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多功能智能納米激光粒度儀

一：產品介紹：

Nano9200 系列多功能智能納米激光粒度儀用于測量顆粒粒度與Zeta電位 。納米顆粒由于粒徑十分細小，其表面的晶體結構發生變化，從而在電學、光 學和化學活性等方面表現出自身的性能。粒徑大小是表征納米材料性能的主要 參數，準確了解顆粒粒度是控制納米材料性能的關鍵。Zeta 電位是表征膠體 分散系穩定性的關鍵參數，Zeta電位越高，膠體就越穩定，反之，Zeta 電位越低，膠體穩定性就越差，通過測量和調整膠體的Zeta電位，就可以控 制其穩定性。因此，Nano9200 系列納米粒度及 Zeta 電位分析儀廣泛應用于 產品開發、生產、質量控制以及科學研究。

二：產品原理

㈠顆粒度的測量

a、測量原理當激光照射到分散于液體介質中的微小顆粒時，由于顆粒的布朗運動引起散射光的頻率偏 移，導致散射光信號隨時間發生動態變化，該變化的大小與顆粒的布朗運動速度有關，而顆粒 的布朗運動速度又取決于顆粒粒徑的大小，顆粒大布朗運動速度慢，反之顆粒小布朗運動速度 快，因此動態光散射技術是分析樣品顆粒的散射光強隨時間的漲落規律，使用光子探測器在固 定的角度采集散射光，通過相關器進行自相關運算得到相關函數，再經過數學反演獲得顆粒粒徑信息。

b、技術特點

⑴背散射光路：使用背散射光路接收散射光，減小散射光程，減弱多次散射光，進而可以測量高 濃度樣品的顆粒粒度

⑵大動態范圍高速光子相關器：采用高速、低速通道搭配的光子相關器，有效解決了硬件資源與 通道數量之間的矛盾，實時獲取動態范圍大、基線穩定的相關函數

⑶剔除灰塵干擾：引入分位數檢測異常值的方法，鑒別受灰塵干擾的散射光數據，并剔除異常 值，提高粒度測量結果的準確性

⑷多角度數據反演：從多個不同的散射角度采集散射光強，可以獲得更多的顆粒粒度信息，并將 多個自相關函數結合到一個數據分析中，提供高分辨率且與角度無關的粒度測量結果

⑸溫度趨勢分析：按照設定的溫度范圍，自動進行粒度和Zeta電位測量，檢測樣品粒度或Zeta電 位的溫度趨勢

⑹超微量樣品池：超微量毛細管樣品池，樣品量低至3μL，且由于光程短，可減弱多次散射光， 能顯著提升樣品濃度上限

⑺標準化操作(SOP)：軟件具有標準化操作功能，讓不同實驗室、不同實驗員間的測量按照同一 標準進行，測量結果更具可比性

⑻智能化測量：自動調整散射光強，自動優化光子相關器參數，自動設置測量參數，以適應不同 樣品，讓測量變得輕松愉快

⑼法規軟件：軟件符合FDA 21 CFR Part 11的要求，可設置/修改用戶組的訪問權限，具有電子 記錄/電子簽名和審計跟蹤功能，符合制藥企業的法規要求

c、智能納米激光粒度儀樣品池類型

d、納米粒度應用范圍

㈡：zeta電位的測量

a、測量原理

懸浮在液體中的顆粒表面往往帶有電荷，帶電顆粒在電場力作用下向電極反方向做電泳運動，單位電場強度下的電泳速度定義為電泳遷移率。顆粒在電泳遷移時，會帶著緊密吸附層和部分擴散層一起移動，與液體之間形成滑動面，滑動面與液體內部的電位差即為 Zeta電位。Zeta電位是表征分散體系穩定性的重要指標，Zeta電位越高，顆粒間的相互排斥力越大，膠體體系越穩定，因此通過測量Zeta電位可以預測膠體的穩定性。Zeta電位與電泳遷移率的關系遵循Henry方程，通過測量顆粒在電場中的電泳遷移率就能 計算出顆粒的Zeta電位。電泳光散射(ELS)法通過測量散射光的頻率偏移，來獲得顆粒的電泳 遷移率，進而確定Zeta電位。而相位分析光散射(PALS)法則通過測量散射光信號的相位變化 來獲得顆粒的電泳遷移率，分辨率比電泳光散射法高兩個數量級，從而提高了Zeta電位的測 量精度。

b、性能特點

⑴全光纖光路：使用單模保偏光纖替代分立光路，使參考光和散射光信號不再受灰塵和雜散光 的干擾，提高了光拍信號的信噪比和抗干擾能力

⑵精確函數表達式：基于雙電層理論模型，求解顆粒的雙電層厚度，獲得準確的顆粒半徑與雙 電層厚度的比值，再利用*小二乘擬合算法獲得精確的Henry函數表達式，進而提高了Zeta電 位的計算精度

⑶U形毛細管樣品池：使用U形毛細管樣品池測量Zeta電位，由于樣品池底部是水平的，從而使 得電場強度比傳統的毛細管樣品池更加均勻，減少測量誤差，進而提高了Zeta電位的測量精 度與重復性 插入式平板電極：

⑷提供插入式平板電極用于測量水溶液或有機溶液中樣品的Zeta電位，平板 電極由耐腐蝕的鉑金屬制成，清洗后可重復使用。平板電極與塑料或玻璃樣品池配合使用， 方便快捷

⑸相位分析光散射技術(PALS)：通過測量光拍信號的相位變化來獲得顆粒的Zeta電位，測量分 辨率比電泳光散射法高兩個數量級

c、zeta電位儀樣品池類型

d、zeta電位儀可選配件

e、zeta電位應用領域

三、軟件控制

㈠強大易用的控制軟件

Nano9200系列納米粒度及Zeta電位分析儀的控制軟件具有納 米顆粒粒度和Zeta電位等測量功能，一鍵式測量，無需用戶干預 ，自動調整散射光強，自動優化光子相關器參數，以適應不同樣 品，讓測量變得輕松愉快?？刂栖浖哂袠藴驶僮?SOP)功能 ，讓不同實驗室，不同實驗員間的測量按照同一標準進行，測 量結果更具可比性。測量完成自動生成報表，以可視化的方式展 示測量結果，讓測量結果一目了然。

㈡剔除灰塵干擾

如果樣品中含有灰塵，則會使散射光強發生躍變，導致錯誤 的測量結果。Nano9200使用分位數檢測異常值的方法，自適應改 變閾值，鑒別散射光數據中的“尖峰"，并剔除異常值。剔除灰 塵干擾數據后，光子計數分布近似為正態分布，獲得的光強自相 關函數與平穩光強計算的光強自相關函數相吻合，反演結果精度 在誤差允許范圍內。

自適應相關函數截取

反演顆粒粒度分布時，需要對相關函數進行截斷。固定點數法不考慮被測樣品顆粒的大 小，截取相同點數的相關函數進行反演。固定閾值法(FACFT)設定某閾值，在相關函數小于該 閾值的點截斷，但此方法無法依據相關函數噪聲大小來調整截斷點。 相關函數均方根誤差閾值(RMSET)法根據被測顆粒大小截取相關函數，大顆粒取較多相關 函數點，小顆粒取較少相關函數點，實現自適應相關函數的截取。由測量結果可知，RMSET 法反演的顆粒粒徑波動性小，重復性好。