納米粒度zeta電位儀是一種新的zeta電位儀,用于表征納米顆粒懸浮液,主要分析液體介質(zhì)中粒子或大分子的粒徑、Zeta電位和分子量三個參數(shù)。它基于重新審視的現(xiàn)代版激光多普勒電泳(LDE)技術(shù),提供很好的測量分辨率。它是Cordouan的VASCO粒度分析儀的補充,用于研究膠體溶液的穩(wěn)定性和性質(zhì)??梢杂糜跍y量固體、液體和氣體中的顆粒大小和分布,其中固體樣品需要先進(jìn)行樣品制備。通過激光散射和光學(xué)檢測技術(shù),可以確定顆粒的平均直徑、分布范圍和聚集情況等信息。同時,還可以分析顆粒形態(tài)、比表面積、表面修飾等特性。
一、zeta電位測試儀工作原理
1、先進(jìn)的測試原理:采用動態(tài)光散射原理,來測量顆粒粒徑大小的。采用動態(tài)光散射原理來研制的納米激光粒度儀,其動態(tài)光散射原理建立在分散在液體顆粒的布朗運動基礎(chǔ)之上,顆粒越小運動越快,反之,顆粒越大,運動越慢。具有不干擾,不破壞顆粒體系原有狀態(tài)的特點,從而保證了測試結(jié)果的真實性。
2、高分辨能力:使用PCS技術(shù)測定納米級顆粒大小,必須能夠分辨納秒級信號起伏。納米粒度zeta電位儀的核心部件采用微納公司研制的CR140數(shù)字相關(guān)器,具有識別8ns的很高分辨能力和很高的信號處理速度,因此可以得到準(zhǔn)確的測定結(jié)果。
3、高靈敏度與信噪比:探測器采用專業(yè)級高性能光電倍增管(PMT),對光子信號具有很高的靈敏度和信噪比,從而保證了測試結(jié)果的準(zhǔn)確度。
4、運算功能:采用自行研制的高速數(shù)字相關(guān)器CR140進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與實時相關(guān)運算,其數(shù)據(jù)處理速度高達(dá)125M,從而實時有效地反映顆粒的動態(tài)光散射信息。
5、穩(wěn)定的光路系統(tǒng):采用短波長LD泵浦激光光源和光纖技術(shù)搭建而成的光路系統(tǒng),使光子相關(guān)譜探測系統(tǒng)不僅體積小,而且具有很強(qiáng)的抗干擾能力,從而保證了測試的穩(wěn)定性。
二、主要優(yōu)勢
1、沒有電滲效應(yīng)---消除了測量中的假峰;
2、改進(jìn)型LDE技術(shù)(LDE)---高效,可靠和簡單;
3、增強(qiáng)的分辨率---比通常的相關(guān)器技術(shù)好10倍;
4、高分辨率測量---準(zhǔn)確且可重復(fù)的zeta電位分析;
5、易于使用和直觀的圖形用戶界面軟件(GUI)---交鑰匙操作;
6、用于長壽命電極的新材料---減少維護(hù)和消耗;成本效益好;
7、專為標(biāo)準(zhǔn)一次性比色杯和石英比色杯設(shè)計---易于填充;
8、分辨率比流行的電泳光散射法提高10倍。
三、主要功能
納米粒度zeta電位儀也稱為穩(wěn)定性分析儀,zeta電位測試儀。通過測量顆粒在介質(zhì)中的電動勢來確定其表面電位,從而評估顆粒的穩(wěn)定性和分散性。此外,Zeta電位儀還可以用于分析納米顆粒在介質(zhì)中的運動,推導(dǎo)出其黏度、流變性質(zhì)等信息。
四、應(yīng)用領(lǐng)域
1、在食品行業(yè)中:
?。?)食品原料的篩選和優(yōu)化:通過測量食品原料的粒徑、Zeta電位等參數(shù),可以評估原料的穩(wěn)定性、流動性和分散性,從而為食品原料的選擇和優(yōu)化提供依據(jù)。
?。?)食品配方的設(shè)計和優(yōu)化:可以幫助研究人員了解不同成分之間的相互作用,從而優(yōu)化食品配方,提高食品的品質(zhì)和口感。
?。?)食品加工過程的控制:在食品加工過程中,該儀器可以實時監(jiān)測原料和產(chǎn)品的粒徑、Zeta電位等參數(shù),為生產(chǎn)過程的控制提供數(shù)據(jù)支持,確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。
?。?)食品品質(zhì)的評價:通過對食品樣品進(jìn)行納米粒度zeta電位分析,可以評價食品的流變性能、穩(wěn)定性、乳化性等品質(zhì)指標(biāo),為食品品質(zhì)的評價提供科學(xué)依據(jù)。
(5)食品安全性的評估:可以用于檢測食品中的有害物質(zhì)、微生物等污染物,為食品安全性的評估提供技術(shù)支持。
?。?)功能性食品的研發(fā):通過zeta電位儀對功能性食品中的活性成分進(jìn)行分析,可以為功能性食品的研發(fā)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。
2、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中:
?。?)藥物輸送:可以用于研究納米藥物的粒徑、Zeta電位等特性,從而優(yōu)化藥物的輸送和釋放,提高藥物的生物利用度和治療效果。
?。?)細(xì)胞分離和純化:可以用于研究細(xì)胞的表面特性,從而實現(xiàn)對特定細(xì)胞的分離和純化,為細(xì)胞生物學(xué)研究和臨床治療提供技術(shù)支持。
(3)生物傳感器:可以用于構(gòu)建生物傳感器,通過測量生物分子的相互作用力、親和力等參數(shù),實現(xiàn)對生物標(biāo)志物的檢測和定量分析。
(4)組織工程:可以用于研究生物材料的表面特性,從而優(yōu)化組織工程支架的設(shè)計和制備,提高組織工程產(chǎn)品的生物相容性和功能性。
(5)腫瘤治療:可以用于研究納米藥物在腫瘤微環(huán)境中的分布和作用機(jī)制,從而優(yōu)化腫瘤治療方案,提高治療效果。
?。?)免疫檢測:可以用于研究免疫分子的相互作用力、親和力等參數(shù),實現(xiàn)對免疫標(biāo)志物的檢測和定量分析,為免疫診斷和治療提供技術(shù)支持。
3、在環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域:
?。?)水環(huán)境中的污染物檢測:可以用于檢測水環(huán)境中的納米顆粒物質(zhì),如重金屬、有機(jī)物等,從而評估水環(huán)境的污染程度。
(2)土壤環(huán)境質(zhì)量評價:通過測量土壤中的納米顆粒的粒徑、Zeta電位等參數(shù),納米粒度zeta電位儀可以幫助研究人員了解土壤環(huán)境的質(zhì)量狀況,為環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。
(3)大氣污染監(jiān)測:可以用于分析大氣中的氣溶膠顆粒物,如PM2.5、PM10等,從而評估大氣污染的程度和來源。
?。?)生物樣品分析:可以用于研究生物樣品中的納米顆粒物質(zhì),如藥物代謝產(chǎn)物、生物大分子等,為生物醫(yī)學(xué)研究和環(huán)境健康風(fēng)險評估提供技術(shù)支持。
?。?)納米材料的環(huán)境行為研究:可以用于研究納米材料在環(huán)境中的行為,如分散、沉降、吸附等,為納米材料的環(huán)境保護(hù)和安全管理提供理論依據(jù)。
4、在材料科學(xué)領(lǐng)域中:
(1)研究和開發(fā)新的納米材料:可以用于研究和開發(fā)新的納米材料,如納米陶瓷、納米金屬等。通過測量和分析這些材料的納米顆粒,可以了解其性質(zhì)和行為,從而指導(dǎo)材料的設(shè)計和應(yīng)用。
?。?)判定納米顆粒表面電荷的正負(fù):Zeta電位的重要功能之一是判定納米顆粒表面電荷的正負(fù),這有助于指導(dǎo)下一步的修飾、改性或者不同體系的應(yīng)用。
?。?)提高溶液體系中納米顆粒的穩(wěn)定性:Zeta電位還能判定并指導(dǎo)提高溶液體系中納米顆粒的穩(wěn)定性,這對于納米材料的制備和應(yīng)用具有重要意義。
?。?)了解分子或顆粒的分散機(jī)理:在納米科學(xué)領(lǐng)域,Zeta電位是一個非常重要的概念,它是對顆粒之間相互排斥或吸引力的強(qiáng)度的度量。根據(jù)Zeta電位,我們能夠詳細(xì)了解分子或顆粒的分散機(jī)理,這對靜電分散控制至關(guān)重要。