泽塔电位分析仪:选择指南

有许多问题与以希腊字母ζ代表的ζ电位有关。“一些救生药物，在注射前看起来是透明的，但里面有大颗粒漂浮，油漆结块，烹饪酱汁结块，自来水浑浊，这些都是类似的问题。”欧洲杯猜球平台

Zeta潜力与小颗粒上的电荷密度相关联欧洲杯猜球平台^我．在许多情况下，但不是所有情况下，阻止粒子聚集的排斥力是电荷集中的结果。欧洲杯猜球平台它不能直接测量;然而，它可以通过测定ζ电位来理解。

这个势的平方与静电斥力的关系。当这个势降为零时，斥力降为零，不稳定将在没有空间斥力的情况下发生。有各种各样的方法来定义电势，但每一个都有一个共同点:电势不是直接测量的;这是由电泳迁移率决定的电泳迁移率是由电泳速度决定的。将带电粒子置于电场中会产生一种称为电泳的运动。

最着名的种类是凝胶电泳，广泛用于蛋白质和DNA分区。介质是像海绵状凝胶。颗粒或微电泳没有使用凝胶;带电粒子在液体中移欧洲杯猜球平台动。应当注意，当在互联网上寻找电泳时，可能发生与凝胶电泳有关的许多次数。搜索'Zeta潜力'将导致更合适的信息。如果希望购买Zeta潜在分析仪，则必须提出以下一般问题。

各种技术的分类

• 如何建立要求:定量和定性?
• 什么方法最有可能解决这个问题?

分类技术

分类应首先检查一些常用的方法来对商业上可获得的方法进行分类。方法可以分为三种:

• 集合平均：激光散射
• 集中:声学方法
• 成像：单粒子观察

II.1分类:成像，单粒子观测

经典的方法使用类似的单元格，如图1所示。

图1所示。van GILS'经典微电泳细胞。图片来源:布鲁克海文仪器公司

施加的电压会产生电场，带电粒子在相反标志欧洲杯猜球平台的电极方向上行进。单个颗粒是使用秒表定时的欧洲杯猜球平台，因为它们在显微镜的目标中通过掩模版建立的距离行进。电泳速度，ܸ建立了。然而，如果电压增加，速度也会增加。因此，这不是一个问题，一个内在的性质是指定的，电泳移动性，µ_ep．ܸ

等式1

尽管如此，由于细胞设计，反向流动发生，因为带电实体结合或吸附在细胞壁。这导致侵入性电渗透速度V_eo．如果不加以防止，所记录的速度就是电渗透和电泳的总和。

测量需要靠近细胞壁，在所谓的静止平面上，其中电渗透抵消。这种情况是这些方法的限制。尽管Zeta电位的初始图像分析仪一次研究了一个粒子，但新版本采用CCD相机，并自动化现场粒子的追踪。欧洲杯猜球平台但是，作为单粒子器件，它们不平均达到平均μ的数值_ep确定平均ζ潜力。

有一个更小的阈值的颗粒大小与任何方法是必要的图像。根据光学原理，这一限制接近100纳米，并且排除了许多必需的纳米粒子。欧洲杯猜球平台ζ势和µ之间有不同的关系_ep，但最常出现的历史模型是斯摩卢乔夫斯基的模型，它体现在所有工具使用的标准方程中:

等式2

其中ε和η是液体的相对介电常数(介电常数)和体积粘度和ε_o是一个常数。^II通常，这个方程只适用于大粒子(比，极其粗略地，几十纳米大)和大盐浓度(比，极其粗略地，几十欧洲杯猜球平台毫摩尔大)。然而，为了历史的目的，如果没有另外说明，正是这种联系被用来确定zeta电位。

分类:浓缩物，声学方法

在水中悬浮的993nm聚苯乙烯胶乳的1％规格看起来像部分稀释的牛奶。除了看通过的路径长度是否在毫米或两个下方，除了突出在电场中移动的粒子的图像太厚，样品太厚。欧洲杯猜球平台对于任何类型的当前商业通往光散射来确定Zeta电位是太密集的。光在其存在之前乘以散射，预计将与另外的颗粒相遇并散射。这是声学方法可以有助于辅助的情况，从约1％到50％的体积分数^.iii

这是相对简单的稀释1%乳胶，同时保持电荷密度附近的粒子。然而，对于大量的工业样品来说，并非每次都是这样。如果不采取特别的预防措施，电荷密度就会发生变化。在某些情况下，例如一般的乳剂，在稀释过程中保持电荷密度可能是具有挑战性的，但如果在稀释后很快进行测量，就会得到很好的结果。此外，在这种情况下，用初始样品中相同浓度的分散剂稀释——这同样代表微乳液。

当一个振荡电场作用在带电粒子悬浮体中的电极上时，悬浮体的浓度与附近介质的浓度不同，粒子就会振荡，产生极低的声波。欧洲杯猜球平台要想发现这种弱信号与其他效应(串扰)相近，需要一个延迟棒和一个合理的方法来计算振荡场的应用频率。它可以根据粒子和液体的许多物理属性而变化。这种方法被称为ESA，电动声波振幅。

另一种方法是使用声波换能器使带电粒子产生交流电，这种交流电可以被悬浮装置附近的电极检测到。欧洲杯猜球平台这被称为CVI，胶体振动电流，或CVP，胶体振动可能性。

这些不同的方法统称为EAA，即电声衰减法。这些方法各有优缺点，取决于样品、强度和液体。如果这是浓缩的必要措施，这两种方法中的任何一种都是可取的方法。将测量到的声学属性(阻抗、衰减、速度)或电声属性(振动电位、电流)与粒径分布、电荷密度(导致电位)和浓度之间的联系联系起来的数学是复杂的。

没有完全理解这是该方法的缺陷，特别是对于那些没有经验的人。尺寸可以用声音衰减的声学和Zeta电位进行，但仅适用于足够小的尺寸。另外依赖于粒子密度的小。

另一个障碍是，通过观察相位的频率依赖性，还可以从电声衰减中获得尺寸。然而，其他粒子和液体属性是参与者。

分类:集合平均，激光散射

最常用的zeta电位分析仪是建立在激光光散射的基础上的:电泳(ELS)或相分析(PALS)。在ELS中，通过计算多普勒位移频率来确定电泳速度。在PALS中，可以计算相位变化，从中可以测量电泳速度。

图二。激光散射光学配置为ζ潜在的决心。图片来源:布鲁克海文仪器公司

在这两种情况下，一小部分初始波束(参考波束)被重新路由，并传送一个静态频率，一旦与散射波束重新组合，就会注意到差异。这允许检查频率和相移的正负迁移率和ζ电位。

这可以在图II中看到。在插入电极之前，如果参考光束被阻塞并且采用数字自相关器来评估散射光信号，则可以采用这种精确的光学配置作为动态光散射粒子Sizer。（光子计数器是数字自相关器的元素;因此，可以另外评估散射光的强度。

如果粒子是分散的蛋白质或聚合物，这些信息还会产生分子量。)欧洲杯猜球平台应该注意的是，大小和电位的分类是两种不同的测量方法，而不是共生的。不像传统的微电泳仪器探测相对较少的粒子，在光散射体积中粒子的数量是非常大的，通常远高于几千。欧洲杯猜球平台因此，这些仪器不是单个粒子计数器，平均结果是在大量散射粒子上的平均结果。欧洲杯猜球平台

然而，为了准确地理解散射，样品被稀释;如果不是，多次散射会造成内部散射角和探测器位置的不匹配。这种协议在许多粒子的散射体积，但稀释样品很容易实现与胶体欧洲杯猜球平台，纳米颗粒和蛋白质。这些样品看起来清澈到部分混浊。

