納米粒度及Zeta電位儀使用中的10個關鍵知識點解析

來源：美國布魯克海文儀器公司 2025年04月27日 07:10

引言

納米粒度及Zeta電位儀是材料科學、膠體化學和生物醫藥領域的重要工具，廣泛應用于表征顆粒尺寸分布和表面電荷特性。然而，實際使用中常因操作細節或理論理解不足導致數據偏差。本文結合實踐經驗，總結用戶最關注的知識點，助力提升測量準確性與效率。

1. 樣品制備：避免“隱形殺手”

濃度控制：過高濃度（如>1 wt%）易引發多重散射，需稀釋至儀器線性范圍內（通常0.01-0.1 wt%）。

分散介質匹配：溶劑折射率與顆粒差異需顯著（建議ΔRI >0.1），否則動態光散射（DLS）信號弱。

超聲處理：團聚樣品需超聲分散，但生物樣品（如脂質體）需控制時間（<5分鐘）以防結構破壞。

2. 溫度敏感性與平衡時間

Zeta電位對溫度波動極為敏感，需確保樣品池恒溫（±0.1℃）。測量前至少平衡2分鐘，避免熱梯度影響電泳遷移率。

3. 電導率：Zeta電位測量的“劍”

低電導溶液（如純水）易因電極極化導致電壓不穩，需添加1-10 mM KCl（避免改變pH）。

高鹽濃度（如PBS緩沖液）可能壓縮雙電層，需稀釋后測量或選用高頻交流電場模式。

4. pH值的“蝴蝶效應”

Zeta電位隨pH劇烈變化，需精確記錄測量時pH（建議使用在線pH電極）。等電點（IEP）附近易引發顆粒聚集，需快速測量。

5. 動態光散射（DLS）的“陷阱”

多分散指數（PDI）：PDI>0.7時，DLS結果可信度下降，需改用靜態光散射或電鏡輔助分析。

黏度校正：非牛頓流體（如聚合物溶液）需輸入實測黏度，否則粒度計算誤差可達50%。

6. Zeta電位模型選擇

Smoluchowski模型適用于高電導介質（>1 mM），Hückel模型用于低電導（<0.1 mM）。錯誤選擇模型可導致電位值偏差30%以上。

7. 氣泡：數據可靠性的“敵人”

進樣時輕微傾斜樣品池，利用毛細作用緩慢注入。檢測前靜置30秒，紅外光路中可見氣泡需重新裝樣。

8. 數據分析的“隱藏參數”

衰減曲線質量：基線噪聲應<5%，擬合殘差需隨機分布。異常衰減曲線提示污染或儀器故障。

Zeta電位分布：多峰分布可能反映樣品異質性，而非測量誤差，需結合電鏡驗證。

9. 特殊樣品的應對策略

熒光樣品：選用長波長激光（如633 nm）或添加熒光淬滅劑。

磁性顆粒：關閉攪拌功能，避免磁場干擾電泳運動。

10. 儀器維護的“生存法則”

電極保養：鉑電極每月用王水活化（生物樣品用戶改用一次性電極杯），測量后立即用去離子水沖洗。

光路校準：每季度使用標準乳膠顆粒（如100 nm NIST標樣）驗證光路準直度。

結語

精準的納米粒度和Zeta電位數據不僅依賴儀器，更在于對關鍵操作細節的掌控。通過優化樣品處理、理解測量原理并嚴格維護設備，可顯著提升科研與工業檢測的可靠性。建議用戶建立標準化操作流程（SOP），定期參與比對測試，持續積累數據判讀經驗。

實用附錄（請自行查找資料）：

常用緩沖液的折射率與黏度參考表

典型故障代碼速查指南（如“Low SNR”“Voltage Overlimit”）

國際標準（ISO 13099/22412）關鍵條款摘要

通過系統性掌握上述知識點，用戶可有效規避80%的常見操作誤區，使納米表征技術真正成為研究創新的好東西。

相關產品

凡本網注明“來源：儀表網”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網絡有限公司-儀表網合法擁有版權或有權使用的作品，未經本網授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經本網授權使用作品的，應在授權范圍內使用，并注明“來源：儀表網”。違反上述聲明者，本網將追究其相關法律責任。
本網轉載并注明自其它來源（非儀表網）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點或和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網站或個人從本網轉載時，必須保留本網注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
如涉及作品內容、版權等問題，請在作品發表之日起一周內與本網聯系，否則視為放棄相關權利。