纳米粒度测量——最新动态光背散射技术

随着颗粒粒径的减小，例如分子级别的大小，颗粒对光的散射效率急剧降低，使得经典动态光散射技术的自相关检测（PCS）变得更加不确定。40多年来，Microtrac公司一直致力于激光散射技术在颗粒粒度测量中的应用。作为行业的先锋，早在1990年，超细颗粒分析仪器 UPA（UltrafineParticle Analyzer）研发成功，首次引入由于颗粒在悬浮体系中的布朗运动而产生频率变化的能谱概念，快速准确地得到被测体系的纳米粒度分布。2001年，利用背散射（Back-scattered）和异相多谱勒频移（HeterodyneDoppler Frequency Shifts）技术，结合动态光散射理论和先进的数学处理模型，NPA150/250将分析范围延伸至0.3nm-10μm,样品浓度更可高达百分之四十，基本实现样品的原位检测。异相多普勒频移技术采用可控参考稳定频率，直接比照因颗粒的布朗运动而产生的频率漂移，综合考虑被测体系的实时温度和粘度，较之于传统的自相关技术，信号强度高出几个数量级。另外，新型“Y”型梯度光纤探针的使用，实现了对样品的直接测量，极大的减少了背景噪音，提高了仪器的分辨率。

Zeta电位测量

美国麦奇克有限公司（Microtrac Inc.）以其在激光衍射/散射技术和颗粒表征方面的独到见解，经过多年的市场调研和潜心研究，开发出最新一代Nanotrac wave微电场分析技术，融纳米颗粒粒度分布与Zeta电位测量于一体，无需传统的比色皿，一次进样即可得到准确的粒度分布和Zeta电位分析数据。与传统的Zeta电位分析技术相比，Nanotrac wave采用先进的“Y”型光纤探针光路设计，配置膜电极产生微电场，操作简单，测量迅速，无需精确定位由于电泳和电滲等效应导致的静止层，无需外加大功率电场，无需更换分别用于测量粒度和Zeta电位的样品池，完全消除由于空间位阻（不同光学元器件间的传输损失，比色皿器壁的折射和污染，比色皿位置的差异，分散介质的影响，颗粒间多重散射等）带来的光学信号的损失，结果准确可靠，重现性好。

粒度分析范围: 0.3nm-10µm

重现性：误差≤1%

浓度范围：ppb-40%

检测角度：180°

分析时间：30-120秒

准确性：全量程米氏理论及非球形颗粒校正因子

测量精度: 无需预选，依据实际测量结果，自动生成单峰/多峰分布结果

理论设计温度：0-90℃，可以进行程序升温或降温

兼容性：兼容任何有机溶剂及大多数酸性或碱性溶液

测量原理：

粒度测量：动态光背散射技术和全量程米氏理论处理
分子量测量：水力直径或德拜曲线
专利技术：膜电极，微电场电势测量，“Y”型光纤探针设计，异相多普勒频移，可控参比方法，快速傅立叶转换算法，非球形颗粒校正因子

光学系统：

3mW780nm半导体固定位置激光器，通过梯度步进光纤直接照射样品，在固定位置用硅光二极管接受背散射光信号，无需校正光路

软件系统：

先进的Microtrac FLEX软件提供强大的数据处理能力，包括图形，数据输出/输入，个性化输出报告，及各种文字处理功能，如PDF格式输出, Internet共享数据，Microsoft Access格式（OLE）等。体积，数量，面积及光强分布，包括积分/微分百分比和其他分析统计数据。数据的完整性符合21 CFR PART 11安全要求，包括口令保护，电子签名和指定授权等。

外部环境：

电源要求：90-240VAC，5A，50/60Hz
环境要求：温度，10-40°C
相对湿度：小于95%

配置：

有内置和外置光纤测量探头可选

﹡采用最新的动态光散射技术，引入能普概念代替传统光子相关光谱法

﹡专利的“Y”型光纤光路系统，通过蓝宝石测量窗口，直接测量悬浮体系中的颗粒粒度分布，在加载电流的情况下，与膜电极对应产生微电场，测量同一体系的Zeta电位， 避免样品交叉污染与浓度变化。

﹡专利的异相多谱勒频移技术，较之传统的方法，获得光信号强度高出几个数量级，提高分析结果的可靠性。

﹡专利的可控参比方法（CRM），能精细分析多谱勒频移产生的能谱，确保分析的灵敏度。

﹡超短的颗粒在悬浮液中的散射光程设计，减少了多重散射现象的干扰，保证高浓度溶液中纳米颗粒测试的准确性。

﹡专利的快速傅利叶变换算法(FFT，Fast FourierTransform Algorithm Method),迅速处理检测系统获得的能谱，缩短分析时间。

﹡专利膜电极设计，避免产生热效应，能准确测量颗粒电泳速度。

﹡无需比色皿，毛细管电泳池或外加电极池，仅需点击Zeta电位操作键，一分钟内即可得到分析结果

﹡消除多种空间位阻对散射光信号的干扰，诸如光路中不同光学元器件间传输的损失，样品池位置不同带来的误差，比色皿器壁的折射与污染，分散介质的影响，多重散射的衰减等，提高灵敏度。