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【應用——測試方案】雙向往復流動電勢法測量微球顆粒的zeta電位

更新時間:2024-03-11       點擊次數:518

 

雙向往復流動電勢法測量微球顆粒的 zeta 電位 

 

        血液凈化在醫療行業的應用越來越廣泛,它的原理是將病人的血液引出體外,再通過一種血液凈化裝置,將病人血液中的有毒物質去除,將凈化后的血液重新輸入病人體內,以達到治療疾病的目的。在血液凈化裝置中,通常采用特制的具有吸附特性的微球顆粒(通常直徑 1mm 左右)吸附血液中的有毒物質。因此,微球顆粒的吸附性對于血液凈化的效果尤為重要。而微球顆粒與被吸附物質的 Zeta 電位關系是影響吸附效果的重要的指標之一。準確的測量 Zeta 電位不僅能夠有效的幫助科研人員對所研制的微球性能進行評價,還有助于科研人員開發新型高效微球顆粒。本文論述的一種微球顆粒的 Zeta 電位測量方法。

 

ZPA-20.jpg

 

     測量儀器:

          

         本次測量采用德國 Dataphysics(德飛)公司生產的固體 Zeta 電位測試儀 ZPA20(圖 1,圖 2),該儀器采用流動電勢/電流的原理,具有自主研發技術——雙向往復流動,該技術使測量更準確,耗時更短。主要用于固體材料的 Zeta 電位,如:片狀固體材料,纖維,顆粒,粉末等等。

 

(圖1Zeta電位測試儀ZPA20

 


 

(圖2ZPA20 固體Zeta點位測試儀結構示意圖

 


 

 

 

(圖3)顆粒樣品專用測量單元

 

 

   測量原理:

 

 對于本次測量,當血液流經凈化裝置時,微球顆粒在血液環境中會產生表面電荷,即Zeta電位,當微球顆粒所帶電荷與血液中的致病物質所帶電荷相反時,微球顆粒就將致病物質吸附至其表面,Zeta電位越大,吸附越強,血液凈化效果越好。

 ZAP20 固體Zeta電位測試儀采用德國 dataphysics 公司Zhuan利技術的雙向往復流動電勢(流動電流)的原理。電解質溶液沿固體樣品表面雙向往復流過。即可單向測量又可雙向測量。因此,能夠快速準確的測量流動電位(勢)和當前施加的壓力等。

 

   
       實 驗:

 

   將裝填好微球顆粒的樣品單元固定在儀器上。采用70mg/L的氯化鉀溶液作為電解液,裝置于儀器的液體通道中,只需在專用的軟件上點擊“start” 按鍵,儀器將會自動的推動液體周期往復的流過裝有微球顆粒的樣品單元,在測量過程中,軟件會依次測量當前溶液的電導率、pH值、以及流動電勢與儀器內部泵壓力的關系,最終計算得到微球表面的Zeta電位,測量結果見下圖5

 

 

image.png

(圖5)測量結果軟件界面

 

    

   按照同樣方法,重復2次平行實驗,得到Zeta電位結果如下圖6和圖7


 image.png

(圖6)第一次重復測量結果

 

 image.png

(圖7)第二次重復測量結果


 

       測量結果:

   本實驗在PH5.5的氯化鉀溶液中,測量三次的微球表面的Zeta電位分別為:10.38mV, 10.81mV, 10.68mV。對測量結果取平均值,最終得到在測量環境中,微球顆粒的Zeta電位在10.62mV左右。

 

 

 

       結 論:

             流動電勢/電流的方法是一種準確、簡單、高效的Zeta電位測量方法,適用于微球顆粒等固體材料的Zeta電位測量。德國Dataphysics (德飛)公司生產的Zeta電位測試儀ZPA20,采用雙向往復流動電勢/電流的zhuan利技術,具有重復性好,操作簡單,自動化強,測量速度快等特點。

 

 

 

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