纳米粒度与ZETA电位

纳米粒度与Zeta电位分析仪,颗粒特性分析测定仪器,英国马尔文公司激光衍射粒度分析仪0.023500微米500/1000Hz扫描速率激光动态光散射分析仪23000纳米/ZETA电位干粉/喷雾粒度分析仪在线粒度分析仪高浓度超声粒度分析仪绝对分子量测定仪1001e12Daltons高浓度背散射粒度分析仪0.66000nm!(New!),美国康塔公司全自动比表面及孔隙度分析仪(分析站数可选1/2/3/6)0.005m2/g3.55000埃压汞仪3.6纳米426微米孔径化学吸附仪(TPR/TPD)流动法快速比表面测定仪全自动真密度计自动堆密度分析仪,英国马尔文仪器有限公司_激光粒度分析仪的创始人-世界上最大的激光粒度分析仪专业设计和生产厂家-世界上第一台相关处理器-世界上第一台激光衍射法粒度分析仪，-世界上第一台激光PCS粒度分析仪-世界上第一台超声粒度分析仪-销售量占世界第一，仅中国大陆已有700台以上-已获得ISO9001标准,欧洲EMC标准认证,GMP标准认证，唯一完全符合美国FDAQSpec要求-多方位应用支持，在中国设立了技术服务中心-全国现有上海，北京，广州，成都，西安五个办事处（沈阳办事处在筹建中），共有七个专业服务工程师，可提供及时完善的专业服务,.,.,.,.,.,.,.,激光粒度分析技术的先锋,常见粒度分析方法,统计方法代表性强,动态范围宽分辨率低筛分方法38微米-沉降方法0.01-300微米光学方法0.001-3500微米,非统计方法分辨率高代表性差,动态范围窄重复性差显微镜方法光学1微米-电子0.001微米-电域敏感法0.5-1200微米,光学方法,激光衍射方法(0.02-3500微米)PCS光子相关光谱方法(0.001-6000纳米)光阻方法(0.01-250微米)英国马尔文仪器公司世界最大的专业设计及制造厂家,激光衍射方法,ThePrinciple,Smallparticlesscatterlightatwideangles,Laser,Particles,Detector,FourierLens,Beam,Largeparticlesscatterlightatnarrowangles,PHOTONCORRELATIONSPECTROSCOPY(PCS)光相关光谱纳米粒度分析仪Zeta电位分析仪,INTERACTIONOFLIGHTWITHMATTER:MIETHEORY,什么是光相关光谱(PCS)?,相关器工作原理,LargeParticles,PerfectCorrelation,SmallParticles,G,1.00,0,t=0,Time,t=,检测难点,小粒子信号非常弱样品浓度与多重散射,新一代纳米粒度及电位分析仪,2003年5月全新推出Nano系列多种组合:粒度，电位，检测角度，自动滴定系统ZS:173度检测，0.6-6000nm,0.1PPM-40%ZS90:90度检测,1-3000nm特点:高灵敏度APD检测器最新技术相关器:非侵入式背散射专利(NIBS):提高灵敏度,宽浓度范围M3专利新一代PALS技术新一代专利折叠式毛细管样品池可与自动滴定系统组成在线分析,新一代纳米粒度及电位分析仪,新一代纳米粒度及电位分析仪,THEZETASIZERRANGE,用微量电泳法测定水和非水体系中粒子的Zeta电位Zeta电位可权威地预测分散体系(悬浮液，乳化液)的长期稳定性用光相关光谱测量分散体系中粒径分布,提高灵敏度,通常牺牲准确性，用增加激光能量来提高散射光强度,使用高能量激光器的缺点,增加样品吸光度会导致样品发热，破坏稳定性不可预测的安全限量增加成本,最好的方法是使用高灵敏监测器提高计数率,ZETASIZERHS(HIGHSENSITIVITY),马尔文推出新型光子电子计数器检测器(newgenerationofavalanchephotodiodes(APDs)优越性：提高灵敏度,至少20倍(比传统PM-光电背增管检测器)可在极低浓度下测量，不需增加激光能量避免热扰动效应，保证结果准确延长仪器使用寿命，降低故障率,雪崩式光子电子计数检测器,固态二极管检测器(Solidstatediodedetectors)当光子撞击时，产生了电子空穴对产生的高压加速了电子运动被加速的电子获的足够的能量进一步导致电离度的增加，如同雪崩一样。最初的光子能雪崩式产生大量的约106电子这个数量级远大于普通的光电备增器(photomultiplierdetector)因此有了新一代的雪崩式光子电子计数器检测器,应用实例:Absorbingsystems,测碳黑样品,计数率越高越好，结果重复性越好,核心部件:相关器,最新一代相关器4000通道,最小采样时间为25纳秒(前一代512通道,最小采样时间为50纳秒)可提供更准确的结果,非侵入式背散射-NIBS专利,新型专利技术-非侵入式背散射专利(NIBS)NIBS-Non-InvasiveBack-Scatter检测角度:173可大大提高信噪比,灵敏度比90度角提高50倍(因为背景噪音主要为大粒子,信号主要在小角度可自动调节样品池位置,在高浓度时可消除多重散射,所以样品浓度范围可以很宽:0.1PPM-40%,NIBS(非入侵式背散射)技术,光纤探测精确确定样品池内的测量部位增大散射体积提高测量粒径上限测量低浓度小颗粒的灵敏度增高0.1mg/mL的溶解酵素(14,400Da)测量高浓度乳液不用稀释40wt%的硅胶,可自动调节测量位置以减低吸收与提高信噪比,Cholesterol387Da,20mg/ml,Hydrodynamicdiameter=0.64nm,ZETAPOTENTIAL,WHATISZETAPOTENTIAL?,Zeta电位是一个粒子在特定介质中获得的全部电荷，它不同与表面电荷Zeta电位可判断分散体系的稳定性pH,盐浓度和其它添加剂可改变分散体系中粒子的Zeta电位，由此可研究分散体系的稳定性的机理。