Zeta电位测量的尺寸范围.PPT

Zetasizer Nano 系列:培训课程 Who Are Malvern Instruments? 马尔文仪器是一家英国公司，专注于设计和制造精确的测量仪器，应用于 粒子尺寸及其分布 粒子的电荷 分子量 粒子形态 分散体系的流体力学性质 Zetasizer Nano 能够测量什么参数？ 三种测量技术 动态光散射（Dynamic Light Scattering） 通过非侵入背散射 (NIBS)测量粒径及其分布 激光多普勒电泳（Laser Doppler Electrophoresis） 通过激光多普勒测速和相位分析光散射技术相结合的马尔文M3-PALS专利技术测量zeta电位 静态光散射（static light scattering) 分子量以及第二维利系数A2测量 Zetasizer Nano系列:  Contents 动态光散射（第一天） 测量原理 Nano系列的优化测量位置 由相关曲线得到粒径信息 – 预算法则 样品要求 样品制备 数据解释 静态光散射及分子量的测定（第二天） Zeta 电位 测量原理（第二天） 动态光散射Dynamic Light Scattering 测试原理 Measurement Principle Zetasizer Nano是如何测试粒子的粒径的? 动态光散射Dynamic Light Scattering (DLS)，也称光子相关光谱Photon Correlation Spectroscopy (PCS) ，准弹性光散射quasi-elastic scattering，测量光强的波动随时间的变化 粒子的布朗运动Brownian motion导致光强的波动 光子相关器correlator将光强的波动转化为相关方程 相关方程检测光强波动的的速度，从而我们得到粒子的扩散速度信息和粒子的粒径d(h) 从相关方程我们还可以得到尺寸的分布信息 Nano 的光学构造 动态光散射及布朗运动 动态光散射 散射光强的波动 相关方程表示随时间变化的相关性质 相关方程（曲线） 光强波动，相关函数和粒径分布 STOKES-EINSTEIN EQUATION 动态光散射实际测量的是什么? 流体力学直径 动态光散射实际测量的是什么? 流体力学直径 离子强度的影响 1/K, Debye 长度是带电颗粒双电层的厚度, 他取决于介质中的离子浓度 动态光散射的特点： 上亿个粒子的统计学效果，使得对粒径及其分布的测量更加准确 对微量存在的大颗粒极其敏感 在溶液状态下测量颗粒的尺寸 测试速度快，所需样品少 需要溶液的粘度和折光指数等光学参数 所得到的尺寸分布正比于不同种类颗粒对光强的贡献率 所需参数 平均粒径和宽度 （分散系数） 温度 溶剂的粘度和折光指数（温度依赖性） 粒径的体积和数量分布 米氏理论需要: 样品的折光指数 样品的吸收率 动态光散射 由相关曲线得到粒径信息 : 运算法则 相关曲线 相关曲线 累积距法 ISO13321 (1996)定义了应用于动态光散射技术的累积距法 这种方法给出了平均粒子尺寸 (z-average)和一个粒子的分布系数 (polydispersity index) 这个分析方法只需要分散剂的折光指数和粘度 累积距法 ISO13321 阐述用三次方多项式拟和相关方程 Ln[G1] = a + bt + ct2 这里 t 是衰减时间 b α z-均 扩散系数 2c/b2 为分布系数 z-均 直径 z-均直径(ZD)的定义: 累积距法得到的粒子平均尺寸对应于不同尺寸粒子散射光强的贡献 这里“平均”的概念特指用于光散射试验中 这种算法得到的平均尺寸对于大的缔合物及灰尘非常敏感 分布系数 分布系数定义 (PDI): 有累积距法得到的分布系数是一个无纲量的值，代表粒子尺寸的分布宽度 在Zetasizer Nano软件中他的范围是 0到1 如果PDI大于1，这说明样品的尺寸分布非常宽，可能不适合用动态光散射的方法来测量 分布系数 对于分布的分析 对于相同的光散射数据，可以有几种不同的分析结果 为了适应不同的样品类型,两种NNLS 分析模型被应用到一起的软件中 General Purpose Multiple Narrow Modes 这两种算法的差异在于所得到的分布曲线的平滑程度 general purpose 算法适用于大部分分布状况未知的样品 multiple narrow mode 算法适用于分布状况不连续的样品 Zetasizer Nano 软件中的尺寸分布分析 由DLS而得的基本的尺寸分布，是一个根据光强的贡献率，并使用 (NNLS) 分析方法得到的分布 尺寸分布被表示为一个散射光相对光强对于对