什么是zeta電位分析儀？

今天梓夢科技的小編給大家介紹什么是zeta電位分析儀以及用zeta電位分析儀有哪些方法？

提到zeta電位分析儀，我們需要先了解一下zeta電位，Zeta 電位基礎(chǔ)理論的創(chuàng)立者是波蘭科學(xué)家斯莫魯霍夫斯基（Smoluchowski）zeta電位是帶電顆粒周圍的溶液中將富集帶相反符號的離子（即反離子），其中一部分反離子與顆粒表面緊密結(jié)合，構(gòu)成固定吸附層，又稱Stern層；另一部分反離子由于靜電吸引和熱擴散兩種相反作用的平衡，分布在顆粒周圍溶液中，構(gòu)成擴散層.位于Stern層的反離子由于強大靜電吸引聚集在顆粒表面而Stern層外的離子由于靜電吸引較弱，形成了擴散層。兩層之間的邊界被定義為滑動層或剪切層。顆粒做電泳運動時，會帶著固定吸附層和部分溶劑分子一起移動，與液體之間形成滑動面,定義滑動面與液體內(nèi)部的電位差為zeta電位分析儀。說完了zeta電位的定義之后我們來看看影響zeta電位分析儀的因素有哪些？影響Zeta 電位的因素有很多，最主要有三點：

（1）pH的變化 

（2）電導(dǎo)率 (濃度，鹽的類型)  

（3）組成成分濃度的變化 (如高分子，表面活性劑)

之所以用zeta電位分析儀來檢測樣品，主要是Zeta電位在儀器儀表行業(yè)的重要性表現(xiàn)其數(shù)值與膠體的穩(wěn)定性相關(guān)，是對顆粒之間相互排斥力強度的度量。zeta電位越高，顆粒間排斥力越大,，顆粒分散性越好，體系就越穩(wěn)定；反之，zeta電位越低，顆粒間排斥力越小,體系越不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致凝結(jié)或凝聚。一般來說，zeta電位的值大于30mV時,體系穩(wěn)定，小于30mV時，體系不穩(wěn)定。

zeta電位分析儀儀器展示：

在日常的zeta電位分析儀的檢測中我們會用到哪些測量方法呢？zeta電位分析儀的方法主要有電泳法、流動電位法和流動電流法，顯微成像法，電聲法等。流動電位法和流動電流法可以測量幾乎所有尺寸的宏觀固體表面上的zeta電位，特別適合于測量膜等大尺寸平面樣品的zeta電位，而電泳法適于測量膠體顆粒的zeta電位，也就是被測試體系中的顆粒粒徑不能大于100μm。

    我們說了zeta電位分析儀的定義以及影響zeta電位的因素和檢測的方法，后面我們會繼續(xù)了解在實際的檢測中我們?nèi)绾斡脄eta電位分析儀檢測樣品。

Zeta電位分析儀是一種用于分析顆粒表面電荷特性的重要儀器，廣泛應(yīng)用于化工、生物、制藥等多個領(lǐng)域。本文將詳細(xì)探討Zeta電位分析儀在各大應(yīng)用領(lǐng)域中的重要作用和具體用途。

1. 制藥領(lǐng)域：提高藥物穩(wěn)定性和吸收效果

在制藥行業(yè)中，Zeta電位分析儀主要用于分析和優(yōu)化藥物的分散體系。很多藥物制劑以懸浮液或乳劑形式存在，顆粒的穩(wěn)定性直接關(guān)系到藥物的和吸收效果。通過測量藥物顆粒的Zeta電位，研發(fā)人員可以調(diào)整藥物的配方，以確保其在體內(nèi)保持分散狀態(tài)，從而提高藥物的生物利用度。Zeta電位分析還可用于研究納米藥物的粒徑與表面電荷關(guān)系，以開發(fā)出更穩(wěn)定和有效的藥物載體。

2. 化工行業(yè)：優(yōu)化分散和絮凝過程

在化工領(lǐng)域，Zeta電位分析儀被廣泛應(yīng)用于分散和絮凝工藝中。工業(yè)生產(chǎn)中的分散體系，如油漆、涂料等，都需要保持顆粒均勻分布，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。通過測定顆粒的Zeta電位，可以有效地控制和優(yōu)化分散體系的穩(wěn)定性，防止顆粒的聚集和沉淀，從而提高產(chǎn)品的存儲穩(wěn)定性和使用壽命。在廢水處理領(lǐng)域，Zeta電位分析可幫助研究人員調(diào)整絮凝劑用量和投加條件，以提高懸浮物去除率，從而達到更高效的水處理效果。

3. 生物學(xué)和環(huán)境科學(xué)：研究顆粒相互作用和環(huán)境影響

在生物學(xué)和環(huán)境科學(xué)研究中，Zeta電位分析儀用于測量細(xì)胞、病毒和納米顆粒等微觀物體的表面電荷特性，幫助科研人員研究它們在環(huán)境中的行為及相互作用。在細(xì)胞研究中，Zeta電位測量有助于揭示細(xì)胞表面電荷對細(xì)胞間相互作用的影響，以便更好地理解細(xì)胞生理學(xué)行為。

4. 食品與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：提高產(chǎn)品穩(wěn)定性和質(zhì)量

在食品和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，Zeta電位分析儀常用于優(yōu)化食品添加劑、乳化劑和農(nóng)藥的分散效果。食品乳液的穩(wěn)定性直接影響到口感和保存期，通過測量和調(diào)節(jié)其Zeta電位，生產(chǎn)廠家可以優(yōu)化乳液配方，延長食品保質(zhì)期并提高質(zhì)量。在農(nóng)藥的應(yīng)用中，Zeta電位分析可幫助科研人員確定懸浮農(nóng)藥的穩(wěn)定性，從而確保有效成分在噴灑過程中均勻分布并充分覆蓋目標(biāo)區(qū)域，提高農(nóng)藥使用效率。

5. 納米材料研究：表面修飾和功能化

在納米材料研究中，Zeta電位分析儀被廣泛用于分析納米顆粒的表面修飾效果。通過Zeta電位測量，科研人員能夠了解表面修飾對納米顆粒表面電荷的影響，進一步評估其分散性和相互作用。這對于納米顆粒在藥物遞送、傳感器開發(fā)和催化劑研究中的應(yīng)用具有重要意義。

Zeta電位分析儀是用于分析顆粒表面電荷分布的精密儀器，在納米材料、醫(yī)藥、生物技術(shù)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。這篇文章將詳細(xì)分析溶液環(huán)境對Zeta電位分析儀的影響，幫助科研人員在實際應(yīng)用中準(zhǔn)確掌握和控制影響因素。

Zeta電位的基本原理及測量

Zeta電位是指顆粒在溶液中形成雙電層后帶電粒子在電場作用下的運動趨勢。一般來說，顆粒在電場中會發(fā)生電泳，而Zeta電位的測量正是通過分析顆粒在電場中的移動速度來推算其電荷分布情況。Zeta電位越高，顆粒的表面電荷越強，懸浮穩(wěn)定性越高。Zeta電位分析儀正是基于此原理，通過電泳和激光等方法來精確測量顆粒表面電位，以便了解其分散穩(wěn)定性、凝聚性和親水性等特性。

溶液環(huán)境對Zeta電位的影響因素

在進行Zeta電位測量時，溶液環(huán)境中的幾大關(guān)鍵因素對結(jié)果有直接影響：

1. 溶液的離子強度離子強度直接影響顆粒表面的雙電層厚度，進而影響Zeta電位。高離子強度會壓縮雙電層，使Zeta電位降低；而低離子強度則會增強電位。不同離子種類和濃度的調(diào)節(jié)對實驗結(jié)果的影響不可忽視，因此選擇適宜的離子強度可以提高分析結(jié)果的可控性。
2. 添加劑的種類和濃度 某些情況下，樣品中會加入分散劑、穩(wěn)定劑或其他添加劑以提高分散穩(wěn)定性。添加劑的種類和濃度同樣會改變顆粒表面電荷，進而影響Zeta電位的測量結(jié)果。例如，一些表面活性劑的加入會使顆粒表面的電荷中和或逆轉(zhuǎn)，從而改變原有的電位情況。
3. 溫度 溫度對溶液性質(zhì)有影響，尤其是在溶液中具有較高溫度敏感度的樣品中，溫度波動會導(dǎo)致Zeta電位測量結(jié)果的不穩(wěn)定。溫度升高可能導(dǎo)致溶液中離子的移動性增加，顆粒表面電荷分布不均勻，終影響Zeta電位的測量數(shù)據(jù)。

如何控制溶液環(huán)境以確保Zeta電位測量的準(zhǔn)確性

為了獲得可靠的Zeta電位測量數(shù)據(jù)，需要嚴(yán)格控制溶液的各項參數(shù)。以下是幾個推薦的控制方法：

• 預(yù)設(shè)pH值和離子濃度：在樣品制備過程中，盡量保持溶液的pH值和離子強度穩(wěn)定，以便得到準(zhǔn)確的Zeta電位值。
• 避免不必要的添加劑：如非必要，盡量避免使用影響Zeta電位的添加劑，尤其是帶有顯著電荷的表面活性劑，以免影響顆粒的真實電荷分布。
• 恒溫控制：在Zeta電位測量中保持溶液恒溫有助于降低環(huán)境溫度對結(jié)果的干擾，特別是在溫度敏感性較高的樣品中。

一．納米粒度及zeta電位分析儀的介紹

梓夢科技的ZS-920系列納米粒度及zeta電位分析儀是三合一的光學(xué)檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了動態(tài)光散射 DLS電泳光散射ELS和靜態(tài)光散射技術(shù) SLS，可以準(zhǔn)確的檢測顆粒的粒徑及粒徑分布，Zeta電位，高分子和蛋白體系的分子量信息等參數(shù)。

其中動態(tài)光散射法是用于測量粒度及分子大??；該技術(shù)可測量布郎運動下移動顆粒的擴散情況，使用光子探測器在固定的角度采集散射光，通過相關(guān)器進行自相關(guān)運算得到相關(guān)函數(shù)，再經(jīng)過數(shù)學(xué)反演獲得顆粒粒徑信息；Zeta電位測量是分子和顆粒在施加的電場作用下做電泳運動，其運動速度和zeta電位直接相關(guān)，Zeta電位與電泳遷移率關(guān)系遵循h(huán)erry方程，通過測量顆粒在電場中的電泳遷移率就能得出顆粒的zeta電位；靜態(tài)光散射法用于確定蛋白質(zhì)與聚合物的分子量。在此檢測方法中，檢測不同濃度下樣品的散射光強，并且繪制曲線，由此可計算出平均分子量及第二維里系數(shù)，從而得到分子溶解程度。

二．納米粒度及zeta電位分析儀的應(yīng)用行業(yè)

納米粒度及zeta電位分析儀廣泛應(yīng)用于納米材料，生物醫(yī)藥，精細(xì)化工，油漆涂料，食品藥品，航空航天，國防科技等行業(yè)。在納米材料方面主要是用于研究納米金屬氧化物，納米金屬粉，納米陶瓷材料的粒度對材料性能的影響；生物醫(yī)藥方面主要是分析從蛋白質(zhì)，DNA,RNA，病毒，道各種抗原抗體的粒度；精細(xì)化工方面主要是用于尋找納米催化劑的最佳粒度分布，以降低化學(xué)反應(yīng)溫度，提高反應(yīng)速度；油漆涂料方面主要是用于測量油漆，涂料，硅膠，聚合物膠乳，顏料，油墨，水/油乳液，調(diào)色劑，化妝品等樣品中納米顆粒物的粒徑；食品藥品方面主要用于藥物表面包覆蓋納米微?？墒蛊涓咝Ь忈?，并可以制成靶的藥物，可用來控制藥物粒度的大小，以便更好的發(fā)揮藥物的療效；航空航天方面主要用于納米金屬粉添加到火箭固體推進劑中，可以顯著改進推進劑燃燒性能，可用于研究金屬粉的最佳粒度分布；國防科技方面主要用于納米材料增加電磁能轉(zhuǎn)化為熱能的效率，從而提高對電磁波的吸收性能，可以制成電磁波吸波材料，不同粒徑納米材料具有不同的光學(xué)特性，可用于研究吸波材料的性能。

     納米粒度及zeta電位分析儀之所以能受廣大客戶的喜愛，除了它應(yīng)用的行業(yè)廣泛之外，納米粒度及zeta電位分析儀的控制軟件具有納米顆粒粒度和zeta電位測量功能，一鍵式測量，自動調(diào)整散射光強， 無需用戶干涉，自動優(yōu)化光子相關(guān)器參數(shù)，以適應(yīng)不同樣品，讓測量變得如此輕松?？刂栖浖哂袠?biāo)準(zhǔn)化操作(SOP)功能，讓不同實驗室、不同實驗員間的測量按照同一標(biāo)準(zhǔn)進行，測量結(jié)果更具有可比性。測量完成自動生成報表，以可視化的方式展示測量結(jié)果，讓測量結(jié)果一目了然。

BeNano 180 Zeta Pro 納米粒度及 Zeta 電位分析儀

BeNano 180 Zeta Pro 納米粒度及 Zeta 電位分析儀

——背向 + 90°散射粒度 + Zeta 電位三合一型

儀 器 簡 介

BeNano 180 Zeta Pro 納米粒度及Zeta電位分析儀是BeNano 90+BeNano 180+BeNano Zeta 三合一的頂 級光學(xué)檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)中集成了背向 +90°動態(tài)光散射 DLS、電泳光散射 ELS和靜態(tài)光散射技術(shù) SLS，可以準(zhǔn)確的檢測顆粒的粒徑及粒徑分布，Zeta 電位，高分子和蛋白體系的分子量信息等參數(shù)，可廣泛的應(yīng)用于化學(xué)、化工、生物、制藥、食品、材料等領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和質(zhì)量分析與控制。

指標(biāo)與性能

Index＆performance

粒徑測試

• 原理：動態(tài)光散射技術(shù)

• 粒徑范圍：0.3 nm – 15 μm

• 樣品量：3 μL - 1 mL

• 檢測角度：173°+90°+12°

• 分析算法：Cumulants、通用模式、CONTIN、NNLS

Zeta電位測試

• 原理：相位分析光散射技術(shù)

• 檢測角度：12°

• Zeta范圍：無實際限制

• 電泳遷移率范圍：> ±20 μ.cm/V.s

• 電導(dǎo)率范圍：0 - 260 mS/cm

• Zeta測試粒徑范圍：2 nm – 110 μm

分子量測試

• 分子量范圍：342 Da – 2 x 107 Da

微流變測試

• 頻率范圍：0.2 – 1.3 x 107 rad/s

• 測試能力：均方位移、復(fù)數(shù)模量、彈性模量、粘性模量、蠕變?nèi)崃?/p>

粘度和折光率測試

• 粘度范圍：0.01 cp – 100 cp

• 折光率范圍：1.3-1.6

趨勢測試

• 模式：時間和溫度

系統(tǒng)參數(shù)

• 溫控范圍：-15° C - 110° C+/- 0.1°C

• 冷凝控制：干燥空氣或者氮氣
  

• 標(biāo)準(zhǔn)激光光源：50 mW 高性能固體激光器， 671 nm

• 相關(guān)器：最快25 ns采樣，最多 4000 通道，1011 動態(tài)線性范圍

• 檢測器：APD （高性能雪崩光電二極管）

• 光強控制：0.0001% - 100%，手動或自動

軟件

• 中文和英文

• 符合21CFR Part 11

原理圖

儀器檢測

檢測參數(shù)

• 顆粒體系的光強、體積、面積和數(shù)量分布

• 顆粒體系的 Zeta 電位及其分布

• 分子量

• 分布系數(shù) PD.I

• 擴散系數(shù) D

• 流體力學(xué)直徑 D H

• 顆粒間相互作用力因子 k D

• 溶液粘度

檢測技術(shù)

• 動態(tài)光散射

• 電泳光散射

• 靜態(tài)光散射

NS-90Z 納米粒度及電位分析儀

產(chǎn)品介紹

NS-90Z 納米粒度及電位分析儀是珠海歐美克儀器有限公司在成功引進和吸收馬爾文帕納科公司（Malvern Panalytical）納米顆粒表征技術(shù)后，在NS-90納米粒度分析儀基礎(chǔ)上進一步增加zeta電位測試功能而推出的新一款產(chǎn)品。

NS-90Z具有優(yōu)越的粒度和電位分析功能，能滿足廣大納米材料、制劑開發(fā)和生產(chǎn)用戶的顆粒粒度和表面電位的測試需求。該儀器使用電泳光散射技術(shù)測定zeta電位，動態(tài)光散射技術(shù)測量粒子和分子粒度，以及靜態(tài)光散射技術(shù)測定蛋白質(zhì)與聚合物的分子量。

NS-90Z融合馬爾文帕納科M3-PALS相位分析檢測技術(shù)，并廣泛采用全 球化供應(yīng)鏈的優(yōu)質(zhì)光電部件，例如進口雪崩式光電二極管（APD）檢測器和He-Ne氣體激光器等，加上精確的內(nèi)部溫控技術(shù)、密閉光纖光路以及先進軟件算法，保障了數(shù)據(jù)的高重復(fù)性、準(zhǔn)確性和靈敏度，使該型號儀器可以分析寬廣的粒徑、濃度及電位范圍的樣品。

NS-90Z同時支持SOP標(biāo)準(zhǔn)操作，以及測量數(shù)據(jù)智能評估，方便用戶使用。

技術(shù)指標(biāo)

【粒徑】

• 測量范圍：0.3nm – 5000nm（以樣品為準(zhǔn)）

• 測量原理：動態(tài)光散射法

• 重復(fù)性誤差：＜1%（NIST可追溯膠乳標(biāo)樣）

• 最小樣品容積：20μL

• 最小樣品濃度：0.1mg/mL （以樣品為準(zhǔn)）

【分子量】

• 分子量測量范圍：342 Da – 2×107 Da , 由流體動力學(xué)直徑估算（動態(tài)光散射）

• 分子量測量范圍：9800 Da – 2×107 Da , 由德拜圖計算 （靜態(tài)光散射）

• 測量原理：動態(tài)光散射，靜態(tài)光散射

• 最小樣品容積：20μL（需要3-5種樣品濃度）

【Zeta電位】

• 測量原理：電泳光散射

• 靈敏度：10mg/mL 66kDa 蛋白質(zhì)

• Zeta 電位范圍：＞+500mV / ＜-500mV

• 電泳速度范圍：＞+20μ.cm/V.s / ＜-20μ.cm/V.s

• 最 高樣品濃度：40% w/v (以樣品為準(zhǔn))

• 最小樣品容積：20μL

• 最 高電導(dǎo)率：200mS/cm

• 檢測技術(shù)：M3-PALS

【系統(tǒng)參數(shù)】

• 檢測角度：90。+13。
  

• 激光光源：高穩(wěn)定He-Ne 激光器，波長633nm，功率 4mW。

• 激光安全：1類，符合CDRH 和 CE 標(biāo)準(zhǔn)

• 檢測器：雪崩式光電二極管（APD）檢測器，QE>50%

• 相關(guān)器：采樣時間25ns – 8000s，4000通道，1011動態(tài)線性范圍

• 冷凝控制方法：干燥空氣吹掃（需外接氣源）

• 溫度控制范圍：0° – 90°C

• 溫度控制精度：± 0.1°C

• 電源：AC 90 – 240V, 50 – 60Hz

• 功率：50W

典型應(yīng)用

? 膠體和乳液表征

? 藥物分散體和乳液

? 脂質(zhì)體和囊泡

? 粒子和表面的 Zeta 電位

? 墨水、碳粉和顏料性能改進

? 優(yōu)化水處理中絮凝劑的用量以降低水處理成本

? 縮短穩(wěn)定分散體和蛋白質(zhì)溶液的開發(fā)時間

? 了解產(chǎn)品穩(wěn)定或不穩(wěn)定的原因，提高產(chǎn)品保質(zhì)期

? 防止形成蛋白質(zhì)聚集體

? 增加蛋白質(zhì)濃度時保持穩(wěn)定性

BeNano 90 Zeta 納米粒度及 Zeta 電位儀

——90°散射粒度 + Zeta 電位二合一型

  儀 器 簡 介

  BeNano 90 Zeta 納 米 粒 度 及 Zeta 電 位 儀 是 BeNano 90 +BeNano Zeta 二合一的光學(xué)檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)中集成了動態(tài)光散 DLS、電泳光散射 ELS 和靜態(tài)光散射技術(shù) SLS，可以準(zhǔn)確的檢測顆粒的粒徑及粒徑分布，Zeta 電位，高分子和蛋白體系的分子量信息等參數(shù)，可廣泛的應(yīng)用于化學(xué)、化工、生物、制藥、食品、材料等領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和質(zhì)量分析與控制。

指標(biāo)與性能

粒徑測試

• 粒徑范圍：0.3 nm – 15 μm*

• 樣品量：3 μL – 1 mL*

• 檢測角度：90 ° & 12°

• 分析算法：Cumulants、通用模式、CONTIN

Zeta 電位測試

• 技術(shù)：相位分析光散射

• 檢測角度：12°

• Zeta 范圍：無實際限制

• 電泳遷移率范圍：> ±20 μm.cm/v.s

• 電導(dǎo)率范圍：0 – 260 mS/cm

• 最小樣品量：0.75 mL – 1.0 mL

• Zeta 測試粒徑范圍：2 nm – 110 μm

  分子量測試

• 分子量范圍：342 Da – 2 x 10 7 Da*

  
  

  趨勢測量

• 模式：時間和溫度

  
  

  粘度測試

• 粘度范圍：0.01 cp – 100 cp*

  
  

  系統(tǒng)參數(shù)

• 溫控范圍：-10° C - 110° C，精度 ±0.1° C

• 激光光源：50 mW 高性能固體激光器， 671 nm

• 相關(guān)器：最多 4000 通道，1011 動態(tài)線性范圍

• 檢測器：APD ，高性能雪崩光電二極管

• 光強控制：0.0001% - 100%，手動或自動

  *取決于樣品和選件

原理圖

儀器檢測

檢測參數(shù)

• 顆粒體系的光強、體積、面積和數(shù)量分布

• 顆粒體系的 Zeta 電位及其分布

• 分子量

• 分布系數(shù) PD.I

• 擴散系數(shù) D

• 流體力學(xué)直徑 D H

• 顆粒間相互作用力因子 k D

• 溶液粘度

  檢測技術(shù)

• 動態(tài)光散射

• 電泳光散射

• 相位分析光散射
  

• 靜態(tài)光散射