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BeNano 180 Zeta Pro 纳米粒度及 Zeta 电位分析仪

BeNano 180 Zeta Pro 纳米粒度及 Zeta 电位分析仪

——背向 + 90°散射粒度 + Zeta 电位三合一型

仪 器 简 介

BeNano 180 Zeta Pro 纳米粒度及Zeta电位分析仪是BeNano 90+BeNano 180+BeNano Zeta 三合一的顶 级光学检测系统。该系统中集成了背向 +90°动态光散射 DLS、电泳光散射 ELS和静态光散射技术 SLS，可以准确的检测颗粒的粒径及粒径分布，Zeta 电位，高分子和蛋白体系的分子量信息等参数，可广泛的应用于化学、化工、生物、制药、食品、材料等领域的基础研究和质量分析与控制。

指标与性能

Index＆performance

粒径测试

• 原理：动态光散射技术

• 粒径范围：0.3 nm – 15 μm

• 样品量：3 μL - 1 mL

• 检测角度：173°+90°+12°

• 分析算法：Cumulants、通用模式、CONTIN、NNLS

Zeta电位测试

• 原理：相位分析光散射技术

• 检测角度：12°

• Zeta范围：无实际限制

• 电泳迁移率范围：> ±20 μ.cm/V.s

• 电导率范围：0 - 260 mS/cm

• Zeta测试粒径范围：2 nm – 110 μm

分子量测试

• 分子量范围：342 Da – 2 x 107 Da

微流变测试

• 频率范围：0.2 – 1.3 x 107 rad/s

• 测试能力：均方位移、复数模量、弹性模量、粘性模量、蠕变柔量

粘度和折光率测试

• 粘度范围：0.01 cp – 100 cp

• 折光率范围：1.3-1.6

趋势测试

• 模式：时间和温度

系统参数

• 温控范围：-15° C - 110° C+/- 0.1°C

• 冷凝控制：干燥空气或者氮气
  

• 标准激光光源：50 mW 高性能固体激光器， 671 nm

• 相关器：最快25 ns采样，最多 4000 通道，1011 动态线性范围

• 检测器：APD （高性能雪崩光电二极管）

• 光强控制：0.0001% - 100%，手动或自动

软件

• 中文和英文

• 符合21CFR Part 11

原理图

仪器检测

检测参数

• 颗粒体系的光强、体积、面积和数量分布

• 颗粒体系的 Zeta 电位及其分布

• 分子量

• 分布系数 PD.I

• 扩散系数 D

• 流体力学直径 D H

• 颗粒间相互作用力因子 k D

• 溶液粘度

检测技术

• 动态光散射

• 电泳光散射

• 静态光散射

BeNano 90 Zeta 纳米粒度及 Zeta 电位仪

——90°散射粒度 + Zeta 电位二合一型

  仪 器 简 介

  BeNano 90 Zeta 纳 米 粒 度 及 Zeta 电 位 仪 是 BeNano 90 +BeNano Zeta 二合一的光学检测系统。该系统中集成了动态光散 DLS、电泳光散射 ELS 和静态光散射技术 SLS，可以准确的检测颗粒的粒径及粒径分布，Zeta 电位，高分子和蛋白体系的分子量信息等参数，可广泛的应用于化学、化工、生物、制药、食品、材料等领域的基础研究和质量分析与控制。

指标与性能

粒径测试

• 粒径范围：0.3 nm – 15 μm*

• 样品量：3 μL – 1 mL*

• 检测角度：90 ° & 12°

• 分析算法：Cumulants、通用模式、CONTIN

Zeta 电位测试

• 技术：相位分析光散射

• 检测角度：12°

• Zeta 范围：无实际限制

• 电泳迁移率范围：> ±20 μm.cm/v.s

• 电导率范围：0 – 260 mS/cm

• 最小样品量：0.75 mL – 1.0 mL

• Zeta 测试粒径范围：2 nm – 110 μm

  分子量测试

• 分子量范围：342 Da – 2 x 10 7 Da*

  
  

  趋势测量

• 模式：时间和温度

  
  

  粘度测试

• 粘度范围：0.01 cp – 100 cp*

  
  

  系统参数

• 温控范围：-10° C - 110° C，精度 ±0.1° C

• 激光光源：50 mW 高性能固体激光器， 671 nm

• 相关器：最多 4000 通道，1011 动态线性范围

• 检测器：APD ，高性能雪崩光电二极管

• 光强控制：0.0001% - 100%，手动或自动

  *取决于样品和选件

原理图

仪器检测

检测参数

• 颗粒体系的光强、体积、面积和数量分布

• 颗粒体系的 Zeta 电位及其分布

• 分子量

• 分布系数 PD.I

• 扩散系数 D

• 流体力学直径 D H

• 颗粒间相互作用力因子 k D

• 溶液粘度

  检测技术

• 动态光散射

• 电泳光散射

• 相位分析光散射
  

• 静态光散射

一．纳米粒度及zeta电位分析仪的介绍

梓梦科技的ZS-920系列纳米粒度及zeta电位分析仪是三合一的光学检测系统，该系统集成了动态光散射 DLS电泳光散射ELS和静态光散射技术 SLS，可以准确的检测颗粒的粒径及粒径分布，Zeta电位，高分子和蛋白体系的分子量信息等参数。

其中动态光散射法是用于测量粒度及分子大小；该技术可测量布郎运动下移动颗粒的扩散情况，使用光子探测器在固定的角度采集散射光，通过相关器进行自相关运算得到相关函数，再经过数学反演获得颗粒粒径信息；Zeta电位测量是分子和颗粒在施加的电场作用下做电泳运动，其运动速度和zeta电位直接相关，Zeta电位与电泳迁移率关系遵循herry方程，通过测量颗粒在电场中的电泳迁移率就能得出颗粒的zeta电位；静态光散射法用于确定蛋白质与聚合物的分子量。在此检测方法中，检测不同浓度下样品的散射光强，并且绘制曲线，由此可计算出平均分子量及第二维里系数，从而得到分子溶解程度。

二．纳米粒度及zeta电位分析仪的应用行业

纳米粒度及zeta电位分析仪广泛应用于纳米材料，生物医药，精细化工，油漆涂料，食品药品，航空航天，国防科技等行业。在纳米材料方面主要是用于研究纳米金属氧化物，纳米金属粉，纳米陶瓷材料的粒度对材料性能的影响；生物医药方面主要是分析从蛋白质，DNA,RNA，病毒，道各种抗原抗体的粒度；精细化工方面主要是用于寻找纳米催化剂的最佳粒度分布，以降低化学反应温度，提高反应速度；油漆涂料方面主要是用于测量油漆，涂料，硅胶，聚合物胶乳，颜料，油墨，水/油乳液，调色剂，化妆品等样品中纳米颗粒物的粒径；食品药品方面主要用于药物表面包覆盖纳米微粒可使其高效缓释，并可以制成靶的药物，可用来控制药物粒度的大小，以便更好的发挥药物的疗效；航空航天方面主要用于纳米金属粉添加到火箭固体推进剂中，可以显著改进推进剂燃烧性能，可用于研究金属粉的最佳粒度分布；国防科技方面主要用于纳米材料增加电磁能转化为热能的效率，从而提高对电磁波的吸收性能，可以制成电磁波吸波材料，不同粒径纳米材料具有不同的光学特性，可用于研究吸波材料的性能。

     纳米粒度及zeta电位分析仪之所以能受广大客户的喜爱，除了它应用的行业广泛之外，纳米粒度及zeta电位分析仪的控制软件具有纳米颗粒粒度和zeta电位测量功能，一键式测量，自动调整散射光强， 无需用户干涉，自动优化光子相关器参数，以适应不同样品，让测量变得如此轻松。控制软件更具有标准化操作(SOP)功能，让不同实验室、不同实验员间的测量按照同一标准进行，测量结果更具有可比性。测量完成自动生成报表，以可视化的方式展示测量结果，让测量结果一目了然。

    纳米粒度和zeta电位的测试方法有很多种，粒度可以采用动态光散射原理、超声波衰减法、电镜等来做测试，zeta电位测试方法主要有相位分析光散射（PALS）法、电声法、流动电位法、显微电泳法等。每种方法都有其各自的优劣势。今天就动态光散射测试纳米粒度和相位分析光散射（PALS）法测试zeta电位做个介绍。

一、纳米粒度及zeta电位分析仪的应用领域：

随着科技的发展纳米粒度及zeta电位分析仪的应用领域很广泛，比如：医药、材料、锂电、涂料、化妆品、航天、环保等。在制造过程中的质量控制，可以采用在线纳米粒度仪，药物输送系统优化等；zeta电位的测试可以用来评价样品状态稳定性，化妆品和工业乳液稳定性研究；纳米颗粒制备和合成工艺优化，先进的胶体稳定性分析和优化，聚合物的表征。

今天小编以蔗糖铁溶液为案例，给大家简单介绍下动态光散射测试纳米粒度及相位分析光散射法测试zeta电位。

检测前准备

（1）样品展示：

蔗糖铁溶液主要为呈现深褐色，颜色比较深，对于zeta电位的测试是很有挑战的。粒度测试也有难度。这对于仪器的精度和技术有比较高的要求。

（2）分析仪器：动态光散射DLS纳米粒度及zeta电位分析仪 

型号：ZS 920

二、检测步骤：

通过之前的文章我们知道有流动电位法，流动电流法，显微电泳法，电泳光散射法等测量方法，其中流动电位法，流动电流法可以测量几乎所有尺寸的宏观固体表面上的zeta电位，特别适合于测量膜等大尺寸平面样品的zeta电位；显微电泳法，电泳光散射法适于测量胶体颗粒的zeta电位，我们的蔗糖铁溶液就是通过电泳光散射法来测量的。下面就是具体的检测步骤。

1）打开仪器后面的开关及电脑显示器。

2）打开操作软件，选择所要保存数据的文件夹

3）将待测溶液加入粒度样品池比色皿（水相用塑料，有机相用玻璃）中，插入样品槽，盖上仪器外盖。

4）设定测试参数

5）开始测量

6）数据分析

三、测试数据：

1）粒度测试结果展示

2. zeta电位测试结果展示

四、我们的优势：

梓梦科技的纳米粒度及zeta电位分析仪具有以下几点优势：

（1）高效的信噪比和抗干扰能力，它是利用光纤技术集成发射光路和接收光路，从而有效地提高了信噪比和抗干扰能力。

（2）先对散射光信号进行频谱预分析，获取需要细化分析的频谱范围，然后在窄带范围内进行高分辨率的频谱细化分析，从而获得准确的散射光频移。

（3）基于双电层理论模型，求解颗粒的双电层厚度，获得准确的颗粒半径与双电层厚度的比值，再利用最小二乘拟合算法获得精确的Henry函数表达式，进而有效提高了纳米粒度及zeta电位分析仪的测量精度。

（4）Henry函数的取值：使用最小二乘曲线拟合算法对Wiersema计算的精确Henry函数值进行拟合， 得到优化Henry函数表达式.

（5）强大易用的控制软件；ZS-920系列纳米粒度及zeta电位分析仪的控制软件具有纳米颗粒粒度和zeta电位测量功能，一键式测量，具有符合21CFR Part11要求的软件，满足制药企业用户对数据管理的要求。

   如对动态光散射纳米粒度和zeta电位分析仪有更多疑问随时欢迎来电咨询。

       随着科技的发展，人们再也不为吃喝拉撒而犯愁，吃就不必说了，一天三餐一顿都不能少，今天我们来讲的就是喝。而我们所喝的饮品也很多，其中一个早已经成了生活的必需饮品，它就是牛奶。总觉得自己不喝它，身体就会缺少营养似的；如今，又会纠结是全脂好，还是脱脂好？

       介绍

       牛奶是乳脂球体在碳水化合物、矿物质、脂肪颗粒和酪蛋白胶束的水溶液，酪蛋白胶束是牛奶中Z大的溶解成分。有四种类型的酪蛋白胶束，粒径在100-200nm之间。这篇研究的目的是使用Litesizer500纳米粒度电位仪测试牛奶的颗粒度和zeta电位，包括全脂和脱脂牛奶；而且研究盐浓度对zeta电位的影响。

