使用怀亚特技术的莫比乌斯正确测量挑战性样品的ζ电位和粒径指南

什么是DLS，如何用它来确定颗粒大小?

首先，将激光投射到样品槽上。样品将一部分光散射到光纤中，然后光纤进入雪崩光电二极管。这个二极管跟踪散射光强度作为时间的函数。然后将这些数据输入相关器板，从而创建相关函数。

到底是什么造成了光强度的波动?要理解这一点，我们必须考虑样例解决方案中到底发生了什么。让我们想象一下，在时刻0，我们有两个粒子的位置，这样来自每个粒子的光波被散射是同步的，这意yabo214味着光电二极管接收到相干干涉，因此一个更大的电压信号。但是，现在让我们想象一会儿之后，这两个粒子扩散开来。yabo214散射波彼此不同步。因此，二极管收到较低的电压，因为有破坏性的干扰发生。主要的结论是光强度随时间的波动是由于这些粒子的布朗运动。yabo214

光强的涨落速率因颗粒大小而异。小粒子扩散得非yabo214常快，因此我们看到光强度的快速波动。这导致相关函数在短时间内衰减。相比之下，大颗粒扩散得更慢。yabo214因此，光强度的波动以较慢的速度发生，相关函数在较长的时间尺度上衰减。

如果溶液中含有多个不同大小的粒子会怎样?yabo214

真实的样本通常有聚集，它们在溶液中也可能有多个粒子总体。yabo214一个常见的问题是，我用哪个模型来确定我的颗粒大小?让我们从一个简单的例子开始;其中所有粒子的大小都是一样的。yabo214为了描述这个解，我们可以说它是单峰的，单分散的。它的相关函数会有一个指数衰减我们用来描述它的模型叫做累积量法;累积量模型使用只有单指数衰减。

现在让我们来看一个稍微复杂一点的例子:除了单体，还能形成二聚体和低聚体的溶液。在这个例子中，我们仍然将它描述为单峰，但我们现在也可以说它是多分散的，因为在直径上有一点变化。在这个例子中，使用累积量模型仍然是合适的，但我们将使用多分散指数来解释与纯单分散样品的偏差。

接下来，让我们考虑一个例子，我们有两个不同的总体，它们的大小非常不同，但每个样本总体都被认为是单分散的。在这种情况下，我们称之为多模态。因为有两个不同的种群，相关函数的作用是我们看到两个衰变时间，一个是较小的物种，另一个是较大的物种。在这种情况下，不适合使用累积量模型。相反，我们需要正则化模型，因为正则化模型适合任意数量的具有不同平均大小的总体。

最后，让我们考虑一个更复杂的解决方案我们有两个不同的物种这两个物种内部有多分散性。在这种情况下，解决方案将被描述为多模态和多分散，我们也将使用正规化模型。计算了各种群的多分散性指数。

怀亚特公司有什么技术可以确定颗粒大小?

怀亚特科技公司有三种不同的探测器可以测量颗粒大小。一种是dynapo平板阅读器，它以微孔板的形式测量尺寸和摩尔质量。dynapo NanoStar在石英试管或一次性塑料试管中测量尺寸和摩尔质量。最后，Mobius在石英试管或PEEK流池中测量粒径和zeta电位。

莫比乌斯如何计算粒子大小和电位？

莫比乌斯测量PALS来计算粒子的迁移率。yabo214该装置使用50毫瓦的高功率532纳米激光照亮样品电池。对于PALS分析，散射光由31个独立的二极管收集。在样品电池中，我们有两个铂电极，我们假设左边的铂电极是负极性的。我们也假设溶液中的粒子带净正电荷。yabo214在这种情况下，粒子会向左移动。yabo214这种移动的结果是，由二极管的右半部分接收到的光的波长将发生红移。然而，探测器的左半部分接收到的波长会有轻微的蓝移。这个位移与净表面电荷和粒子的总电荷成正比。然而，这种变化很难察觉。 It's very small.

用来检测这种微小变化的方法叫做干涉测量法。在这种情况下，我们取原始激光的一部分，将其与散射光重新结合;这就产生了一种节拍模式，随时间推移由光电二极管检测到。然后用这个节拍模式的频率来计算机动性;然而，仅靠移动性不足以计算ζ电位。精确计算ζ电位不仅需要知道迁移率，还需要知道粒子的大小。因此，在莫比乌斯装置中有一个内置的DLS探测器。这使我们能够在相同的散射体积下同时测量流动性和粒径，因此不需要切换任何单元或重新测量样品。

准确测量zeta电位需要在同一样品池中同时进行DLS和PALS测量。

典型的PALS数据是如何呈现的?

PALS数据以v形图的形式显示。y轴表示每单位电场的电泳(你可以把它看作每电场作用的移动距离)，x轴表示时间。所绘点的斜率实际上是电泳迁移率的量度。如果我们增加粒子的表面电荷，这条线的斜率和移动性也会增加。yabo214

v形图另一个有用的方面是它的方向告诉了我们关于净表面电荷的信息。如果v形图指向向下的方向，我们知道净表面电荷是负的。然而，如果v形图指向向上，我们就知道净表面电荷是正的。

什么条件会使测量泽塔电势变得更加困难?

导电缓冲液是一种样品性质，它可能会使测量zeta电位变得复杂。即使10毫微克的NaCl也会引起并发症。一个复杂的问题是电解产生气泡。这将从根本上影响应用领域，从而导致不正确的流动性值。

高盐引起的第二个并发症是离子本身的介质屏蔽。这样做的结果是，感兴趣的粒子对电场的感觉更少，因此运动更少，从而yabo214导致对移动性的低估。

盐离子可以做的另一件事是改变用来计算电位的模型。例如，当你有低盐溶液中的小颗粒样本时，应该使用Hückel模型。yabo214然而，当你在高盐溶液中有大颗粒时，应该使用Smoluchowski模型。yabo214如果你选择了错误的模型，zeta电位的误差可能高达50%。

怀亚特的技术是如何克服这些困难的?

至于解决方案，可以通过使用Atlas附件来克服气泡，该附件可以将流池加压至500psi，将气泡驱回溶液中。

对于介质屏蔽的挑战，可以做的是切换到更高的场频率。因此，对于高导电的样品，我们通常使用20赫兹，而不是10赫兹。

在实际样品中，颗粒大小和溶液盐度介于Hückel和Smoluchowski模型之间。出于这个原因，Mobius软件有第三个模型，叫做亨利模型。在这个模型中，我们可以插入缓冲液的离子强度。然后，软件将计算出准确的函数，应该用来计算ζ电位。如果你不知道离子强度，还有一个内置的计算器，你可以列出哪些离子在你的缓冲液中以什么浓度存在，软件将计算离子强度。

在确定颗粒大小时还有其他困难吗?

有些时候，粒子太大，无法通过动态光散射来测量。yabo214在莫比乌斯仪器中，可以测量到半径为5微米的颗粒尺寸。然而，当颗粒尺寸超过这一极限时，可以采用扫描电子显微镜、隧道电子显微镜或原子力显微镜等替代技术来测量颗粒尺寸。这个粒子尺寸可以输入到软件中，软件将使用这个半径来计算ζ电位。

莫比乌斯还有哪些方面使它成为理想的粒子分析仪器?

那些测量粒子大小和电位的人通常也对他们的粒子的稳定性感兴趣。yabo214进一步研究稳定性的一种方法是在温度升高时测量你的颗粒大小和ζ电位，或者在一段固定的时间内将样品细胞保持在一个固定的温度。

为了准确地计算电势，你需要同时知道迁移率和半径。这可能会很复杂，因为尺寸可能会随着温度的升高而不断变化。

在莫比乌斯仪器中，我们同时测量DLS和pal。这使得我们可以同时确定样品的粒径和流动性，并在整个温度梯度剖面上精确计算ζ电位。莫比乌斯仪器有两种不同类型的细胞，它可以同时测量DLS和PALS。一个是浸渍池，第二个是流动池。

关于如何充分利用莫比乌斯，你还有什么建议吗?

我想就精细样品的方法开发提出几点建议。当施加电压时，有些样品会开始聚集并增大尺寸。对于这些样品，我建议首先注入样品，然后在不同的电压下测量，从0到5或6伏。在每个电压范围内，你应该快速测量样品五次。例如，DLS非常短，一秒钟的收购，你会这样做五次。好友收集的总持续时间为5秒，所以DPS和好友都只有5秒。我们这样做了五次，来观察每个电压下的重现性。如果在使用的所有电压中，半径保持相当恒定，就知道样品是稳定的。

把电位看作电压幅值的函数，你会发现它开始在一定的电压下趋于稳定。这是你想给这个样品施加的理想电压。

接下来，您可以重新注入样品，并在该电压下直接测量，以获得最准确的zeta电位，而不受以前测量的影响。最后(一个可选步骤)，在最终电压下，您可以通过更改收集时间进一步优化设置。你可以收集10秒、30秒和60秒，而不是用5秒来测量。

我们的读者可以去哪里了解更多?

想了解更多请访问www.wyatt.com/Mobius

关于杰森林

在怀亚特的角色中，他利用各种光散射技术为生物制药公司、化学公司、学术中心和政府研究实验室调查样本。贾森博士毕业于加州大学圣巴巴拉分校化学系。