamique de type sonde à fibre optique a fait son apparition. L'appareil permet la surveillance en temps réel des paramètres physiologiques tels que la dureté de la matrice extracellulaire, la microcirculation sanguine, etc., en introduisant un laser à l'intérieur du tissu biologique via une fibre optique flexible, offrant de nouveaux outils pour le diagnostic précoce des tumeurs.