Аналізатора розмірів частинок NanoBrook Omni

Аналізатор розмірів частинок NanoBrook Omni виробництва компанії Brookhaven Instruments Ltd. (США)

Аналізатор NanoBrook Omni є універсальним, продуктивним і точним рішенням для аналізу розмірів і дзета-потенціалу частинок, а також мікрореологічних властивостей рідких дисперсних середовищ.

У базовій комплектації, прилад під трьома різними кутами (15, 90, 173) дозволяє:

  • проводити аналіз розмірів частинок методом динамічного розсіяння світла (DLS),
    аналізувати дзета-потенціал частинок в розчині двома різними методами (Доплерівського електрофорезу – ELS і фазовий аналіз розсіяння світла – PALS);
  • проводити визначення молекулярної маси методом статичного розсіяння світла (SLS);
  • проводити мікрореологічні дослідження.

Аналіз розмірів частинок

• Швидкий і точний аналіз розподілу за розмірами для суспензій білків і наночастинок;
• Програмне забезпечення підтримує аналіз моно- і мультимодального розподілу частинок за розмірами;
• Якість результатів аналізу задовольняє стандартам ISO 13321 та ISO 22412;
• Діапазон визначення розмірів частинок : <0.3 нм до 10 мкм;
• Три кути детектування (15, 90 і 173) дозволяють отримати найбільш повне уявлення про зразок;
• Ідеально підходить для швидких рутинних аналізів розмірів наночастинок, в сфері наукових досліджень і в галузі контролю якості;
• твердотільний лазерний діод 532 нм (50 мВт);
• Широкий діапазон термостатування робочої кювети: -5 C до 110 C;
• Компактний прилад для настільного розміщення;
• Ударостійкий корпус з нержавіючої сталі;
• Підтримує мережеві підключення, прилад укомплектований портом USB.

Очевидно, що найбільш вагомою перевагою для користувачів є відтворюваність результатів від зразка до зразка, від оператора до оператора, від приладу до приладу. Стандартна помилка при аналізі ефективного діаметра, яку забезпечує аналізатор NanoBrook Omni, становить менше 1% від середнього значення , отриманого на підставі 10 повторних аналізів.

У диспергаторі дрібні частинки рухаються швидше, тоді як більші частинки рухаються повільніше. Лавинний фотодіодний детектор (APD), вирівняний на 90 °, збирає інтенсивність розсіювання частинок і реєструє їх з плином часу. Залежні від часу коливання перетворюється у кореляційну функцію за допомогою корелятора. Застосовуючи математичний алгоритм, таким чином отримують коефіцієнт дифузії D. Гідродинамічний діаметр DН та його розподіл розраховуються за рівнянням Стокса-Ейнштейна:

Аналіз дзета-потенціалу

• Точний аналіз дзета-потенціалу, навіть у найнесприятливіших умовах.
• Підходить для аналізу білків, пептидів, антитіл, РНК та інших біологічних зразків.
• Дозволяє аналізувати дзета-потенціал в неполярних органічних дисперсійних середовищах.
• Дозволяє аналізувати дзета-потенціал в маслянистих і в’язких рідинах.
• Дозволяє аналізувати дзета-потенціал в розчинах солей високої концентрації.
• Дозволяє точно визначити дзета-потенціал в разі близькості системи до ізоелектричної точки.
• Додатково укомплектований істинним PALS, який в 1000 разів чутливіший за стандартний ELS і, мінімум в 50 разів, чутливіший найпередовіших моделей конкурентів.
• Працює з одноразовими кюветами, які можуть бути знайдені повсюдно.
• Програмне забезпечення має бібліотеку стандартних параметрів і готових до використання протоколів.
• Простий в застосуванні.
• Прилади NanoBrook Omni дозволяють проводити високоточні вимірювання дзета-потенціалу наночастинок навіть в найнесприятливіших умовах: в умовах високої солоності, в неполярних сольвенту, в маслянистих і в’язких середовищах.

