Understanding Electrophoretic Light Scattering

电泳是大分子在电场作用下的迁移。 电泳迁移率µ_E定义为：

(1)

其中 v 是粒子电泳速度，E 是施加的电场。 如下图所示，当被激光束照射时，迁移的粒子使散射光发生多普勒频移。 根据粒子迁移的方向，散射光可以是红移或者蓝移的。 Mobius™ 通过以下方式测量与 v 相关的散射光的多普勒频移 Δf ：

(2)

其中：

c 是真空中的光速。
n₀ 是溶剂的折射率。
f 是入射光的频率。

尽管多普勒频移 Δf 与光频率相比很小（Δf/f < 0.000000000001!），但是Mobius的无与伦比的MP-PALS布置通过监测散射光与参考光束的干涉图样来准确确定频移。 MP-PALS通过同时获取多个角度的信号来计算平均数。这样可以减少分子扩散的影响并提供原本难以取得的可靠测量。

借助 Mobius 中的独立 DLS 模块，可以同时测量粒子的流体动力学半径 R_h 和迁移率，以便通过以下方程式计算分子的 Debye-Hückel-Henry 电荷 Z_DHHe ：

(3)

其中 η 是溶液粘度，κ 是反Debye 长度，f₁(κ R_h) 是亨利的函数 (Henry's function)*。

Zeta 电势 ζ 是可以从所测量的电泳迁移率得出的另一个参数。 在流体动力学半径远大于离子双层厚度的极限情况下，使用 Smoluchowski 方程：

(4)

其中 ε_r  是溶剂介电常数，ε₀  是真空介电常数。

或者，当 R_h 远小于双层厚度时，将使用 Hückel 方程：

(5)

References
* Tanford, C. Physical Chemistry of Macromolecules; Wiley: New York, 1961.