Determination of the zeta potential
 |
Дзета-потенціал (ζ-потенціал) — це ключовий параметр для опису стабільності колоїдних та нано- систем, який визначається електрокінетичним потенціалом на площині ковзання між рухомим шаром дисперсного середовища та нерухомим шаром рідини, що прилягає до поверхні частинки. Дзета-потенціал визначає баланс між силами притягання та електростатичного відштовхування, фактично відображаючи схильність частинок до агрегації або стабільного диспергування. Високі за модулем значення (більше 30 мВ) свідчать про стабільну систему, у якій частинки активно відштовхуються й тривалий час залишаються рівномірно розподіленими. Низькі значення, навпаки, сигналізують про підвищену ймовірність агломерації та седиментації. Для наночастинок, ліпосом чи позаклітинних везикул цей параметр є визначальним — він допомагає оцінити стабільність, поведінку у складних середовищах і можливі зміни, пов’язані з модифікацією поверхні. |
Understanding and controlling the zeta potential makes it possible to:
- optimize the formulations of suspensions and emulsions to ensure sedimentation and aggregate stability;
- prevent the aggregation and loss of activity of the materials;
- predict the behavior of nanoparticles in complex environments;
- monitor the quality of the products during the synthesis and surface modification stages (for example, during conjugation with proteins or fluorophores).
For nanoparticles, biopolymers, and complex biological systems, the zeta potential is one of the most important indicators of stability, biocompatibility, and functionality.
Methods and Equipment:
To determine the surface charge and stability of dispersed systems, complementary electrokinetic methods are used, which allow for the analysis of both the average properties of the entire particle population and the behavior of individual nanoscale objects. The choice of approach depends on the homogeneity of the sample, its complexity, and the objectives of the study.
Електрофоретичне світлорозсіяння є поширеним методом визначення середнього
дзета-потенціалу колоїдних систем у об’ємному режимі вимірювання
(in-bulk analysis methods). Цей метод базується на русі заряджених частинок
в об’ємі суспензії під дією прикладеного електричного поля. Лазерне
випромінювання, розсіяне цими частинками, зазнає доплерівського зсуву
частоти, аналіз якого дозволяє визначити електрофоретичну рухливість
частинок і відповідно розрахувати їх дзета-потенціал.
ELS є добре стандартизованим методом для однорідних систем
із вузьким розподілом за розмірами, що забезпечує швидку оцінку стабільності
колоїдів на рівні всієї популяції частинок.
Zeta-NTA є оптимальним підходом для одночасного визначення розміру,
концентрації та дзета-потенціалу окремих частинок у комплексних
нанорозмірних системах. Метод базується на відеотрекінгу індивідуальних
частинок у рідкому середовищі, де за наявності прикладеного електричного
поля аналізуються зміни траєкторії їхнього руху, що дозволяє визначити
електрофоретичну рухливість кожної частинки та розрахувати дзета-потенціал.
Аналіз траєкторій наночастинок забезпечує коректну характеристику систем,
у яких співіснують частинки різного розміру, заряду та походження.
| Порівняння методів визначення дзета-потенціалу | ||
|---|---|---|
| Загальні характеристики | ||
| Критерій | ELS | NTA / Zeta-NTA |
| Принцип вимірювання | Усереднене вимірювання електрофоретичної рухливості всієї популяції частинок (bulk-аналіз) | Відеотрекінг і розрахунок дзета-потенціалу кожної окремої частинки |
| Тип даних | Середнє значення дзета-потенціалу зразка | Розподіл дзета-потенціалу по популяції + індивідуальні значення |
| Розмірний діапазон частинок |
≈ 0,3 нм – 15 мкм (широкий діапазон, але з усередненням сигналу) |
≈ 20 нм – 5 мкм* (оптимально для нанорозмірних систем) |
| Аналітичні особливості | ||
| Особливості методу | Обмежений ефективним розсіянням світла; менш точний для сильно полідисперсних систем | Оптимальний для нанорозмірних і полідисперсних систем |
| Ключові обмеження | Втрата інформації про гетерогенність і підпопуляції | Вищі вимоги до якості зразка та оптичних умов |
| Практичне застосування | ||
| Коли обирати | Коли потрібна швидка усереднена оцінка дзета-потенціалу для однорідної системи або рутинного контролю стабільності | Коли важлива детальна характеристика гетерогенної системи, аналіз підпопуляцій і звʼязок заряду з розміром та концентрацією |
We offer this type of analysis either as a standalone analytical service or as part of a comprehensive sample analysis.
To ensure proper planning of the study, please provide information on the type of samples, the expected particle size range, the material or chemical nature of the system, the type of dispersion (suspension, emulsion, colloidal system, etc.), as well as the purpose of the analysis. Our specialists will help you select the optimal measurement method and analysis conditions based on your specific needs.
Замовити послугу