高浓度电位仪

关键词：Zeta电位、高浓度样品、脂肪乳图1. 不同浓度下的医用脂肪乳高浓度样品的Zeta电位测试一直是用户的关注点，而如何阐释测试结果也是困惑用户的问题之一。颗粒体系的Zeta电位取决于颗粒表面的化学组成和溶液环境，例如pH，盐的种类和浓度，表面活性剂等等添加物的种类和含量。在一个稀释的浓度下，Zeta电位和颗粒物的含量之间没有必然联系，然而当体系浓度超过一个临界浓度时，需要考虑到颗粒所携带的电荷对于环境的贡献、颗粒之间的相互作用力等等因素对于测试结果的影响。在这篇应用报告中，我们使用丹东百特仪器公司新推出的BeNano 90 Zeta纳米粒度电位仪检测了分散在水性环境中的不同浓度下的医用脂肪乳的Zeta电位。BeNano中的毛细管电极，具有较短的4mm光程，即使对于浓度较高的样品也可以进行有效测试。原理和设备 电泳光散射技术ELS是利用激光照射在样品溶液或者悬浮液上，检测向前角度的散射光信号。在样品两端施加一个电场，样品中的带点颗粒在电场力的驱动下进行电泳运动。由于颗粒的电泳运动，样品的散射光的频率会产生一个频移，即多普勒频移。利用数学方法处理散射光信号，得到散射光的频率移动，进而得到颗粒的电泳运动速度，即电泳迁移率μ。通过Herry方程，我们把颗粒的电泳迁移率和其Zeta电位ζ联系起来：其中ε为介电常数，𝜂为溶剂粘度，f(κα)为Henry函数，κ为德拜半径倒数，α代表粒径，κα代表了双电层厚度和颗粒半径的比值。丹东百特公司的BeNano 90 Zeta纳米粒度电位仪，使用波长671 nm，功率50 mW激光器作为光源，在90度角进行粒径检测，在12度角进行Zeta电位检测。采用PALS相位分析光散射技术。样品制备和测试条件脂肪乳原液浓度为20% w/v，由于脂肪乳的配方中没有发现盐类，所以使用蒸馏水将脂肪乳样品进行稀释，配置成不同浓度的样品。通过BeNano 90 Zeta内置的温度控制系统开机默认测试温度控制为25℃±0.1℃。样品注入毛细管电极，利用电泳光散射进行Zeta电位测试。每一个样品在放入样品池后进行至少三次测试，以检测结果的重复性和得到结果的标准偏差。测试结果和讨论图2. 不同浓度脂肪乳的Zeta电位通过图2不同浓度下脂肪乳的Zeta电位曲线可以看出，在2% - 20% w/v较高浓度范围内，样品的Zeta电位值的幅值极低大约在5-7 mV范围内。浓度低于2%时Zeta电位幅值随浓度降低逐渐升高，直至0.5%浓度。临界浓度出现在0.5%左右，0.5% - 0.002%的稀释浓度范围内，Zeta电位在-41mV至-44mV范围内小幅波动，可以认为电位值在这个区间内是稳定的。高浓度下脂肪乳的Zeta电位幅值极低，这可能是由于两个原因造成的。1.由于脂肪乳颗粒浓度非常高，脂肪乳在电场力作用下的电泳运动受限，颗粒之间的相互碰撞和颗粒之间的相互作用力导致电泳速度较慢。2.脂肪乳本身所携带的电荷对于溶液环境做出了不可忽视的贡献，增加了整体溶液环境的离子强度。相对较高的离子强度一定程度屏蔽了脂肪乳颗粒的Zeta电位。3.随着浓度降低，以上两个原因造成的影响逐渐降低，Zeta电位值向真实值回归我们可以认为，在临界浓度0.5%以上的较高浓度范围内检测到的Zeta电位为表观Zeta电位，并不代表体系的真实值。而在一个宽泛的稀释浓度范围内得到的相对稳定的Zeta电位值代表了体系的真实电位水平。结论这个应用报告中，我们采用了丹东百特公司的BeNano纳米粒度及Zeta电位仪对于一系列浓度下脂肪乳样品的Zeta电位进行了表征。结果展示出BeNano独有的光路体系和光程极短的毛细管电极对于高浓度样品的Zeta电位的表征能力。同时我们可以明显的看出颗粒物浓度对于Zeta电位的影响。为了准确的得到体系的Zeta电位，我们建议用户在不改变溶液环境的条件下，将高浓度样品进行一定程度的稀释，如果有必要的话更应该对于未知体系进行浓度滴定实验。

ZetaFinder ZF400 高浓度Zeta电位分析仪产品特点：1)采用专门的电动声波振荡技术，该仪器可完成非凡的电动测量结果，从而避免了传统的微电泳技术的许多限制和局限。2)提供数据快速准确而不需要稀释样品，从而避免了稀释器材的使用和错误(样品稀释，Zeta电位将彻底改变) 3)该仪器可同时测量Zeta电位、PH、电导、温度等指标。样品在测量时甚至可以进行滴定操作；4)坚固的、多功能的、镀金的Zeta浸入探头可以用于样品室或独立的容器中；5)自动滴定法用于简单的IEP测量；6)样品可被强烈搅拌或混合，因此不会产生沉淀物；7)高频电场采用非常短的脉冲，因此样品测量时不会产生错误；8)可实时测量实际样品；9)不使用光学技术，因此可以在任何pH值下分析固体、不透明或半透明样品；10)可测量水溶液、非水溶液分散系，分散系浓度范围从0.1% ~60%。非常轻松就可测量1nm到50um的样品颗粒；11)该仪器操作非常简单。它提供电脑控制、自动测量，不须特别的样品池，样品可随时从任何现场或实验中获取，可直接实时获得理想的数据ZetaFinder ZF400 高浓度Zeta电位分析仪技术参数：1)测量样品不需要稀释或样品准备，从而消除了操作失误和数据的不确定性，同时节省了时间；2)物有所值的谐振硬件设计；3)宽粒径测量范围：从1nm到30um；4)自动电位和容积测量用于简单快速的等电位（IEP）测定、表面活性剂的吸附效果和许多其他动态测定；5)由于机载样品混合和/或测量时的泵送能力，没有粒子沉降的不利影响；6)Zeta浸入探头可以用于样品室或独立的容器中，测量精确、重复性好，方便使用；7)可测量高粘度的样品，样品浓度可从0.1%到60%；8)可在0-14的pH值范围内进行测定；9)可同时测量Zeta电位、PH、电导、温度等指标；10)最小样品容量10ml，没有较大容量限制；11)微软支持的软件界面，带强大的数据管理功能；12)12个月的保质期和免费的技术咨询 创新点：ZetaFinder ZF400 高浓度Zeta电位分析仪采用专门的电动声波振荡技术，该仪器可完成非凡的电动测量结果，从而避免了传统的微电泳技术的许多限制和局限，该仪器可同时测量Zeta电位、PH、电导、温度等指标。样品在测量时甚至可以进行滴定操作；ZetaFinder ZF400 高浓度Zeta电位分析仪

2014中国科学仪器发展年会（ACCSI 2014）于2014年4月18日上午9:00在北京京仪大酒店正式召开。300余位相关政府领导及业内专家、300余位仪器企业负责人、40家媒体及200余位其他有关机构代表出席了会议。美国康塔仪器公司首席代表杨正红先生参加了此次会议。 在此次会议中，美国康塔仪器产品DT-300系列高浓度Zeta电位分析仪荣获2013年科学仪器行业最受关注国外仪器奖。DT-300其专利技术--电声学测量技术测量胶体体系的Zeta 电位。对于高达50％（体积）浓度的样品，无需进行样品稀释或前处理即可直接测量。 与传统的表征方法相比，超声技术的最大优点就是超声波能够穿透高浓悬浮液进行传播，因而不用任何稀释即可表征原浓体系。超声法的这 个特性对于粒径分布和Zeta电位测量均适用。 DT-300 系列结构设计紧凑，超声探头能直接在样品的原始条件下测量zeta电位。外置Zeta电位滴定装置(DT-310)可自动、快速地判断等电点，可快速得到最佳分散条件或絮凝条件。该仪器的软件易于使用，通用性强，非常适用于科研及工厂的优化控制。 DT-300高浓度Zeta电位分析仪完美解决了传统方法中需要稀释样品或进行其它的样品处理的问题，填补了此项技术的空白。为高浓体系样品分析领域提供了更为有效且精准的分析方法。下图为高岭土在不同pH条件下用六偏磷酸钠进行滴定的zeta电位变化曲线, 证明在pH=10的条件下, 浓度为0.6%六偏磷酸钠能对高岭土取得最好的分散效果。