Statický vícenásobný rozptyl světla (SMLS) je optická metoda, která umožňuje přímou charakterizaci nativních koncentrovaných kapalných disperzí. Řada TURBISCAN společnosti Microtrac využívá tuto technologii k poskytování přesných a rychlých výsledků. TURBISCAN byl první patentovanou technologií, která poskytla nástroje umožňující testy zrychleného stárnutí na nezatížených výrobcích, a stal se tak referencí pro technologii přímé charakterizace stability.
Statický vícenásobný rozptyl světla (SMLS) je nejvhodnější metodou pro charakterizaci kapalných disperzí přímo v jejich přirozeném stavu.
Většina emulzí, suspenzí a formulací je příliš koncentrovaná na to, aby je bylo možné analyzovat "tak, jak jsou", a jejich charakterizace vyžaduje ředění nebo mechanické namáhání, které mění jejich stav a strukturu. Statický vícenásobný rozptyl světla (SMLS) nabízí možnost zkoumat stav disperze a její vývoj v čase bez jakéhokoli ředění, a to i u vysoce koncentrovaných vzorků. Princip SMLS je založen na patentovaném optickém uspořádání a principu měření.
Statický vícenásobný rozptyl světla (SMLS) nabízí mimořádné rozlišení pro detekci změn velikosti a koncentrace vyskytujících se ve složitých formulacích a ve velmi širokém spektru aplikací a průmyslových odvětví. SMLS je v dokonalém souladu s doporučením normy ISO TR13097 týkajícím se měření trvanlivosti a stability jako přímá optická metoda, která nevyžaduje přípravu vzorku (např. ředění).
Pomocí statického vícenásobného rozptylu světla (SMLS) jsou do vzorku posílány fotony (zdroj světla NIR, 880 nm). Poté, co byly tyto fotony několikrát rozptýleny částicemi (nebo kapičkami) v disperzi, vystoupí ze vzorku a jsou detekovány dvěma synchronními detektory. U neprůhledných vzorků se zpětný rozptyl měří při 135°, u průhledných vzorků se prostup měří při 0° od světelného zdroje.
Zpětný rozptyl přímo souvisí se střední volnou dráhou fotonu (I*). I* (µm) je vzdálenost, nad kterou foton ztrácí původní směr dopadajícího paprsku. Přenos přímo souvisí se střední volnou dráhou fotonu (I), což je průměrná vzdálenost mezi rozptylovači. Intenzita přenosu i zpětného rozptylu světla tedy závisí na velikosti a koncentraci částic.
Technologie TURBISCAN, využívající statický vícenásobný rozptyl světla (SMLS), měří intenzitu přenosu nebo zpětného rozptylu v závislosti na výšce vzorku a době stárnutí. Lze snadno zjistit a sledovat vývoj průměru částic (agregace, flokulace, koalescence) a změny koncentrace (sedimentace, krémování). Střední průměr částic lze vypočítat z intenzit zpětného rozptylu nebo přenosu díky Mieho teorii pomocí následujících rovnic.
TSI je parametr specifický pro Turbiscan, který je určen pro formulátory k porovnání a charakterizaci fyzikální stability různých formulací jediným kliknutím a jediným, srovnatelným a reprodukovatelným číslem. Umožňuje kvantifikovat jakýkoli typ destabilizace díky výpočtu na jedno kliknutí, který je robustním a na uživateli zcela nezávislým nástrojem.
Tento index, který je považován za jednu z klíčových výhod systému TURBISCAN, poskytuje uživatelům robustní a snadnou metodu pro porovnání stability a globální přístup. Index stability TURBISCAN byl vyvinut pro výzkum a vývoj a kontrolu kvality a je také široce používán ve vědeckých publikacích akademické obce. Díky všem těmto aplikacím je tento index referenčním parametrem pro porovnávání stability a měření trvanlivosti.
Disperze jsou termodynamicky nestabilní a v průběhu času se složité formulace vyvíjejí tak, aby se snížila jejich energie a dosáhlo se nejnižšího stavu, což obvykle vede k úplnému oddělení fází. Mechanismy pro dosažení této nízkoenergetické konfigurace jsou četné a složité, ale lze je rozdělit do dvou kategorií:
Každý jev lze detekovat a kvantifikovat na základě intenzity signálu zpětného rozptylu (BS) a/nebo transmisního signálu (T) měřeného pomocí technologie TURBISCAN, protože oba signály závisí na koncentraci a velikosti částic, s využitím statického vícenásobného rozptylu světla (SMLS). Intenzity transmisního a zpětného rozptylu se zaznamenávají po celé výšce vzorku a v čase, aby bylo možné získat úplný přehled o stabilitě/nestabilitě vzorku.
Pro objektivní porovnání stability je třeba vzít v úvahu globální destabilizaci. To znamená, že je třeba kvantitativně porovnat amplitudu destabilizace v celém vzorku. To je důvod pro výpočet TSI: poskytnout robustní, objektivní a globální parametr jedním kliknutím, který zohledňuje celou destabilizaci a odráží celkovou stabilitu daného vzorku.
Výpočet TSI je založen na integrovaném algoritmu, který sčítá vývoj světla T nebo BS v každé měřené poloze (h) na základě rozdílu skenování v celé výšce vzorku (H):
Z jakýchkoli dat generovaných pomocí TURBISCAN, TURBISIZE software umožňuje stanovení distribuce velikosti částic a rychlosti migrace během několika sekund (ISO 13317- Stanovení distribuce velikosti částic metodami gravitační kapalinové sedimentace) a stále bez ředění a na nativních vzorcích.
Z migračních profilů může TURBISZE určit: