レオロジーとは、材料の流動と変形に関する研究です。 粘度や粘弾性などのレオロジー特性は、メカニカルなレオメーターを用いてバルク試料の変形から測定したり、マイクロレオロジーのような光学技術を用いてミクロンのスケールで測定したりすることができます。

マイクロレオロジーでは、動的光散乱法(DLS)により既知の径の分散したトレーサー粒子の動きを追跡し、一般化ストークス・アインシュタイン方程式を用いて試料のレオロジー特性を特定します。 DLS マイクロレオロジーは passive なマイクロレオロジー技術であり、コロイド状のプローブ粒子が、熱力学平衡状態における系内の熱ゆらぎのみを受ける手法です。

DLS マイクロレオロジーは、高分子や界面活性剤の希薄溶液から濃厚タンパク質溶液まで、低粘度で弱い構造を持つ複雑な流体のレオロジー特性評価に適用されます。 これらの種類の材料に対して、マイクロレオロジーは以下のような大きなメリットを提供します。

  • 固有の短時間スケールの粘弾性応答を特性評価するために必要な非常に高い周波数を調査(メカニカルな技術では本質的に慣性によって制限される)
  • タンパク質ベースの調合物など、試料量が限られている場合の材料のレオロジー特性評価をマイクロリットルスケールの容量のみで実施可能

DLS マイクロレオロジーのアプリケーションには以下のようなものがあります。

  • 治療用タンパク質やバイオポリマー溶液のレオロジー特性評価
  • タンパク質間相互作用の発現と不溶性凝集体の形成を評価するためのタンパク質溶液の粘弾性測定
  • 処方開発およびスクリーニング
  • プロセス関連の時間スケールにおける希薄系の高周波数レオロジー
  • 時間または温度による複雑な流体の構造変化のモニタリングや、希釈時の構造崩壊のモニタリング

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