Statyczne wielokrotne rozpraszanie światła (SMLS) to metoda optyczna, która pozwala na bezpośrednią charakterystykę natywnych stężonych dyspersji cieczy. Seria TURBISCAN firmy Microtrac wykorzystuje tę technologię, aby zapewnić dokładne i szybkie wyniki. TURBISCAN był pierwszą opatentowaną technologią zapewniającą narzędzia, które umożliwiają przyspieszone testy starzenia na nieobciążonych produktach, stając się tym samym punktem odniesienia dla technologii bezpośredniej charakterystyki stabilności.
Statyczne wielokrotne rozpraszanie światła (SMLS) jest najbardziej odpowiednią metodą do charakteryzowania ciekłych dyspersji, bezpośrednio, w ich stanie natywnym. Większość emulsji, zawiesin i preparatów jest zbyt skoncentrowana, aby można je było analizować "w stanie obecnym", a ich charakterystyka wymaga rozcieńczenia lub naprężeń mechanicznych, które zmieniają ich stan i strukturę. Statyczne wielokrotne rozpraszanie światła (SMLS) oferuje możliwość badania stanu dyspersji i jego ewolucji w czasie, bez rozcieńczania, nawet na próbkach o wysokim stężeniu. Zasada działania SMLS opiera się na opatentowanej konfiguracji optycznej i zasadzie pomiaru. Statyczne wielokrotne rozpraszanie światła (SMLS) oferuje niezwykłą rozdzielczość do wykrywania zmian wielkości i stężenia występujących w złożonych preparatach oraz w bardzo szerokim zakresie zastosowań i branż. SMLS jest w pełni zgodny z zaleceniami ISO TR13097 dotyczącymi pomiaru trwałości i stabilności jako bezpośrednia metoda optyczna, która nie wymaga przygotowania próbki (np. rozcieńczania).
W statycznym wielokrotnym rozpraszaniu światła (SMLS) fotony (źródło światła NIR, 880 nm) są wysyłane do próbki. Po kilkukrotnym rozproszeniu tych fotonów przez cząstki (lub kropelki) w dyspersji, wychodzą one z próbki i są wykrywane przez dwa synchroniczne detektory. W przypadku próbek nieprzezroczystych rozproszenie wsteczne jest mierzone pod kątem 135°, a w przypadku próbek przezroczystych transmisja jest mierzona pod kątem 0° od źródła światła.
Rozpraszanie wsteczne jest bezpośrednio związane ze średnią drogą swobodną fotonu (I*). I* (µm) to odległość, powyżej której foton traci początkowy kierunek padającej wiązki. Transmisja jest bezpośrednio związana ze średnią drogą swobodną fotonu (I), która jest średnią odległością między rozpraszaczami. W ten sposób intensywność transmisji i rozpraszania wstecznego światła zależy zarówno od wielkości cząstek, jak i ich stężenia. Technologia TURBISCAN, wykorzystująca statyczne wielokrotne rozpraszanie światła (SMLS), mierzy intensywność transmisji lub rozpraszania wstecznego w zależności od wysokości próbki i czasu starzenia. Możliwe jest monitorowanie ewolucji średnicy cząstek i zmiany stężenia (sedymentacja, kremowanie). Średnią średnicę cząstek można obliczyć na podstawie intensywności rozpraszania wstecznego lub transmisji dzięki teorii Mie przy użyciu następujących równań.
TSI jest parametrem specyficznym dla Turbiscan, zaprojektowanym dla formulatorów w celu porównania i scharakteryzowania stabilności fizycznej różnych formulacji za pomocą jednego kliknięcia i jednej, porównywalnej i powtarzalnej liczby. Umożliwia ilościowe określenie każdego rodzaju destabilizacji, dzięki obliczeniom za pomocą jednego kliknięcia, które są solidnym i całkowicie niezależnym od użytkownika narzędziem.
Uważany za jedną z kluczowych zalet TURBISCAN, wskaźnik ten zapewnia użytkownikom solidną i łatwą metodę porównywania stabilności oraz globalne podejście. Indeks stabilności TURBISCAN został opracowany na potrzeby badań i rozwoju oraz kontroli jakości, a także jest szeroko stosowany w publikacjach naukowych przez społeczność akademicką. Wszystkie te zastosowania sprawiają, że wskaźnik ten jest parametrem odniesienia dla porównań stabilności i pomiarów trwałości.
Dyspersje są termodynamicznie niestabilne, a z czasem złożone formulacje ewoluują w celu zmniejszenia ich energii i osiągnięcia najniższego stanu, co zwykle prowadzi do całkowitego rozdzielenia faz. Mechanizmy osiągania tej niskoenergetycznej konfiguracji są liczne i złożone, ale można je podzielić na dwie kategorie:
Każde zjawisko można wykryć i określić ilościowo na podstawie intensywności sygnału rozpraszania wstecznego (BS) i / lub transmisji (T) mierzonych za pomocą technologii TURBISCAN, ponieważ oba sygnały zależą od stężenia i wielkości cząstek, wykorzystując statyczne wielokrotne rozpraszanie światła (SMLS). Intensywności transmisji i rozpraszania wstecznego są rejestrowane na całej wysokości próbki i w czasie, aby uzyskać pełny wgląd w stabilność / niestabilność próbki. W celu obiektywnego porównania stabilności należy wziąć pod uwagę globalną destabilizację. Oznacza to, że amplituda destabilizacji w całej próbce musi być porównywana ilościowo. Jest to powód, dla którego obliczono TSI: aby zapewnić solidny, obiektywny i globalny parametr za pomocą jednego kliknięcia, który uwzględnia całą destabilizację i odzwierciedla ogólną stabilność danej próbki. Obliczanie TSI opiera się na zintegrowanym algorytmie, który sumuje ewolucję światła T lub BS w każdej zmierzonej pozycji (h), w oparciu o różnicę między skanami na całej wysokości próbki (H):
From any data generated with a TURBISCAN, TURBISIZE software allows the determination of the particle size distribution and migration velocity in a few seconds (ISO 13317- Determination of particle size distribution by gravitational liquid sedimentation methods) and still with no dilution and on native samples.
From the migration profiles, TURBISZE can determine:
