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
  

• 標準激光光源：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

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

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粒可使其高效緩釋，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哂袠藴驶僮?SOP)功能，讓不同實驗室、不同實驗員間的測量按照同一標準進行，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。

    納米粒度和zeta電位的測試方法有很多種，粒度可以采用動態(tài)光散射原理、超聲波衰減法、電鏡等來做測試，zeta電位測試方法主要有相位分析光散射（PALS）法、電聲法、流動電位法、顯微電泳法等。每種方法都有其各自的優(yōu)劣勢。今天就動態(tài)光散射測試納米粒度和相位分析光散射（PALS）法測試zeta電位做個介紹。

一、納米粒度及zeta電位分析儀的應(yīng)用領(lǐng)域：

隨著科技的發(fā)展納米粒度及zeta電位分析儀的應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛，比如：醫(yī)藥、材料、鋰電、涂料、化妝品、航天、環(huán)保等。在制造過程中的質(zhì)量控制，可以采用在線納米粒度儀，藥物輸送系統(tǒng)優(yōu)化等；zeta電位的測試可以用來評價樣品狀態(tài)穩(wěn)定性，化妝品和工業(yè)乳液穩(wěn)定性研究；納米顆粒制備和合成工藝優(yōu)化，先進的膠體穩(wěn)定性分析和優(yōu)化，聚合物的表征。

今天小編以蔗糖鐵溶液為案例，給大家簡單介紹下動態(tài)光散射測試納米粒度及相位分析光散射法測試zeta電位。

檢測前準備

（1）樣品展示：

蔗糖鐵溶液主要為呈現(xiàn)深褐色，顏色比較深，對于zeta電位的測試是很有挑戰(zhàn)的。粒度測試也有難度。這對于儀器的精度和技術(shù)有比較高的要求。

（2）分析儀器：動態(tài)光散射DLS納米粒度及zeta電位分析儀 

型號：ZS 920

二、檢測步驟：

通過之前的文章我們知道有流動電位法，流動電流法，顯微電泳法，電泳光散射法等測量方法，其中流動電位法，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；顯微電泳法，電泳光散射法適于測量膠體顆粒的zeta電位，我們的蔗糖鐵溶液就是通過電泳光散射法來測量的。下面就是具體的檢測步驟。

1）打開儀器后面的開關(guān)及電腦顯示器。

2）打開操作軟件，選擇所要保存數(shù)據(jù)的文件夾

3）將待測溶液加入粒度樣品池比色皿（水相用塑料，有機相用玻璃）中，插入樣品槽，蓋上儀器外蓋。

4）設(shè)定測試參數(shù)

5）開始測量

6）數(shù)據(jù)分析

三、測試數(shù)據(jù)：

1）粒度測試結(jié)果展示

2. zeta電位測試結(jié)果展示

四、我們的優(yōu)勢：

梓夢科技的納米粒度及zeta電位分析儀具有以下幾點優(yōu)勢：

（1）高效的信噪比和抗干擾能力，它是利用光纖技術(shù)集成發(fā)射光路和接收光路，從而有效地提高了信噪比和抗干擾能力。

（2）先對散射光信號進行頻譜預(yù)分析，獲取需要細化分析的頻譜范圍，然后在窄帶范圍內(nèi)進行高分辨率的頻譜細化分析，從而獲得準確的散射光頻移。

（3）基于雙電層理論模型，求解顆粒的雙電層厚度，獲得準確的顆粒半徑與雙電層厚度的比值，再利用最小二乘擬合算法獲得精確的Henry函數(shù)表達式，進而有效提高了納米粒度及zeta電位分析儀的測量精度。

（4）Henry函數(shù)的取值：使用最小二乘曲線擬合算法對Wiersema計算的精確Henry函數(shù)值進行擬合， 得到優(yōu)化Henry函數(shù)表達式.

