纳米粒度及Zeta电位分析仪详细技术文件
纳米粒度及Zeta电位分析仪详细技术文件
主要参数指标：
系统
1.高稳定性He-Ne激光器
2.激光能量调整：自动，调节范围：0.0003%-100%
3.APD检测器，量子效率QE高于60%；
4.温度控制范围：10-70度，精度+/- 0.1度；
5.可进行粒度和电位温度趋势和时间趋势测量，生成趋势报告；
粒度
1.检测范围：0.3-10000 nm
2.*高速数字相关器：>3000物理通道
3.检测位置可自动连续移动，聚焦点范围：距池壁0.45 mm –
4.65 mm
4.*单角度测量浓度：0.1ppm-40%w/v；
5.最小样品量：不大于20μL
6.*可以通过两个角度检测颗粒物团聚指数
7.可以检测颗粒物相互作用力因子kD
ZETA电位：
1.zeta适合检测粒度范围：5nm - 80um
2.zeta电位范围：± 500 mV
3.迁移率：> ± 18 μ.cm/V.s；
4.采用高频快场+低频慢场测量技术，
5.最小样品量不大于20 μL
6.电导率范围：0 - 100 mS/cm；
分子量：
1.具备动态光散射和静态光散射分子量检测功能
2.检测范围：500－1×107 Da。
纳米粒度及Zeta电位分析仪
纳米粒度及Zeta电位分析仪
适用范围及制样要求
粒度分析
测试范围：0.6nm~6µm
要求：粉体在悬浮液中必须具有很好的悬浮性，并且在10小时以内不能有沉降的趋势。
测试前须提供的条件：1）粉体对光的折射率，和吸收率；
2）悬浮液在测试温度（一般25℃）下的粘度（单位cP），
和折射率。
Zeta电位分析
粉体粒度范围：5nm~10µm
要求：粉体在悬浮液中必须具有很好的悬浮性，并且在10小时以内不能有沉降的趋势。
测试前须提供的条件：悬浮液在测试温度（一般25℃）下的粘度（单位cP），和
介电常数。
制样浓度要求
鉴于目前实验室条件有限，请自己配制好样品以后再来测试，谢谢！
已提供其在25℃时的粘度和折射率的悬浮媒介有如下几种：
水* water 乙二醇*（甘醇）ethylene glycol 庚烷heptane 煤油kerosene 合成异构烷油isopar P 十碳烷decane 四氢呋喃THF 甲苯toluene 二甲苯xylene 甲基丙烯酸甲酯methyl methacrylate
(其中，水和乙二醇的介电常数也是已知的)。
马尔文仪器(中国) ZS90 纳米粒度和Zeta电位及分子量分析仪 说明书
融合多项专利技术 挑战颗粒表征极限持续革新与优化 再创全球纳米分析新标准新一代纳米粒度和Zeta 电位及分子量分析仪颗粒大小及其分布 – 动态光散射Zeta 电位及其分布 – 激光多普勒电泳+PALS+M3---90º光散射技术·经典光散射角度，配合顶尖检测器APD ，成就极高灵敏度和信噪比的光散射仪Zetasizer nano ZS90·独特光学配置能在宽范围内完成高准确度和重复性的粒径检测·完全符合ISO 13321国际标准---新一代高速数字相关器·提供世界上最宽的动态测量范围---光路·独有的混合模式光纤技术的应用，极大程度减少光传输损耗, 提高信噪比动态光散射原理动态光散射检测由于颗粒布朗运动而产生的散射光的波动随时间的变化。
检测器将散射光信号转化为电流信号，再通过数字相关器的运算处理，得到颗粒在溶液中扩散的速度信息，即扩散系数。
通过Stockes-Einstein 方程可以得到粒径大小及其分布。
适用体系：所有能够稳定存在于溶液中作布朗运动的颗粒。
典型体系包括：乳液，有机/无机颗粒，自然/合成高分子溶液，表面活性剂，病毒，蛋白质样品等等。
应用领域：生物，医药，纳米技术，涂层，化妆品领域，化工领域等等。
领先的专利技术,挑战颗粒表征极限-- 90º和12.8 º双角度模式检测散射光·经典的90º光散射，符合ISO 13321，配合高灵敏度APD检测器及混合模式光纤技术，灵敏度比其它90º仪器高出近十倍，能测量粒径小于1纳米的样品，如右图硫胺素的结果·13º下检测,能分辨微量稳定存在的大颗粒·双角度同时检测，得到Malvern独有的缔合度参数--高性能He-Ne激光器,提供更高的信噪比·单色性高，发散性小，相干性好，单位面积功率高·软件自动控制激光能量，带来3.3x105倍的调整范围·较低的能量避免对有色样品加热及破坏颗粒的布朗运动-- APD检测器,灵敏度无出其右·雪崩式光电二极管(APD), 对光强极端敏感·超晶格结构及尖端工艺的应用，极大地降低了暗电流·软硬件结合的自动控制，检测信号完全在APD的线性范围内--标准配置研究级高速数字相关器·拥有超过4000通道·线性范围 >1011·25 ns – 8000s 的超宽动态采样时间，将指数分布与线性分布完美结合，完全收集小粒子和大粒子的动态信息。
纳米粒度及Zeta电位分析仪
仪器功能介绍：
Zetasizer Nano ZS90主要应用于生物、医药、纳米技术、涂层、化妆品领域、化工领域等等，能够测量样品的粒度和Zeta电位。
仪器主要技术参数：
粒度：可以对粒径范围0.3nm至10μm的颗粒和分子进行测量。
最大粒径范围: 0.3 nm - 10 μm *
浓度范围: 0.1ppm – 40% w/v *
检测角度: 175º和12.8º
最小样品量: 12 μl
Zeta电位：能够对水分散和非水分散体系中的zeta电位进行精确的测量。
粒径测量
Zeta电位范围: 无实际限制
电泳迁移率: 0 –无实际上限
最大样品电导率: 200mS/cm
最大样品浓度: 40% w/v
最小样品量: 150 μl
粒径范围: 3.8nm - 100 μm *
仪器使用注意事项：
1.本台仪器需要预约，使用者请与平台相关人员联系，请不要擅自使用仪器。
2.禁止使用任何强腐蚀性溶剂。
3.拷取数据必须使用中心的公共U盘。
纳米粒度与ZETA电位参考课件
. ... . ..
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
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
10,000 - 2x107 Da
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THE ZETASIZER RANGE
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
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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
[G]
0 t =0
Small Particles Large Particles
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: 1. 高灵敏度APD检测器 2. 最新技术相关器: 3. 非侵入式背散射专利(NIBS):提高灵敏度,宽浓度范围 4. M3专利 5. 新一代PALS技术 6. 新一代专利折叠式毛细管样品池 7. 可与自动滴定系统组成在线分析
纳米粒度和Ze电位仪安全操作规定
纳米粒度和Ze电位仪安全操作规定前言纳米材料在现代科技领域中应用广泛。
为了确保仪器的稳定性和精确性，本文将重点介绍纳米粒度和Ze电位仪的安全操作规范。
纳米粒度仪（NanoParticle Size Analyzer）安全操作规定仪器安装与准备1.仪器应安装在水平稳固的工作台上，以免在操作过程中发生意外事故。
2.仪器上电前，应确保仪器内部无任何杂质和异物，如残留试样、灰尘以及外部杂质等。
3.仪器上电后，应预热半小时以上，以确保仪器达到稳定状态。
仪器操作1.操作时应戴手套，以防止汗液等化学物质对试样产生干扰。
2.操作过程中，应避免仪器受到外力冲击，以免对仪器的精度和稳定性产生影响。
3.测量纳米粒度时，应选择合适的介质溶液，严格遵守配制方案。
4.操作完毕后，应关闭仪器电源并清理试样残留物。
5.仪器出现异常时，应立即关闭电源，排除故障后再次使用。
安全注意事项1.对于化学物质敏感的人群，应避免直接接触纳米材料和介质溶液。
2.操作人员需定期接受检查，以确保其身体状况符合相关安全要求。
3.仪器应定期维护和保养，保证其长期稳定性和精确性。
4.在仪器使用期间，应避免小孩等非专业操作人员进入实验室，以免发生人身伤害。
Ze电位仪（Zeta Potential Analyzer）安全操作规定仪器安装与准备1.仪器应安装在无静电干扰的环境中，以免仪器精度受到干扰。
2.仪器上电前，应确保仪器内部无任何杂质和异物，如残留试样、灰尘以及外部杂质等。
仪器操作1.操作时应戴手套、护目镜、防静电服等安全防护用品，以保障安全。
2.操作过程中，应避免仪器受到外力冲击，以免对仪器的精度和稳定性产生影响。
3.测量前，应严格按照添加试剂的量和比例进行配制，确保试剂的准确性和一致性。
4.操作完毕后，应关闭仪器电源并清理试样残留物。
5.仪器出现异常时，应立即关闭电源，排除故障后再次使用。
安全注意事项1.操作人员需具有一定的电学和化学背景知识，严格遵守标准操作程序。
Zeta电位及粒度分析仪使用操作规程
Zeta电位及粒度分析仪使用操作规程预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制ZetaPALS型Zeta电位及粒度分析仪使用操作规程—美国Brookhaven公司粒度测定：1 打开仪器后面的开关及显示器。
2 打开BIC Particle Sizing Software程序，选择所要保存数据的文件夹（File—Datebase—Create Fold新建文件夹；File—Datebase—双击所选文件夹—数据可自动保存在此文件夹），待机器稳定15~20分钟左右后使用。
3 待测溶液经过离心或过滤处理后，将待测溶液加入比色皿（水相用塑料，有机相用玻璃）中，盖上比色皿盖，插入样品槽，关上黑色盖子和仪器外盖。
4 点程序界面parameters，对测量的参数进行设置：Sample ID 输入样品名；Runs扫描遍数；T emp.设置温度(5-70℃)；Liquid选择溶剂（Unspecified是未知液，可输入Viscosity 和Ref.Index值，可以查文献，其中Ref.Index可由阿贝折射仪测得）；Angle在90°不能改；Run Duration是扫描时间，一般2min，观察程序界面左上角Count Rate如小于20Kcps，则延长测量时间（5min或更长）。
5 Start开始测量。
6 数据分析：程序界面左上角Effective Diameter是直径，Polydispersity是多分散系数（<0.02是单分散体系，0.02-0.08是窄分布体系，>0.08是宽分布体系），Avg. Count Rate是光强；右上角Lognomal可得到对数图，MSD是多分布宽度，Corr.Funct.是相关曲线图（非常重要，数据可信度参考相关曲线图，测量基线要回归到计算基线上）；点击Zoom可选择Intensity、Volume、Surface Area和Number，一般是选择Intensity；点击Lognomal Summary—Copy for Spreadsheet可拷贝数据，点击Copy to Cliboard可将图拷贝到写字板。
Zetasizer 粒度仪
图 2 非侵入式背散射法与其它动态光散射技术比较示意图 白色：非侵入式背散射法的粒度及浓度范围；黄色：经典PCS 粒度及浓度范围；红色：经典背散射粒度及浓度范围； 绿色：增强型背散射粒度及浓度范围；在单一散射角测定样品的分子量---- 英国马尔文公司Zetasizer Nano ZS 纳米粒度和Zeta 电位分析仪杨正红 英国马尔文仪器（中国）有限公司马尔文公司2003年5月推出的Zetasizer Nano 系列纳米粒度和Zeta 电位分析仪是在2000年7月问世的Zetasizer HS 系列和2001年9月问世的HPPS 的基础上发展起来的，它不仅继承了原有仪器的鲜明特点（如测量范围宽，浓度应用范围广，高分辨Zeta 电位，APD 检测器等），而且还发展了许多其它功能，包括分子量测定，旋转半径，第二维里系数测定，SOP ，和随时间及温度的趋势分析等。
Zetasizer Nano ZS 作为该系列中的顶级配置，尚无其它厂家仪器可与之匹敌，其技术特点综述如下：一．仪器功能：1. 具有最宽的纳米粒度范围及最低的下限：0.6nm - 6µm ，可测量高分子大小。
2. 具有最宽的浓度应用范围：0.1ppm – 40% (w/w)，下限已经极低。
最少样品量仅0.75ml 。
3. 独有的高分辨Zeta 电位技术：可分辨率5mV 以下的不同粒子的Zeta 电位贡献，可轻易发现污染物，并可测定高盐浓度及极低迁移率的样品。
4. 可对分子量进行测定，包括旋转半径和第二维里系数。
而一台分子量测定仪器价值即在7万美金左右。
5. 是唯一具有标准操作规程（SOP ）的纳米粒度分析仪器。
6. 随时间及温度变化进行趋势分析。
7. 与自动滴定（MPT-2）相连接后，可自动测定粒度、Zeta 电位随pH 、盐浓度和电导率变化的，自动测定分子量，最少仅需3ml 样品。
8. 温度控制范围：2 – 90 ºC二．仪器原理及创新：1. 粒度测量原理：全范围米氏理论（Mie Theory ）2. 动态光散射法中的创新：非侵入式背散射法，该方法使过去三种分立的动态光散射技术（即经典PCS ，经典背散射及增强型背散射）得到了统一和扩展，并使得测定粒度下限在温和条件（即低成本）下延伸至0.6nm （分子量1000左右的分子大小）。
粒径分析和Zeta电位
SOP测量 手动测量
标准操作程序 即时设臵所有测量参数
SOP测量 标准操作程序
预定义所有测量中的设臵，保证在同一类型样品上 进行的测量能以一致的设臵进行。用于有规律地测 量相同类型样品。SOP可按要求创建或修正。
进行SOP测量，从菜单条上选择Measure – Start SOP， 并从中选择使用一个SOP。选择一个SOP后，测量 显示窗口（Measurement Display）将显示如下。 按
到粒子的粒径和分布。
布朗运动
液体中粒子由于周围的溶剂分子撞击所致的随机热运 动。粒子在液体中做随机布朗运动，它们的运动速度 被用于测量粒径。 小粒子在液体中运动速度较快，而大颗粒运动相对缓 慢。这种运动一直都在进行，所以如果我们取一小段 时间间隔（如100μS），拍摄样品运动“图像”，我 们可以看出粒子移动了多少，并且换算出它有多大。 相同时间内，如果位移比较小，粒子位臵接近，则样 品中粒子较大；同样，如果位移较大，粒子位臵变化 很大，则样品中粒子较小。运用扩散速度与粒径之间 的关系，可以测定粒子的大小。
接近粒子表面的离子将会被牢固地吸附，而较远的则
松散结合，形成所谓的扩散层。在扩散层内，有一个
概念性边界；当粒子在液体中运动时，在此边界内的 离子将与粒子一起运动；但此边界外的离子将停留在 原处 — 这个边界称为滑动平面（Slipping plane）。
在粒子表面和分散溶液本体之间存在电位，此电位随 粒子表面的距离而变化 — 在滑动平面上的电位叫做 Zeta电位。
测试步骤
关闭盖子，开启仪器，等待30分钟让激光稳定； 启动Zetasizer软件； 按样品制备手册制备样品； 选择样品池：选择适合样品和测量类型的样品池；
安东帕纳米粒度电位仪zetaLitesizer 500
安东帕作为高性能分析仪器的领先开发商和制造商，它将其物理和工程专业技术与当代的软件创意相结合，研发出直观又轻松易用的颗粒分析仪。
Litesizer500通过光散射技术和巧妙简易的软件测量颗粒尺寸，Zeta电位、分子量和透光率。
它会让您对颗粒体系有一个快速而准确的认识，展示这些颗粒体系如何随着时间、pH值、温度和浓度变化，从而为您提供优化工具。
一般规格温度控制范围：0 ℃-90 ℃光源：半导体激光/40 mW，658 nm工作温度：10 ℃-35 ℃湿度：35 %-80 %，无冷凝尺寸（宽*长*高）：460 mm*485 mm*135 mm重量：18 kg颗粒尺寸规格测量范围：0.3 nm-10 μm灵敏度：0.1 mg/mL（溶菌酶）最大样品浓度：40 % w/v准确度：优于认证参考材料标准的±2 %重复性：优于认证参考材料标准的±2 %最少样品用量：20 μL测量角度：15°、90°、175°Zeta电位规格测量范围：-600 mV-+600 mV尺寸范围：3.8 nm-100 μm灵敏度：1 mg/mL（溶菌酶）最大样品浓度：40 % w/v样品量：350 μL最大样品电导率：200 mS/cm测量角度：15°分子量规格测量范围：1 kDa-20 MDa灵敏度：0.1 mg/mL（溶菌酶）重复性：±5 %测量角度：90°透光率尺寸范围：无限制测量时间：10 s最少样品用量：20 μLzeta 电位测量——新型尖端技术Litesizer™ 500 采用新型专利（欧洲专利 2 735 870）PALS 技术 cmPALS，可实现更短的测量时间以及更低的施加电场。
结果：敏感样品可在劣化较轻的情况下进行测量。
Zeta 电位试管具有独特的Ω 形毛细管。
这种形状意味着电泳光散射 (ELS) 测量可不受测量位置影响，且具有高稳定性和可重复性。
纳米粒度与ZETA电位
2.电泳方式
How is it Measured (Electrophoresis)
VISCOUS DRAG ELECTRODE -
ELECTRICAL ATTRACTION
Particle = microns / sec
-
ELECTRODE +
-
Mobility = velocity electrical field strength
Particles Beam
Laser
Fourier Lens
Detector
PHOTON CORRELATION SPECTROSCOPY (PCS) 光相关光谱 纳米粒度分析仪 Zeta电位分析仪
INTERACTION OF LIGHT WITH MATTER: MIE THEORY
35
30
Stern layer
Diffuse layer
Surface potential
-100 mV 0
The potential at this boundary is the ZETA POTENTIAL
{
Zeta potential
Distance from particle surface
ZETA POTENTIAL
激光动态光散射分析仪
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
压汞仪
3.6纳米 ~ 426 微米孔径
100 ~ 1 e 12 Daltons
高浓度背散射粒度分析仪 0.6 – 6000nm !! (New!)
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