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zeta電位·粒徑·分子量測量系統原理

閱讀:4544        發布時間:2020-5-27
粒徑測量原理:動態光散射法(光子相關法)

溶液中的粒子會呈現出 依賴于粒徑的布朗運動。因此,當光照射到此粒子上而得到的散射光會出現浮動,小粒子浮動速度快,大粒子浮動速度慢。
通過光子相關法解析這種浮動,從而求出粒徑或粒度分布。

 

ZETA電位測量原理:電氣泳動光散射法(激光多普勒法)
對溶液中的粒子施加電場,便可觀測到粒子所帶電荷的電氣泳動。因此,可從此電氣泳動速度中求出ZETA電位?電氣泳動移動度。
電氣泳動光散射法,是用光照射做電氣泳動的粒子,根據所得到的散射光的多普勒轉換量求電氣泳動度。因此,也被稱作激光多普勒法。

電氣浸透流實測的優點
所謂電氣浸透流指的是ZETA電位測量中,在cell內引起的溶液的流動的現象。如果cell壁面帶電,溶液中的對離子會集中到cell壁面。
如果帶有電場,對離子會集中到反向符號的電極側。為了*其流動,在cell中央附近區域會出現逆流現象。
實測粒子表面的電氣泳動移動速度,通過解析電氣浸透流,求出正確的靜止面,當然此靜止面已包括了樣品的吸附或沈降等的cell污跡的影響,然后求出真正的ZETA電位?電氣泳動移動度。(參考森?岡本公式)

 

森?岡本公式
考慮了電氣浸透流的cell內的泳動速度的解析

Uobs(z)=AU0(z/b)2+⊿U0(z/b)+(1-A)U0+Up
z:距離cell中心位置的距離
Uobs(z):在cell中的位置z中的表面的移動度
A=1/[(2/3)-(0.420166/k)]
k=a/b:2a和2b是電氣泳動cell斷面的橫、縱的長度.但是、a>b
Up:粒子的真正的移動度
U0:在cell的上下壁面中的平均移動度
⊿U0:在cell的上下壁面中的移動度的差

 

電氣浸透流的多成分解析的應用
因ELSZ serie實測了cell內的多個點的表面的電氣泳動移動度,在測量數據內可確認出ZETA電位分布的在現性及判斷噪音峰值。


平板cell的應用
平板cell指的是在箱狀的石英cell上面,密集的放置平板樣品,使之成一體化的構造。根據cell的深度方向的各個級別,實測monitor粒子表面的電氣泳動移動度
根據得到的的電氣浸透profile解析在固體界面中的電氣浸透流的速度,進而求出平板樣品表面的ZETA電位。

高濃度類樣品的ZETA電位測量原理
因受多重散射或吸收等的影響,用ELSZ series是很難測量光難以透過的濃厚樣品或有色樣品的。
現在,ELSZseries的標準cell可對應低濃度類到高濃度類的大范圍的樣品測量。并且,通過采用了FST法*的高濃度類cell,可測量出高濃度樣品的ZETA電位。


分子量測量原理:靜的光散射法(光子相關法)
靜的光散射法作為簡便的測量分子量的手法而被人們熟知。
測量原理指的是用光照射溶液中分子,根據所得的散射光的值求出分子量。即,利用了大分子所得散射光強,小分子所得散射光弱的現象進行測量。
實際上,濃度不同,所得的散射光強度也不同。因此,要實測數點的不同濃度的溶液散射強度,并根據以下公式,橫軸設為濃度,縱軸設為散射強度的倒數,
Kc/R(θ)為plot。這被稱作Debye plot。
濃度為零,外插切片(c=0)的倒數,并求出分子量Mw,根據初期斜面求出第二維里系數A2。
分子量為大分子時,散射強度出現角度依存性,通過測量不同的散射角度(θ)的散射強度,可知出分子量的測量精度提高,及分子大范圍的指標的慣性半徑。
角度固定測量時,輸入推算的慣性半徑,并對角度依存測量進行相應的補正,便可提高分子量的測量精度。

第二維里系數定義
表示溶媒中分子間的斥力和引力的相互作用,溶媒分子相對應的親和性或結晶化的標準。
A2是正時,則是親和性較高的高質溶媒,分子間的斥力強,更穩定。
A2是負時,則是親和性較低的低質溶媒,分子間的引力強,易凝集。
A2=0時,溶媒被稱為西他溶媒、或溫度為西他溫度,斥力和引力達到平衡狀態,易結晶。

 

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