（5）強大易用的控制軟件；ZS-920系列納米粒度及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，具有符合21CFR Part11要求的軟件，滿足制藥企業(yè)用戶對數(shù)據(jù)管理的要求。

   如對動態(tài)光散射納米粒度和zeta電位分析儀有更多疑問隨時歡迎來電咨詢。

       隨著科技的發(fā)展，人們再也不為吃喝拉撒而犯愁，吃就不必說了，一天三餐一頓都不能少，今天我們來講的就是喝。而我們所喝的飲品也很多，其中一個早已經(jīng)成了生活的必需飲品，它就是牛奶。總覺得自己不喝它，身體就會缺少營養(yǎng)似的；如今，又會糾結(jié)是全脂好，還是脫脂好？

       介紹

       牛奶是乳脂球體在碳水化合物、礦物質(zhì)、脂肪顆粒和酪蛋白膠束的水溶液，酪蛋白膠束是牛奶中Z大的溶解成分。有四種類型的酪蛋白膠束，粒徑在100-200nm之間。這篇研究的目的是使用Litesizer500納米粒度電位儀測試牛奶的顆粒度和zeta電位，包括全脂和脫脂牛奶；而且研究鹽濃度對zeta電位的影響。

       實驗

       全脂（3.5%脂肪）和脫脂（0.5%脂肪）牛奶從本地超市采購。對于顆粒度測試，牛奶和去離子水以1:200（v/v）比例稀釋，然后過濾（Whatman 5μm針孔過濾器）。顆粒度通過動態(tài)光散射測試，在20℃下以背散射模式進行。運行次數(shù)、聚焦位置和光強衰減由儀器自動Z優(yōu)化。

       對于zeta電位測試，制備四種牛奶用NaCl（0,10,20,40mM）溶液以1:200比例稀釋。Zeta電位在25℃下用電泳光散射測試。應(yīng)用電壓和運行次數(shù)都由儀器自動Z優(yōu)化。

       結(jié)果與討論

       脫脂牛奶在光強粒度分布時顯示一個單峰（圖1），對應(yīng)流體力學(xué)直徑是175nm、5次重復(fù)測試的標準偏差是2.5%。很可能通過5μm針孔過濾器過濾了更大的脂肪顆粒，留下的酪蛋白膠束作為主要顆粒粒徑是100-200nm。

Fig.1 DLS intensity size (radius) distribution of skimmed milk

       全脂牛奶DLS測試觀察到了不同的現(xiàn)象（圖2）。光強粒度分布顯示兩個峰，表明是一個雙峰分布，平均顆粒尺寸是135nm和527nm，標準偏差（5次重復(fù)測試）10%左右。小顆粒有可能是酪蛋白膠束，大顆?？赡苁菤埩舻闹械瘸叽缰绢w粒。與脫脂牛奶相比，全脂牛奶不僅有更多的脂肪而且包含的脂肪顆粒有更寬的尺寸范圍。

Fig.2 DLS intensity size (radius) distribution of whole milk

       Zeta電位測試結(jié)果如圖3所示。脫脂和全脂牛奶樣品在四種鹽濃度（0,10,20,40mM）測試。脫脂牛奶zeta電位結(jié)果分別是-42.0、-37.2、-32.7、-27.6mV，全脂牛奶zeta電位結(jié)果分別是-38.9、-35.9、-31.9、-27.0mV。所有數(shù)據(jù)點（每個數(shù)據(jù)點重復(fù)5次測試）的標準偏差在1.5%以內(nèi)。兩種牛奶隨著鹽濃度增加zeta電位數(shù)值減小。結(jié)果是可以預(yù)見的，因為鹽濃度越高會減弱顆粒的德拜雙電層也就是zeta電位。而且在每個濃度脫脂牛奶比全脂牛奶有更高的zeta電位，然而隨著鹽濃度增加差距在變小。

Fig.3 Zeta potential VS salt concentration for skimmed milk (blue) and whole milk (red)

       結(jié)論

       我們成功地用Litesizer? 500測試了脫脂牛奶和全脂牛奶的顆粒度和zeta電位。

                          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。

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標準操作，以及測量數(shù)據(jù)智能評估，方便用戶使用。

技術(shù)指標

【粒徑】

• 測量范圍：0.3nm – 5000nm（以樣品為準）

• 測量原理：動態(tài)光散射法

• 重復(fù)性誤差：＜1%（NIST可追溯膠乳標樣）

• 最小樣品容積：20μL

• 最小樣品濃度：0.1mg/mL （以樣品為準）

【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)

• 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 標準

• 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