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2 Charakterisierungsmethoden
2.1 Lichtstreuung
Die Lichtstreuung liefert vielfältige Informationen über die statischen und
dynamischen Eigenschaften von Makromolekülen in Lösung. In der statischen
Lichtstreuung (SLS) beobachtet man die zeitlich gemittelte Streuintensität bei
verschiedenen Winkeln und erhält Aussagen über die statische Struktur der
Moleküle: das Gewichtsmittel des Molekulargewichts Mw, das z-Mittel des Trägheits-
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radienquadrats 〈Rg 〉z sowie den zweiten Virialkoeffizienten des osmotischen Drucks
A 2. Für hinreichend große Teilchen (d > λ/20) lassen sich ferner aus der Winkel-
abhängigkeit der Streuintensität Aussagen über die Form der Teilchen und über
geordnete Strukturen in Lösung machen.
Im Gegensatz zur statischen wird bei der dynamischen Lichtstreuung (DLS) die
zeitliche Fluktuation der Streuintensität betrachtet. Es können Informationen über das
dynamische Verhalten der Moleküle gewonnen werden, so erhält man z. B. das
z-Mittel des Diffusionskoeffizienten Dz und daraus mit der Stokes-Einstein-Beziehung
den kugeläquivalenten hydrodynamischen Radius R h [29].
Aus dem Verhältnis der Quadratwurzel des z-Mittels des Trägheitsradien-
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quadrats (〈Rg 〉z) ½ und des hydrodynamischen Radius, welches als ρ-Verhältnis
bezeichnet wird, ergeben sich Informationen über die Form des Makromoleküls [30].
2.1.1 Statische Lichtstreuung
Die grundlegende Theorie für die Streuung von sichtbarem Licht an Gasen
entwickelte Lord Rayleigh (Kontinuumstheorie) [31]. Smoluchowski [32] und Einstein
[33] erweiterten diese auf Flüssigkeiten und Lösungen (Fluktuationstheorie). Debye
[34, 35] schließlich übertrug die Theorie auf Polymerlösungen, wobei hier die
Ausdehnungen der gelösten Polymere gegenüber der Wellenlänge des Streulichts
nicht mehr vernachlässigbar sind.