       实验

       全脂（3.5%脂肪）和脱脂（0.5%脂肪）牛奶从本地超市采购。对于颗粒度测试，牛奶和去离子水以1:200（v/v）比例稀释，然后过滤（Whatman 5μm针孔过滤器）。颗粒度通过动态光散射测试，在20℃下以背散射模式进行。运行次数、聚焦位置和光强衰减由仪器自动Z优化。

       对于zeta电位测试，制备四种牛奶用NaCl（0,10,20,40mM）溶液以1:200比例稀释。Zeta电位在25℃下用电泳光散射测试。应用电压和运行次数都由仪器自动Z优化。

       结果与讨论

       脱脂牛奶在光强粒度分布时显示一个单峰（图1），对应流体力学直径是175nm、5次重复测试的标准偏差是2.5%。很可能通过5μm针孔过滤器过滤了更大的脂肪颗粒，留下的酪蛋白胶束作为主要颗粒粒径是100-200nm。

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

       全脂牛奶DLS测试观察到了不同的现象（图2）。光强粒度分布显示两个峰，表明是一个双峰分布，平均颗粒尺寸是135nm和527nm，标准偏差（5次重复测试）10%左右。小颗粒有可能是酪蛋白胶束，大颗粒可能是残留的中等尺寸脂肪颗粒。与脱脂牛奶相比，全脂牛奶不仅有更多的脂肪而且包含的脂肪颗粒有更宽的尺寸范围。

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

       Zeta电位测试结果如图3所示。脱脂和全脂牛奶样品在四种盐浓度（0,10,20,40mM）测试。脱脂牛奶zeta电位结果分别是-42.0、-37.2、-32.7、-27.6mV，全脂牛奶zeta电位结果分别是-38.9、-35.9、-31.9、-27.0mV。所有数据点（每个数据点重复5次测试）的标准偏差在1.5%以内。两种牛奶随着盐浓度增加zeta电位数值减小。结果是可以预见的，因为盐浓度越高会减弱颗粒的德拜双电层也就是zeta电位。而且在每个浓度脱脂牛奶比全脂牛奶有更高的zeta电位，然而随着盐浓度增加差距在变小。

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

       结论

       我们成功地用Litesizer™ 500测试了脱脂牛奶和全脂牛奶的颗粒度和zeta电位。

                          什么是zeta电位分析仪？

今天梓梦科技的小编给大家介绍什么是zeta电位分析仪以及用zeta电位分析仪有哪些方法？

提到zeta电位分析仪，我们需要先了解一下zeta电位，Zeta 电位基础理论的创立者是波兰科学家斯莫鲁霍夫斯基（Smoluchowski）zeta电位是带电颗粒周围的溶液中将富集带相反符号的离子（即反离子），其中一部分反离子与颗粒表面紧密结合，构成固定吸附层，又称Stern层；另一部分反离子由于静电吸引和热扩散两种相反作用的平衡，分布在颗粒周围溶液中，构成扩散层.位于Stern层的反离子由于强大静电吸引聚集在颗粒表面而Stern层外的离子由于静电吸引较弱，形成了扩散层。两层之间的边界被定义为滑动层或剪切层。颗粒做电泳运动时，会带着固定吸附层和部分溶剂分子一起移动，与液体之间形成滑动面,定义滑动面与液体内部的电位差为zeta电位分析仪。说完了zeta电位的定义之后我们来看看影响zeta电位分析仪的因素有哪些？影响Zeta 电位的因素有很多，最主要有三点：

（1）pH的变化 

（2）电导率 (浓度，盐的类型)  

（3）组成成分浓度的变化 (如高分子，表面活性剂)

之所以用zeta电位分析仪来检测样品，主要是Zeta电位在仪器仪表行业的重要性表现其数值与胶体的稳定性相关，是对颗粒之间相互排斥力强度的度量。zeta电位越高，颗粒间排斥力越大,，颗粒分散性越好，体系就越稳定；反之，zeta电位越低，颗粒间排斥力越小,体系越不稳定，从而导致凝结或凝聚。一般来说，zeta电位的值大于30mV时,体系稳定，小于30mV时，体系不稳定。

zeta电位分析仪仪器展示：

在日常的zeta电位分析仪的检测中我们会用到哪些测量方法呢？zeta电位分析仪的方法主要有电泳法、流动电位法和流动电流法，显微成像法，电声法等。流动电位法和流动电流法可以测量几乎所有尺寸的宏观固体表面上的zeta电位，特别适合于测量膜等大尺寸平面样品的zeta电位，而电泳法适于测量胶体颗粒的zeta电位，也就是被测试体系中的颗粒粒径不能大于100μm。

    我们说了zeta电位分析仪的定义以及影响zeta电位的因素和检测的方法，后面我们会继续了解在实际的检测中我们如何用zeta电位分析仪检测样品。

NS-90Z 纳米粒度及电位分析仪

产品介绍

NS-90Z 纳米粒度及电位分析仪是珠海欧美克仪器有限公司在成功引进和吸收马尔文帕纳科公司（Malvern Panalytical）纳米颗粒表征技术后，在NS-90纳米粒度分析仪基础上进一步增加zeta电位测试功能而推出的新一款产品。

NS-90Z具有优越的粒度和电位分析功能，能满足广大纳米材料、制剂开发和生产用户的颗粒粒度和表面电位的测试需求。该仪器使用电泳光散射技术测定zeta电位，动态光散射技术测量粒子和分子粒度，以及静态光散射技术测定蛋白质与聚合物的分子量。

NS-90Z融合马尔文帕纳科M3-PALS相位分析检测技术，并广泛采用全 球化供应链的优质光电部件，例如进口雪崩式光电二极管（APD）检测器和He-Ne气体激光器等，加上精确的内部温控技术、密闭光纤光路以及先进软件算法，保障了数据的高重复性、准确性和灵敏度，使该型号仪器可以分析宽广的粒径、浓度及电位范围的样品。

NS-90Z同时支持SOP标准操作，以及测量数据智能评估，方便用户使用。

技术指标

【粒径】

• 测量范围：0.3nm – 5000nm（以样品为准）

• 测量原理：动态光散射法

• 重复性误差：＜1%（NIST可追溯胶乳标样）

• 最小样品容积：20µL

• 最小样品浓度：0.1mg/mL （以样品为准）

【分子量】

• 分子量测量范围：342 Da – 2×107 Da , 由流体动力学直径估算（动态光散射）

• 分子量测量范围：9800 Da – 2×107 Da , 由德拜图计算 （静态光散射）

• 测量原理：动态光散射，静态光散射

• 最小样品容积：20µL（需要3-5种样品浓度）

【Zeta电位】

• 测量原理：电泳光散射

• 灵敏度：10mg/mL 66kDa 蛋白质

• Zeta 电位范围：＞+500mV / ＜-500mV

• 电泳速度范围：＞+20μ.cm/V.s / ＜-20μ.cm/V.s

• 最 高样品浓度：40% w/v (以样品为准)

• 最小样品容积：20μL

• 最 高电导率：200mS/cm

• 检测技术：M3-PALS

【系统参数】

• 检测角度：90。+13。
  

• 激光光源：高稳定He-Ne 激光器，波长633nm，功率 4mW。

• 激光安全：1类，符合CDRH 和 CE 标准

• 检测器：雪崩式光电二极管（APD）检测器，QE>50%

• 相关器：采样时间25ns – 8000s，4000通道，1011动态线性范围

• 冷凝控制方法：干燥空气吹扫（需外接气源）

• 温度控制范围：0° – 90°C

• 温度控制精度：± 0.1°C

• 电源：AC 90 – 240V, 50 – 60Hz

• 功率：50W

典型应用

• 胶体和乳液表征

• 药物分散体和乳液

• 脂质体和囊泡

• 粒子和表面的 Zeta 电位

• 墨水、碳粉和颜料性能改进

• 优化水处理中絮凝剂的用量以降低水处理成本

• 缩短稳定分散体和蛋白质溶液的开发时间

• 了解产品稳定或不稳定的原因，提高产品保质期

• 防止形成蛋白质聚集体

• 增加蛋白质浓度时保持稳定性