三、规格与定义

III.1定量规格

这种要求可以注册如下：

• 吞吐量
• 精确
• 精度
• 决议
• 再现性
• 电泳淌度范围

由于每种技术覆盖了一个相似的ζ可能范围(-100 mV到+100 mV)，因此不可能确定这个要求。然而，电泳迁移率是不同的。在式2中，可以看到非极性液体(ε小)和/或粘性液体(η大);虽然ζ电位可能是显著的，电泳迁移可能是轻微的。如果电场不设置得非常高，则会导致小的电泳速度，这是不可取的，并可能导致有害的次级结果。

最好采用灵敏的检测方法，如PALS。在室温下的水中，一个移动单元(10^－４厘米²/V•s)对应12.8 mV。与ELS一样，经典的方法被限制在几毫伏。但宝贝可测量低至0.001移动单位。

在室温下的水中，总电压为0.0128 mV，无法用ELS进行评估。而在油酸中，当室温下油酸的介电常数与粘度之比是水的1000倍时，总介电常数为12.8 mV。表一给出了一些例子。

表我。流变性比，ε/η归一化到水。资料来源:布鲁克海文仪器公司

测试
水	0.89 cP	78	1．0
甲苯	0.56 cP	2.38	0．05
乙二醇	17 cP	40	0.03
油酸	26 CP	2.46	0.001

吞吐量是以下时间的总和:

• 分析时间
• 清理时间
• 样品制备时间
• 数据减少/打印输出/解释时间

样品准备可以只有几分钟，或者需要使用滚轮或轨道振动筛隔夜润湿。使用较新的仪器，测量或分析时间通常相当短;然而，对于较老的单粒子方法，可能需要更长的时间。如果没有记录足够的粒子，统计偏差是可行的。欧洲杯猜球平台这不是一个使用声或光散射技术的问题。

同样，使用现代计算机，数据缩减和打印输出也在迅速进行。理解数据的持续时间因每个分析师和设定的规格而异。清洗时间经常被错误计算，因为如果在流动系统和浓缩液中不小心使用，样品可能会被较早的样品污染。

在这种情况下，一次性单元格很有用。应该确定每小时或每天需要进行的测量次数。如果单点表征(每次相同的溶液条件)是必要的，或者对于IEP来说，在特定的pH值或添加强度下ζ电位为零的等电点?这种类型的测量需要自动滴定器或手动测量pH值或添加剂浓度的变化。

III.2定义

精确度是识别实验结果是否接近“真实”值的一种手段。对于无法校准的方法，或者对于“真”值不确定或没有很好地指定的任何附加情况，那么精度就没有意义了。尽管如此，当一个以上的方法是相关的，通过对比在多种方法，不同的仪器和机构，精度可以形成。

NIST标准参考材料SRM 1980由针铁矿组成，浓度为500 mg/L，在极其严格的磷酸盐和高氯酸钠溶液环境下制备，pH值为2.5。在这些条件下，电泳迁移率，µ_ep=(+2.53±0.12)µ•cm/V•s, 95%置信水平。这几乎是正负5%。与球的粒度测定相比，电泳迁移率测量在广义上是相当精确的。

精度是在采用相同环境的重复测量中的视差指示，包括仪器，样品和操作员。准确性（链接到系统不准确）和精度（与随机不准确相关）链接：多重测量的结果可以紧密地乐队（高精度，低随机误差），但该组的平均值可能是距离真实距离价值（低精度，高系统误差）。

尽管如此，如果测量结果非常精确，那么重复的测量结果就会接近实际值。然而，精确的平均值可能包括高或低的精度。在这种情况下，精度限制了精度。许多zeta电位测量的精度不超过5%，这取决于电导率。在较高的电导率(例如，大于100毫米离子强度)，热冲击导致精度降低。

分辨率是测量分布中不同元素之间可检测到的最低差异的指标。发现宽的或多模态的ζ电位分布是不常见的，因此，分辨力不是确定ζ电位的关键问题。组合是例外。

重现性是不同机器、操作人员、样品准备等之间差异的量化指标。当对比在两台理论上相同的机器上产生的结果时，它变得非常重要。在这个行业中，这样的情况相当普遍，一个制造商和一个型号的许多机器被购买到全球不同的实验室和/或地点使用。

它显着的分辨率，传达作为值阵列的分辨率如何超越了只有一个机器的标准精度。在这些情况下，对同一样本进行循环测试并采用相同的规定条件是有益的，以分离任何机器到机器变体。

III.3定性规范

额外的定量要求，有定性要求对购买任何分析仪器至关重要。这些包括以下内容：

• 支持:在仪器的保修期内，在整个安装过程中，在仪器的可用时间内，是否有培训、服务和协助?现在可以从世界多个地区以半价购买仪器，但它们不包括大多数用户预期的那种帮助。
• 便于使用：该仪器是由受过如何使用培训的专家使用，还是由缺乏经验且只能临时使用的用户使用?尽管“一键式”装置的目标是值得称赞的，但如果只是因为取样和样品制备并不总是一键式的，它就很难实现。
• 多功能性：仪器是否管理小型，中等和大盐强度的水性样品？除了非极性液体之外，仪器可以用极性吗？仪器是否可以与稀释样品或浓缩物或两者一起使用？
• 生命周期成本：仪器费用只是一个思考的一个元素。如果劳动密集型，生命周期费用可能相当大。需要清理费用吗？生命周期成本可能高于不同的选项。

每个事项都有，支持可能是最关键的。在决定相似或相同设备的卖方之间，那么提供更好的支持的人可以整体获胜。2020欧洲杯下注官网客户经常猜测最大的供应商或最令人印象深刻的网站提供最佳支持。

经常，这些是具有最大的开销的卖家，他们可能无法意识到Zeta潜在确定的分析仪器的销售产生了大量的利润来保持课程。在过去的25年中，Zeta潜在仪器的领导者较小，忠诚的公司。

四、缩小可能性，做出选择

必须提出的问题是，测量需要多少信息。仅仅是ζ电位的符号是必要的还是监测随时间和加法的变化?确定IEP、等电点、pH值或使ζ电位为零的添加剂的强度是否是一个特定的要求?是否有必要用一个专门的自动滴定仪来自动化它的操作与中心仪器的操作相结合?

如果预先添加颗粒尺寸和/或分子量，则ELS和PALS是选择的方法。如果成本是关键因素，则经典的光学选择通常是，但如果没有考虑劳动力成本，则最便宜。它们通常比替代方法更慢并受运营商偏差影响。声学仪器通常是最昂贵的，光散射选择有些中间地面。

如果需要在不稀释的情况下进行测量，声学仪器是最合适的。清洁和交叉污染是一个问题，另外，它们通常是相当困难的使用。在作出初步测量以获得有用的建议之前，有必要先看看附录。

附录：抽样和样品制备

一旦选择缩小到每组中的一两种方法和一到三个卖家。在此之后，应将样本发送给每个，并应要求结果。通过评估结果，应识别关于移动范围的问题的答案。还可以确定公司提供供应商疑问和结果的及时性的援助。对样本属性提出大量相关查询的供应商可能是提供未来支持的最佳。

为了建立感兴趣的电泳迁移率范围，应采取初步测量，特别注意保证采样和样品制备对于分析的每个样品是相同的。主要是，如果样品不是经常发生的，则应假设可能存在多于一个采样循环，样品制备和范围建立。

对于经常发生的样本，应咨询参考文献。很容易认为具有最大的仪器，声称的使用范围是最有效的。虽然它可能适用于手头的样品，但它可能不是最好的选择。

初始问题是确保样本是整个典型的，并且在没有偏见的情况下分裂，无偏见跨越待发送的许多样品。对抽样有很大的文献，可以参考，但简洁地说明：如果样品是干粉，则是从干燥颗粒的移动流的必要样品，绝对穿过整个流以防止欧洲杯猜球平台按大小隔离。

