Solubilisierung stark lipophiler Arzneistoffe in lipidhaltige ...

Kapitel II Grundlagen
II.9.2 Dynamische Lichtstreuung (DLS)
Die Licht- und Röntgenstreumethoden
nutzen die Wechselwirkung elektromagnetischer
Strahlung mit der Ladungsverteilung
der Materie aus, um Mikrostrukturen
gelöster Teilchen zu charakterisieren,
und sind deswegen von anderen
Streumethoden mit korpuskularer Strahlung
(z.B. Neutronen- oder Positronenstreuung)
zu unterscheiden. Der Unterschied
besteht hauptsächlich in der Art
der Wechselwirkung mit der Materie
sowie den zugänglichen Wellenlängenbereichen
und den daraus resultierenden
Auflösungsvermögen von Strukturen verschiedener
Größe und Zusammensetzung.
Auf Grund der guten Kontrastver-
Abb. 2 Darstellung der Intensitätsanteile, die bei
der Wechselwirkung von Strahlung mit einer Probe
auftreten können; I p I t, I s und I a bezeichnen die
primäre, transmittierte, gestreute und absorbierte
Intensitäten in der Reihenfolge
hältnisse eignen sich diese Methoden für die Charakterisierung von Teilchen, die
hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen bestehen und sich in wässrigen Lösungen
befinden. Ladungsverteilungen reagieren auf elektrische Felder durch Ladungsverschiebungen.
Die Stärke dieser Polarisation wird durch die Polarisierbarkeit α der Probe
bestimmt. Diese steht in direktem Zusammenhang mit der Dielektrizitätszahl ε und dem
Brechungsindex n. Wenn die Probe einem definierten elektromagnetischen Primärstrahl
ausgesetzt wird, dessen Eigenschaften wie z.B. Intensität, Wellenlänge und Divergenz
bekannt sind, werden sich diese Eigenschaften beim Passieren des Strahls durch die
Probe und der Wechselwirkung mit ihr mehr oder weniger ändern. Im allgemeinen
passiert nur ein gewisser Teil der Primärstrahlung I p die Probe unverändert, der als
transmittierte Intensität I t bezeichnet wird. Ein anderer Teil I a wird von der Probe
absorbiert und der Dritte I s von ihr gestreut (Abb. 2). Für Streuexperimente stellt I s den
wichtigen Anteil dar und ist dabei mit einer Richtungsänderung gekennzeichnet. Die
abhängigen Variabeln hier sind die Streuintensität, Polarisation und Wellenlänge der
Streustrahlung. Der durchschnittliche Betrag der Streuintensität < I > ist im allgemeinen
eine Funktion der Beobachtungswinkel und anderer Faktoren wie Primärintensität und
Frequenz.
Die zeitlichen Schwankungen der Streuintensität resultieren aus Konzentrationsfluktuationen
durch die Diffusion der Teilchen infolge der Brown’schen Bewegung, die
ihrerseits von Teilchen-form, -größe und -wechselwirkung abhängt. Polarisationsänderungen
treten auf, wenn das die Streuung verursachende Medium anisotrope Moleküle
oder Teilchen enthält. Änderungen der Wellenlänge kommen auf Grund von Doppler-
Effekten infolge der Bewegungsprozesse im Medium oder auch bei inelastischen Streuprozessen
vor, bei denen sich ein Energieübertrag ereignet. Hier unterscheidet man
zwischen statischen (SLS) und dynamischen (DLS) Lichtstreuungsexperimenten. Die
SLS geht auf elastische Streuprozesse zurück und eignet sich besonders für die
Ermittlung der zeitlich und räumlich gemittelten Streuintensität, die bei Kenntnis der
Lösungskonzentration in die Masse der Teilchen oder bei mizellaren Systemen in die
Aggregationszahl der Cluster umgerechnet werden kann. Bei der DLS, die auch unter
dem Begriff „Photokorrelationsspektroskopie“ bekannt ist, spielt die o.g. Doppler-
Verschiebung eine Rolle, und die Streuung erfolgt nicht ganz elastisch sondern
quasielastisch, was ihren dritten Namen “Quasielastische Lichtstreuung“ rechtfertigt.
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