Мікрореологічні дослідження
Прості рідини, такі як вода (низька в’язкість), гліцерин (висока в’язкість), є ньютоновскими і проявляють в’язкісні ефекти, розсіяння енергії при русі частинок в таких рідинах. Будучи розчиненими в різних середовищах, макромолекули, природного походження або синтетичні, можуть формувати розгалужені мережі. В такому випадку, на додаток до вязкісних властивостей, у системи з’являються також еластичні властивості, тобто акумуляція енергії руху суспендованих частинок. Знаючи среднеквадратичне значення зміщення частинок трасера (MSD) в таких флюїдах та деякі їх мікрореологічені властивості, такі як η * – комплексна в’язкість, можна визначити: G “- величину втрат на внутрішнє тертя і G ‘величину еластичної пам’яті. Дані величини мають функціональну залежність від частоти. Вимірювання автокореляційної функції (ACF) з використанням методів динамічного світлорозсіювання (DLS), дозволяє визначити величину середньоквадратичного зміщення частинок трасера (MSD). Ця величина, при належних умовах, може бути використана для визначення η *, G “і G ‘, в діапазоні частот, що набагато перевищує значення доступні для механічних віскозиметрів. У порівнянні з механічними приладами, для аналізу мікрореологічних властивостей за допомогою методів динамічного світлорозсіювання, потрібно істотно менша кількість зразка (аналіз може бути проведений в мікролітрових пробах).

Нарешті, оскільки при даному способі аналізу, в порівнянні зі стандартними механічними способами аналізу, зразок піддається лише незначним деформаціям, внаслідок теплового руху частинок трасера з’являється можливість проводити дослідження дуже чутливих до впливу різних факторів зразків. Неруйнівний аналіз в’язкопружних властивостей в розведених зразках білків, що агрегують, є яскравим прикладом переваг аналізу мікрореології методом DLS.

Особливості мікрореологічних досліджень
• Оцінка реологічних властивостей комплексних систем: розчини синтетичних- і біополімерів, слина і т.д.
• Аналіз в’язкопружних у розведених розчинах білків, що агрегують.
• Аналіз властивостей систем, що містять поверхнево-активні речовини.
• Дисперсії з розгалуженими мікроструктурними мережами взаємодій.

Визначення молекулярної маси методом Дебая
Молекулярну масу макромолекули можна оцінити з відомостей про її розмірі (радіусі або діаметрі) або коефіцієнті дифузії. Однак практичніше використовувати спеціальний метод визначення молекулярної маси. Модуль 90PDP, вбудований в прилад NanoBrook Omni, дозволяє визначати молекулярну масу методом статичного світлорорзіяння за методом Дебая.

Дослідження залежності розміру часток від складу розчину.
Використання опційного автоматичного титратора BI-ZTU разом з приладом NanoBrook Omni дозволяє проводити дослідження залежності розмірів частинок від таких властивостей розчину, як рн, іонна сила, концентрація ПАР та ін.

Аналіз дзета-потенціалу в неполярних розчинниках
Завдяки наявності вбудованого високочутливого модуля PALS для аналізу дзета-потенціалу, прилад може з високою точністю аналізувати дзета-потенціал навіть в найнесприятливіших умовах: при високій засоленості середовища, при близькості системи до ізоелектричної точки, в маслянистих і в’язких рідинах, в неполярних розчинниках. Для аналізу дзета-потенціалу в неполярних розчинниках використовується спеціальний електрод BI-SREL.

Аналіз дзета-потенціалу макроскопічної поверхні
Завдяки наявності вбудованого високочутливого модуля PALS для аналізу дзета-потенціалу, реалізована опційна функція аналіз дзета потенціалу макроскопічних поверхонь. Для проведення подібного роду аналізу використовується спеціальний електрод BI-SZP.

Ексклюзійна хроматографія
Моніторинг агрегації макромолекул з використанням методів статичного і динамічного розсіювання світла (аналіз інтенсивності та розміру).
Аналіз з високою роздільною здатністю мономерів, димерів, тримерів і мульти-мерів.
Для кращої відповідності швидкості потоку, наявна функція налаштування тривалості кореляції
Незалежне масштабування за інтенсивністю і розміром.

Галузі застосування аналізатора NanoBrook Omni.
• Дослідження білків, антитіл, пептидів, РНК / ДНК, полісахаридів.
• Дослідження ліпосом, екзосом та інших біологічних колоїдів.
• Складання формул фармацевтичних препаратів.
• Складання формул косметичних препаратів.
• Розробка формул барвників, пігментів, чорнила, тонерів.
• Розробка керамічних і вогнетривких матеріалів.
• Аналіз полімерів.
• Дослідження наповнювачів для композитних матеріалів.
• Аналіз стічних вод і адаптація процедур їх очищення.
• Інше.