Zeta电位越高，稳定性越好。,Sternlayer,ZETAPOTENTIAL,Withinthediffuselayerisanotionalboundary(theslippingplane)withinwhichtheparticleactsasasingleentityThepotentialatthisboundaryistheZETAPOTENTIAL,Slippingplane,Diffuselayer,-,-100,0,mV,Distancefromparticlesurface,Surfacepotential,Zetapotential,Particlewithnegativesurfacecharge,ZETAPOTENTIAL,主要检测方法:1.声波方式:a.测的是动态迁移率,需经换算才可得到,但换算需大量参数:Soundspeed,Heatcapacity,Density,Viscosity,Volumetricthermalexpansioncoefficient,particlesizeb.样品与介质的密度一定要差别大,不然测不出,所以这种方法不适合一般乳液,微乳液等,但适合于矿物,陶瓷浆料等2.电泳方式,HowisitMeasured(Electrophoresis),-,-,-,-,-,-,-,-,+,-,ELECTRODE,ELECTRODE,ELECTRICALATTRACTION,VISCOUSDRAG,=microns/sec,Volts/cm,Mobility=velocity,electricalfieldstrength,Particle,TheZetaPrinciple,+,-,NegativelyChargedParticle,两种样品池,+,-,+,-,Capillarycell,Dipcell,DipcellvsCapillarycell,HowisitMeasured?,+,-,Dipcell,Whilstthedisposabledipcelllooksattractive,thefollowingdrawbacksareimmediatelyapparent.Inordertomaintainuniformelectricfields,theelectrodesmustberelativelyclosetogetherandoflargecrosssectionalarea.Voltsappliedgeneratesacurrent.VoltsXAmps=Watts=heating.Thetemperaturemustnotchangeotherwisetheviscositywillchange.Thereforetheappliedvoltageisverylimited.,HowisitMeasured?,+,-,Dipcell,只能加低电压,分辨率不好Lowvoltage=Lowresolution,HowisitMeasured?,+,-,Dipcell,Claimsthatthedisposablecellpreventssamplecontaminationisalsoclearlynonsense,asthisisirrelevantunlesstheelectrodesarealsocarefullycleanedbetweensamples,毛细管样品池,HigherelectricfieldspossibleHighersaltconcentrationcanbemeasuredLessproblemwithelectrodecontamination,astheelectrodesarecleanedbyflushingbetweensamplesAutomationpossible.Autotitratorpossible,+,-,Capillarycellvsdipcell,Capillary,DipCell,Clearly,athighervoltages,wewillhavemuchgreaterresolutionindetectingthemovementoftheparticlesandhencetheZetapotential,ProblemswiththeCapilliaryCellElectroosmosis&StationaryLayers,StationaryLayers,最新的技术,M3专利，电场快速，慢速交替变化，可以得到更准确，更高分辨率的结果。PALS专利，检测相位的变化，灵敏度远远高过传统的检测频率变化,ResolutiontestofamixtureofDTS0050latex(-50mV)CMLlatex(-60mV)Carboxyllatex(-84mV)Sulphatelatex(-108mV),M3:HIGHRESOLUTIONMODE,www.malvern.co.uk,M3技术可以提供非常好的分辨率,达1MV,M3:HIGHRESOLUTIONMODE,ResolutiononotherinstrumentswithoutM3,www.malvern.co.uk,ResolutiononotherinstrumentswithoutM3usingdipcell.,PhaseAnalysisofverylowmobilitydata,Zeta电位测量:折叠毛细管样品池,世界上首个折叠毛细管Zeta电位测量样品池这种包含电极的一次性样品池,不用清洁与维护,不存在样品交叉污染与沉结.也可用于同类样品的多次测量也可用于颗粒度测量样品池的紧密吻合设计保证无漏接触.当与选项的MPT自动滴定仪联用时成为自动滴定测量的一部分由于不可能存在样品交叉污染与沉结,测量比使用普通的样品池更可靠,ZETAPOTENTIALANDDISPERSIONSTABILITY,+30mV或30mV可看作稳定不稳定的分界线30mV,和-30mV认为是稳定态。,ZETA电位与散射体系的稳定性,影响ZETA电位的因素,要了解影响分散体系稳定性的因素,就要了解下列因素怎样影响Zeta电位及粒径变化的pH电导率添加剂浓度,这需要作大量的实验，如果使用自动滴定器，这些变化就会重复出现，提高研究效率,MPT-2自动滴定仪,全自动:pH滴定,加酸或碱电导率滴定,指数渐进加盐添加剂滴定,线性渐进加添加剂自动分子量测量等电点应用用于蛋白质总样可小于3ml,MPT-2自动滴定器的特点,TheMPT-2专为Zetasizer设计内存标准自动操作程序TitratorOperatingProcedures(TOPs)3个独立的进样系统高效，低成本小体积,完全匹配操作简单，参数可选，结果可靠按程序自动从酸到碱到盐变化许多用户都配置了自动滴定系统,MPT-2特点及优越性,精确滴定轻松使用，维护简单软，硬件色彩标记显著内置专家建议方案,滴定精度0.3微升用户要自已动手的部件降到最少且可在几分钟更换操作简单，专家帮助实时出现,三种滴定方式,pH滴定滴加酸或碱电导滴定以浓度对数形式的步幅滴加盐添加剂滴定以设定步幅线性滴加盐和其它添加剂,样品,盐,碱,酸,废弃物,流动池,ZETA电位与pH关系,Pharmaceuticals,Advantagessensitivity,precision,lowsamplevolume,highconcentration,easeofuseProductformulationStudyeffectsofdifferentcomponentsinaformulationonthezetapotentialStabilitytestingPredictlongtermstabilityReducenumberoftrialformulationsbyselectingonlythepromisingformulationstotestEmulsionsMaynotbepossibletodilutewithoutchangingthesizeMicro-emulsions10-40volume%,cannotdiluteDrugdelivery,Theeffectofchangingtheformulationsofproductsontheirlongtermstabilitycanbestudiedbymeasuringtheeffectontheirzetapotential,ZetaPotentialOfVaccineFormulations,-100,0,100,ZetaPotential(mV),2,4,6,8,Intensity,Mean=-52mV,FormulationA,-100,0,100,ZetaPotential(mV),2,4,6,8,Intensity,Mean=-24mV,FormulationB,SOMEPARTICLESIZES.,RedBloodCell.7000nmBacteria/YeastCells.2000-3000nmSmallestparticleseenthroughalightmicroscope.200nmViruses10-100nmMadCowDiseasePrions.10-20nmProtein(lysozyme).3nm,www.malvern.co.uk,ProteinStabilisedEmulsions,Effectofproteintype,ProteinB,3,4,5,6,7,8,9,40,20,0,-20,-40,-60,pH,ZetaPotential(mV),pH,SilversonMixer,UltrasonicBath,3,4,5,6,7,8,9,50,40,30,20,10,0,-10,-20,pH,ZetaPotential(mV),ProteinStabilisedEmulsions,Effectofpreparationprocedure,Drugdelivery,Formulationofhydrophobicdrugsasastableemulsion,e.g.ICIsDiprivan,KabipharmaceuticalsDiazamulsSizemeasurementasafunctionoftimehasbeenusedtooptimisethesolubilisationofadruginamicro-emulsionformulationZetapotentialcanbeusedtomonitorthecoatingefficiencyofPolyEthyleneGlycol(PEG)ontoliposomesThethicknessofacoatingpolymerlayercanbemeasuredahighdegreeofrepeatability,whichisrequiredtoproduceusefuldata,CyclosporinMicroemulsions,%inclass,2,4,6,8,1,0,1,2,-,5,0,-,4,0,-,3,0,-,2,0,-,1,0,0,1,0,2,0,ZetaPotential(mV),pH,NanosphereswithoutF68,NanosphereswithF68,Amphiphilicb-CyclodextrinNanospheres,CoatedLiposomes:StericStabilisation,10-4,0,10-5,10-3,10-2,10-1,ElectrolyteConcentration(mol/l),400,600,200,z-AverageDiameter(nm),-30,-20,-40,-10,0,ZetaPotential(mV),StabilityofSolidLipidNanoparticles(SLN),StabilityofSolidLipidNanoparticles(SLN),Biotechnology,AdvantagesLowvolume,precision,combinedsizeandzetapotential,easeofuseProteomics,thestudyofproteinsandtheiruseintherapeuticapplicationsExaminetheeffectsofsalts,heat,pHandorganicdispersantsonthesizeStudyhowconformation(shape)-affectsproteinfunctionalityMeasuremolecularweighttostudyproteinbindingImprovetheextractionofproteinsfromafermentationprocess,Biotechnology,ApplicationsGenetherapyThermalstabilitystudies,meltingpointsProteinself-interactionsProteinconformationHowactivityisrelatedtostructure,e.g.pHdependenceofstructureofinsulinPeptidecharacterisationCanaggregateatacriticaltemperature,thisisdependantoncompositionandconcentrationCanbeunder2nmat1,600Da,Genetherapy,Genetherapyistheprocessbywhichgeneticmaterialisdelivered,bymeansofavector,topatientsforatherapeuticpurposeVectorsaredeliveryvehicles-usuallyavirusoraliposome-usedtotransportthegeneticmaterialtotargetcellsinthebodyBothcationicandanionicliposomesarecurrentlybeinginvestigatedasvectorsforgenetherapy,-,6,0,-,4,0,-,2,0,0,2,0,4,0,6,0,ZetaPotential(mV),MolarRatioofPlasmid:Liposome,1:0.2,1:0.4,1:0.6,1:1.2,1:0.8,1:1,1:1.4,CationicLiposomesInGeneTherapy,MeasuringVirus:AntibodyInteractions,120,140,160,180,200,z-AverageDiameter(nm),Proteinprocessing,SystemrequireshighsensitivityProteinsmeasuredcanbesmallanddilutewhichrequiresasensitivesystemtocharacteriserepeatablySizeOptimisetheconditionsofmicrofiltrationofproteinsfromfermentationbrothsZetapotentialMinimiseaggregatestominim