Аналізатор розміру частинок та дзета-потенціалу Bettersize BeNano 90 Zeta

1) Оптична система BeNano 90 Zeta:

2) Динамічне розсіювання світла (DLS)

Динамічне розсіювання світла (DLS), також відоме як фотонна кореляційна спектроскопія (PCS) або квазіеластичне розсіювання світла (QELS), – це технологія, яка використовується для виявлення коливань інтенсивності розсіяного світла, спричинених броунівським рухом частинок.

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 D_Н та його розподіл розраховуються за рівнянням Стокса-Ейнштейна:

3) Електрофоретичне розсіювання світла (ELS)

Частинки зазвичай несуть заряди на поверхні у водних системах, оточених протиіонами, які утворюють міцно зв’язаний з поверхнею внутрішній шар Штерна і зовнішній зсувний шар (Гуї-Чепмена). Дзета-потенціал – це електричний потенціал на межі зсувного шару. Суспензії з вищими дзета-потенціалами, як правило, є більш стабільними та менш схильними до утворення агрегатів.

Електрофоретичне розсіяння світла  – це технологія вимірювання електрофоретичної мобільності за допомогою доплерівських зсувів розсіяного світла. Коли падаюче світло освітлює дисперсні частинки, які піддаються дії електричного поля, частота розсіяного світла частинок буде відрізнятися від частоти падаючого світла через ефект Доплера. Зміщення частоти вимірюється та перетворюється для забезпечення електрофоретичної мобільності, а отже, і дзета-потенціалу зразка за рівнянням Генрі.

4) Статичне розсіювання світла (SLS)

Статичне розсіювання світла (SLS) – це технологія, яка вимірює інтенсивність розсіювання зразка, середньомассову молекулярну масу (M_w) та другий віріальний коефіцієнт A₂ за допомогою рівняння Релея:

де C – концентрація зразка, θ – кут детектування, Rθ – коефіцієнт Релея, що використовується для характеристики співвідношення інтенсивності між розсіяним світлом та падаючим світлом під кутом θ, M_w – середня молекулярна маса зразка, A₂ – другий віріальний коефіцієнт, а K – константа, що відноситься до (dn / dc) 2.
Під час вимірювань молекулярної маси виявляються інтенсивності розсіювання зразка при різних концентраціях. Використовуючи інтенсивність розсіювання та коефіцієнт Релея відомого стандарту (наприклад, толуолу), коефіцієнти Релея зразків при різних концентраціях обчислюють і наносять на графік Дебая. Потім молекулярну масу та другий віріальний коефіцієнт отримують шляхом перехоплення та нахилу від лінійної регресії графіку Дебая.

Використання методу ELS:

• Дослідження стійкості та контроль суспензій та емульсій;
• Електрофоретична мобільність, дзета-потенціал та їх розподіл у суспензійних системах, таких як макромолекули, колоїди, емульсії, антигени, білки, антитіла, суспензії вугілля-вода та неметалеві частинки;
• Виробництво хімічних речовин, біологія, хімічна інженерія, виробництво харчових продуктів та напоїв, фармацевтика, охорона навколишнього середовища, виробництво абразивів та фарб, водопідготовка;
• Дослідження модифікацій поверхні та електричних властивостей поверхні;
• Регулювання та відстеження стабільності продукції

Використання методу DLS:

• Дослідження механізмів реакції та процесу полімеризації;
• Дослідження на термочутливих системах, наприклад, PNIPAm
• Розмір і розподіл частинок,  біомакромолекул, полімерів, колоїдів, самозбірних систем, пептидів, антитіл, антигенів, білків, металевих та неметалевих наночастинок;
• Дослідження з кінетики само-збірки (self-assembling) та інших процесів деполімеризації та полімеризації макромолекул;

Використання методу SLS:

• Хімічна інженерія – характеризація полімерів, супермолекул та міцел;
• Нафтотехніка – характеризація макромолекулярних добавок та ПАР;
• Верифікація супермолекул та дослідження самозбірних агрегатів;
• Наука про життя – характеризація білків, поліпептидів та полісахаридів;
• Фармацевтика – агрегування ліків та дослідження стабільності