一旦样品被降低到一个可控制的尺寸(大约一公斤或更小)，就应该使用一个旋转的来复条来创造更小、更均匀的部分，并根据尺寸分布均匀地分散。(这对颗粒大小越来越重要，对电动电势)。如果样品是液体中的悬浮液，在将其分成更小的批次之前，应该小心翼翼地使用滚子(较大尺寸)或轨道摇床(胶体和纳米颗粒分散)将其轻轻混合。

对于大的、致密的颗粒，在整个分离欧洲杯猜球平台过程中应特别注意沉降分离。第二个问题是要保证所有的供应商都提供了相同的样品制备说明。如果不是，收集的结果的分类将比不同的仪器方法或不同的供应商更能说明不同的样品准备。

如果使用不同的润湿剂、分散剂或pH值剂，尤其如此，因为这些都会改变表面电荷密度。应该参考文献以及供应商，因为他们关于如何正确制备样品的建议是未知的。

以下是任何体面供应商应询问的问题以及应向他们提供的信息。

• 样品是否粉末，稀释分散体，溶解的聚合物或蛋白质，或浓缩物？
  • 如果浓缩物，它们是否可以稀释而不改变电势?如果是，稀释剂是什么?
• 如果有的话，需要什么添加剂?优先吸附在表面上的添加剂将影响zeta电位。
  • 润湿剂在颗粒和空气上减小接触角，允许液体润湿表面。欧洲杯猜球平台
  • 分散剂在有足够长度的粒子上增加斥力来测量ζ势。欧洲杯猜球平台
  • 稳定剂增加了颗粒间的长期斥力，主要用于产品的长期性能。欧洲杯猜球平台
  • 注意:任何单一添加剂都可以提供其中的两种特性，但不能提供所有这三种特性。同样值得重申的是:进入表面的添加剂(润湿剂、分散剂、稳定剂)改变了zeta电位。
• 如果有的话，需要多少能量?分散粒子需要多长时间?欧洲杯猜球平台如果形成了一个新的表面，则极有可能改变zeta电位。
  • 最小的能量是最好的，比如手动旋转，轻微的滚动或轨道摇晃。低功率超声浴比强功率超声探头更能产生新的表面积，改变尺寸分布和zeta电位。它因样本而异。

为了正确地理解测量结果，以下关于粒子和液体特性的一个或多个信息对作出估计是必要的或有帮助的:

粒子特性:最关键的是任何表面处理

• 类型:乳胶、粘土、有机颜料、药物、油/水乳液等。
• 知识渊博的分析师只需掌握他们所处理的化学知识，就能估计出许多粒子的性质。
• 表面处理:在加入润湿剂和分散剂之前，主要元素的ζ电位。

介质的属性

• 类型:水或有机溶剂的化学名称
• 粘度、粘度和温度是计算时必需的。
• 介电常数(相对介电常数)、eo和温度是计算的必要条件。
• 水悬浮液的pH值会影响静电稳定粒子的ζ电位，所以在采取额外步骤之前，知道起始点是什么是有用的。欧洲杯猜球平台
• 离子强度，I，涉及基于水性样品的导电性，是盐，酸/基础和离子添加剂如润湿和分散剂的自由离子浓度的函数。

参考文献

^我这里小的意思大部分低于一微米：胶体，纳米粒子，蛋白质等。湿润时的所有宏观表面欧洲杯猜球平台
发展电荷，虽然这样的电荷密度可能对粘附在表面的东西有深刻的影响，它是zeta电位
它决定了分散的稳定性欧洲杯猜球平台。
^II自由空间的介电常数，ε_o= 8.854 x 10^-12法拉/ m。
^IIID. Fairhurst, American Pharmaceutical Review，第16卷，2013年4月。

此信息已采购，从Brookhaven仪器公司提供的材料进行审核和调整。欧洲杯足球竞彩

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