Вибір лазера
Твердотільний лазер з довжиною хвилі 660 нм / 35 мВт, що входить у стандартну комплектацію, на замовлення можна, замінити на один з нижченаведених варіантів:
– NeHe-лазер 632,8 нм / 5 або 10 мВт;
– твердотільний лазерний діод 532 нм / 50 мВт. В даному випадку, при необхідності, потужність лазера можна знизити з допомогою світлопоглинача, вбудованого в прилад.
Потужність лазера для підбору оптимальних умов вимірювання можна змінювати автоматично або вручну.

Вибір детектора
Високочутливий (чутливість до 10 разів вище) фотодіодний детектор BI- APD, незамінний при роботі з малими частинками (менше 5-10 нм) або розведеними колоїдними розчинами, можна замінити на звичайний фотопомножувач, якщо є необхідність заощадити кошти, і при цьому аналізувати частинки розміром понад 10 нм, а зразки – без розбавлення.

Вибір кювет і електродів
Оптимальний вибір кювет для проведення досліджень залежить від природи зразка і від його об’єму. Існує можливість вибору ємності і матеріалу кювет та електродів.

Програмне забезпечення Particle Solutions
• Новий режим «Essentials», дозволяє істотно спростити інтерфейс для цілей рутинних аналізів;
• Призначений для користувача режим налаштування роботи корелятора, дозволяє краще адаптувати прилад для роботи з конкретним зразком, завдяки чому істотно підвищується точність аналізів;
• Програмне забезпечення дозволяє, в разі необхідності, інтегрувати прилад з LIMS (управлінська інформаційна система обслуговування лабораторій);
• Програмне забезпечення підтримує функцію аналізу дзета-потенціалу макроскопічної поверхні (при використанні модуля PALS і спеціального електроду – BI-SZP);
• Удосконалена функція аналізу і графічного відображення мультимодальних розподілів;
• Інформація про стан вузлів системи заноситься в «журнал», паралельно з результатами вимірів. Завдяки даній функції, користувач може, як в процесі аналізу, так і після, виявити момент виникнення будь-яких проблем і відсіяти недостовірні результати;
• Програма має вбудовані функції статистичної обробки результатів;
• Програма дозволяє здійснювати неруйнівні мікрореологічні дослідження складних зразків, таких як наприклад, розчини білків, що агрегують;
• Програма має вбудовану систему спливаючих підказок, в якій детально описується кожен параметр, кожен пункт меню;
• Програмне забезпечення автоматично видає рекомендації щодо поліпшення якості вимірювань і вирішення спільних проблем;
• У файловому вікні програми користувач легко можете відфільтрувати потрібний файл даних по досліджуваному параметру і іншим параметрам;
• Результати аналізів можна легко експортувати у формати: XLS, PDF або CSV;
• Вид звітів, що видаються програмою, легко налаштовується під потреби конкретного користувача;
• Програмне забезпечення дозволяє оптимізувати багато процесів, знижуючи навантаження на дослідника.

Основні галузі застосування програмного забезпечення Particle Solutions
Particle Solutions – це потужний програмний пакет, який об’єднує в собі ять різних варіантів аналізу: динамічне світлорозсіяння (DLS); електрофоретичної світлорозсіяння в постійному електричному полі, з доплерівським аналізом (ELS); електрофоретичне світлорозсіяння в змінному електричному полі, з фазовим аналізом (PALS); мікрореологія і гельпроникна хроматографія.
Вимірювання, оброблені в більш ранніх версіях програмного забезпечення, можуть бути легко імпортовано в нове програмне забезпечення і проаналізовані за допомогою новітніх інструментів.

Комплектація аналізатора NanoBrook Onmi:

У комплект поставки приладу входять:
– аналізатор розмірів частинок NanoBrook Onmi – 1 шт;
– електрод для аналізу дзета-потенціалу у водних середовищах – BI-ZEL – 1 шт;
– електрод для аналізу дзета-потенціалу у органічних середовищах – BI- SREL – 5 шт;
– стандартний зразок дзета-потенціалу – 10 шт;
– полістирольні кювети з кришками багаторазового використання з квадратною апертурою – BI-SCP – 3 уп, 100 шт / уп;
– кварцова кювета з кришкою багаторазового використання з квадратною апертурою – CV10Q35, 1000 – 3500 мкл – 2 шт/уп;
– набір для очищення електродів – BI-ELECCK -1 шт;
– скляні кювети квадратного перетину – BI-SCGO – 1 уп, 10 шт / уп;
– стандартний зразок розмірів наночастинок (92 ± 3 нм) – BI-SVK92 – 1 шт
– Керуючий IMB PC/AT сумісний ПК з ОС Windows 10, з монітором та принтером;
– програмне забезпечення – Particle Solutions – 1 шт.
– інструкція з експлуатації та протоколи випробування аналізатора – 1 комплект.

Технічна специфікація аналізатора NanoBrook Onmi

Характеристика Аналізатор NanoBrook Omni
Діапазон розмірів (діаметр) від <0.3 нм до 10 мкм (в залежності від природи зразка)
Правильність і точність визначення розмірів частинок

Правильність: ±2% для стандартів частинок NIST

(мікросфери полістирольного латексу 100 нм);

Точність: типово ±1%

Діапазон дзета-потенціалу від -500 до 500 мв
Правильність і точність визначення дзета-потенціалу

Правильність: 2,53 ±0.12 мкм • см/В • с для водних систем зі стандартним зразком NIST SRM1980;

Точність: типово ±3 %

Діапазон розмірів частинок для визначення дзета-потенціалу  від 1 нм до 100 мкм
Діапазон електрофоретичної рухливості від 10-11 до 10-7 м 2 /В*с
Діапазон визначення молекулярної маси

від 1000 до 25 000 000 Да

 

Об’єм зразка

Для визначення розміру частинок:

–      змінні пластикові кювети для зразків об’ємом від 10 мкл до 4 мл;

–      змінні пластикові мікро-кювети об’ємом 50 мкл;

–      кварцова проточна кювета об’ємом 40 мкл;

–      кварцова мікро-кювета об’ємом 10 мкл.

 

Для визначення дзета-потенціалу:

–       кювета об’ємом 1250 мкл

–       мікро-кювета об’ємом 210 мкл.

Діапазон концентрацій зразків

 

від 0,1 ppm до 50 мг/мл (в залежності від природи зразка) при визначенні розміру частинок;

до 40% м/об. при визначенні дзета-потенціалу

Максимальна електропровідність зразків

 

без обмежень при при визначенні розміру частинок;;

до 220 мСм/см при визначенні дзета-потенціалу (в діапазон входять ізотонічні буферні розчини)

Лазер 532 нм  потужність 50 мВт
Кут реєстрації світлорозсіяння

3 кути: 15 о, 90 о та 173 о

 

Детектор

 

лавинний фотодіод

Корелятор

 

власний корелятор дослідницького рівня TurboCorr, 510 каналів  –

еквівалент 1010 лінійних каналів, 100% ефективність, робота в реальному часі при будь-якому часі затримки

 

Термостатування

зразків

від – 5 до 110 (±0.1) оС, активний контроль температури

 

Продувка оптики сухий азот
Час вимірювання зразків задається оператором у програмному забезпеченні, типово 30 с.
Представленння даних

середній діаметр частинок, ширина розподілу; логнормальний і

мультимодальний розподіл; в табличній і графічній

формі; доплеровський зсув, електрофоретична рухливість, дзета

– потенціал по Смолуховським, Хюккель або Генрі

Параметри електроживлення та передачі даних

100/115/220/240 В, 50/60 Гц, 150 Вт

Інтерфейс – USB 2.0.

 

Габарити, маса 23,3 х 42,7 х 48,1 см; 15 кг
Умови експлуатації температура: від 10 до 75о С, вологість до 95% без конденсації.
Відповідність міжнародним стандартам

ISO 13321, ISO 22412

 

Сертифікація Лазерна продукція – клас безпеки 1, EN 60825 -1:2001 CDRH

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.

Повідомити про помилку

Текст, який буде надіслано нашим редакторам: