1、1會(huì)計(jì)學(xué)Zetasizer_Nano_系列培訓(xùn)課程系列培訓(xùn)課程q微小粒子在懸浮溶液中的隨意運(yùn)動(dòng)q布朗運(yùn)動(dòng)的速度依賴于q 離子的大小q 媒體的粘度動(dòng)態(tài)光散射測(cè)量依賴于時(shí)間的散射光強(qiáng)波動(dòng)。由動(dòng)態(tài)光散射可以得到粒子擴(kuò)散速度的信息, 進(jìn)而從Stokes-Einstein方程得到流體力學(xué)半徑 hydrodynamic diameter (DH) k ： 波爾茲曼常數(shù), T ： 絕對(duì)溫度, ： 粘度kT3DHD =散射光強(qiáng)依賴于粒子的大小散射光強(qiáng)的信息被傳輸?shù)焦庾酉嚓P(guān)器相關(guān)器連續(xù)加和處理從廣散射信號(hào)中得到的很短時(shí)間的波動(dòng)信息進(jìn)而得到相關(guān)曲線Time (s)Intensity (kcps)Small Par

2、ticlesTime (s)Intensity (kcps)Large ParticlesTimeIntensityTimeIntensity0TimeCorrelationCoefficient10 = 0TimeIntensity01Time10 = 1CorrelationCoefficientTimeIntensityTime10012 = 2CorrelationCoefficient = 3TimeIntensityTime100123CorrelationCoefficientTimeIntensityTime100 = 123CorrelationCoefficient衰減的過

3、程與粒子尺衰減的過程與粒子尺寸的分布相關(guān)寸的分布相關(guān)基線基線初始斜率依賴于粒子大小初始斜率依賴于粒子大小截距截距 D-2q2e ABGnPDI = 2ZD2分布系數(shù)值Comments0.05單分散體系，如一些乳液的標(biāo)樣。0.7尺寸分布非常寬的體系。Peak 1Peak 2Mean (nm)%Mean (nm)%Intensity23186.365.813.7Volume 23250.361.849.7Number1842.658.297.460nm 和 220nm 聚苯乙烯乳液標(biāo)樣1:1 體積混合z-均直徑 = 168nm分散指數(shù) = 0.215PeakDI (nm)% Int% Wt1592

4、16722207933檢測(cè)器檢測(cè)器激光激光凸透鏡凸透鏡樣品池樣品池高濃度溶液減小散射光體積降低多次散射影響檢測(cè)器檢測(cè)器激光激光凸透鏡凸透鏡樣品池樣品池小粒子/ 稀溶液較大的散射提體積樣品池中心樣品池中心衰減器編號(hào)衰減率(% 正常)透射率 (% 正常)199.99970.0003299.9970.003399.990.01499.970.03599.90.1699.70.37991897399010107030110100移動(dòng)到4.65mm調(diào)整衰減器使得檢測(cè)到的光強(qiáng)小于500kcps相關(guān)運(yùn)算 10 秒鐘計(jì)算 CPF 和 intercept移動(dòng)到 0.85mm調(diào)整衰減器使得檢測(cè)到的光強(qiáng)小于500k

5、cps相關(guān)運(yùn)算 10 秒鐘計(jì)算 CPF 和 interceptpt比較在 0.85 and 4.65mm處的 CPF and intercept 值計(jì)算測(cè)試時(shí)間在 4.65mm測(cè)試測(cè)試位置向樣品池邊緣優(yōu)化 (1.25, 1.05, 0.65 和 0.45mm)在優(yōu)化位置測(cè)試判斷樣品是否光學(xué)潔凈（意味著沒有多次光散射）?計(jì)算測(cè)試時(shí)間YesNoThe lower size limit is typically 2nmNano S90/ZS90Nano S/ZSLower Size Limit (nm)10.6Upper Size Limit (nm)30006000不同的濃度下檢測(cè)樣品尺寸The

6、lower size limit is typically 2nm可測(cè)量濃度可測(cè)量濃度表觀表觀 z-Average 直徑直徑 (nm)樣品濃度樣品濃度低低高高多次光散射多次光散射Nano S90Nano S可測(cè)量濃度可測(cè)量濃度多次光散射多次光散射粒子尺寸粒子尺寸最小推薦濃度最小推薦濃度最大推薦濃度最大推薦濃度Nano S90/ZS90Nano S/ZSNano S90/ZS90Nano S/ZS 1m1mg/ml0.1mg/ml0.1% w/v1% w/v (assuming a density of 1gcm-3)q小粒子q中等分散指數(shù)q存在大的粒子/締合 (基線不平)q大粒子q高分散指數(shù)q

7、很大的粒子/締合物 (基線不平)q截距 1.0 (number fluctuations? causing baseline definition problems)q雙峰分布 q高分布指數(shù)q無大粒子/締合物 (基線平)q雙分布樣品的相關(guān)曲線和光強(qiáng)分布q尺寸質(zhì)量報(bào)告給出的對(duì)于累積距法的擬和誤差說明測(cè)得的z-均直徑 (301nm) 并不可靠 q由于雙分布累積距擬和的結(jié)果很不好，然而分布擬和的結(jié)果非常好q因此，盡管這個(gè)測(cè)試的z-均半徑不可靠，但是光強(qiáng)尺寸分布是很準(zhǔn)確地Cumulants fit Distribution fit 檢測(cè)步驟檢測(cè)步驟檢測(cè)描述檢測(cè)描述警告信息警告信息警告信息的可能原因警告

8、信息的可能原因可以采取的措施可以采取的措施1 研究軟件使用適合的低尺寸分析限度檢查分布分析中的結(jié)果z-average is smaller than lower size analysis limit在分布分析過程中應(yīng)用錯(cuò)誤的低尺寸分析限度在研究軟件中編輯低尺寸分析的設(shè)置2研究軟件使用適合的高尺寸分析限度檢查分布分析中的結(jié)果z-average is larger than upper size analysis limit在分布分析過程中應(yīng)用錯(cuò)誤的高尺寸分析限度在研究軟件中編輯高尺寸分析的設(shè)置3檢測(cè)適當(dāng)?shù)娘@示尺寸下限z-average is smaller than lower display

9、 limit使用錯(cuò)誤的的顯示尺寸下限編輯顯示尺寸下限4檢測(cè)適當(dāng)?shù)娘@示尺寸上限z-average is larger the upper display limit使用錯(cuò)誤的的顯示尺寸上限編輯顯示尺寸上限檢測(cè)步驟檢測(cè)步驟檢測(cè)描述檢測(cè)描述警告信息警告信息警告信息的可能原因警告信息的可能原因可以采取的措施可以采取的措施5檢測(cè)分散系數(shù)數(shù)值(分散系數(shù) 1 ?) Polydispersity index is very high樣品分散度很大，可能不適合DLS測(cè)試DLS技術(shù)可能不適用于 此樣品樣品中有灰塵或是大的締合物通過過濾和離心除去灰塵大的締合物錯(cuò)誤的測(cè)試位置 (只應(yīng)用于 Nano S/ZS)優(yōu)化測(cè)試

10、位置檢測(cè)步驟檢測(cè)步驟檢測(cè)描述檢測(cè)描述警告信息警告信息警告信息的可能原因警告信息的可能原因可以采取的措施可以采取的措施6檢查相關(guān)曲線的截距(截距 1.0 ?) Correlation function intercept out of range樣品濃度太高 (多次散射)稀釋樣品樣品濃度太低增加樣品濃度重新檢測(cè)樣品熒光使用窄波長(zhǎng)濾波片使用不同波長(zhǎng)的激光樣品吸收光強(qiáng)使用不同波長(zhǎng)的激光錯(cuò)誤的測(cè)試位置 (只應(yīng)用于 Nano S/ZS)優(yōu)化測(cè)試位置樣品中有非常大的粒子 (基線不回零)，可能不適用于動(dòng)態(tài)光散射方法通過過濾和離心除去灰塵大的締合物檢測(cè)步驟檢測(cè)步驟檢測(cè)描述檢測(cè)描述Warning Message

11、Possible Reasons For Warning MessagePossible Actions6檢查相關(guān)曲線的截距(截距 1.0 ?) Correlation function intercept out of rangeSample concentration too high (multiple scattering)Dilute sample and re-measure Sample concentration too lowIncrease sample concentration and re-measureSample fluorescenceUse narrow ba

12、nd filter optionUser different laser wavelengthSample absorbance (coloured sample)User different laser wavelengthWrong measurement position selected (Nano S/ZS only)Allow instrument to seek for optimum measurement positionSample contains very large particles (baseline definition problems) and may no

13、t be suitable for DLS measurements Remove large particles/ aggregates/ dust by filtration or centrifugationq發(fā)射熒光的樣品的相關(guān)曲線q注意到截距值為0.011 q在Nano 系列中可使用窄波長(zhǎng)的濾波片來提高信號(hào)質(zhì)量q如果以上辦法不能顯著提高信號(hào)質(zhì)量，那么就要使用不同波長(zhǎng)的激光作為光源檢測(cè)步驟檢測(cè)步驟檢測(cè)描述檢測(cè)描述Warning MessagePossible Reasons For Warning MessagePossible Actions6檢查相關(guān)曲線的截距(截距 1.0 ?)

14、Correlation function intercept out of rangeSample concentration too high (multiple scattering)Dilute sample and re-measure Sample concentration too lowIncrease sample concentration and re-measureSample fluorescenceUse narrow band filter optionUser different laser wavelengthSample absorbance (coloure

15、d sample)User different laser wavelengthWrong measurement position selected (Nano S/ZS only)Allow instrument to seek for optimum measurement positionSample contains very large particles (baseline definition problems) and may not be suitable for DLS measurements Remove large particles/ aggregates/ du

16、st by filtration or centrifugationq由一個(gè)有很大，且沉淀的粒子的溶液測(cè)得的相關(guān)曲線。數(shù)量波動(dòng)引起相干效應(yīng)。q大粒子的存在導(dǎo)致了基線定義問題，并且導(dǎo)致截距值大于1.0檢測(cè)步驟檢測(cè)步驟檢測(cè)描述檢測(cè)描述警告信息警告信息警告信息的可能原因警告信息的可能原因可以采取的措施可以采取的措施7研究軟件檢查相關(guān)曲線前幾個(gè)點(diǎn)針對(duì)與多指數(shù)模型的選擇(第一個(gè)相關(guān)測(cè)試點(diǎn) 3并且 z-均直徑 5nm ?)Check first correlation point selection for multimodal analysis僅應(yīng)用于研究模式的軟件。檢測(cè)相關(guān)曲線前幾個(gè)點(diǎn)的選擇是否適合粒

17、子池村的分布范圍編輯在分布分析中第一個(gè)點(diǎn)的時(shí)間位置，重新分析原始數(shù)據(jù)檢測(cè)步驟檢測(cè)步驟檢測(cè)描述檢測(cè)描述警告信息警告信息警告信息的可能原因警告信息的可能原因可以采取的措施可以采取的措施8檢測(cè)在范圍內(nèi)的值( 90% ?)The in range figure is low大粒子或者粒子沉淀通過過濾和離心除去灰塵大的締合物樣品產(chǎn)生熒光使用窄波長(zhǎng)濾波片使用不同波長(zhǎng)的激光樣品吸收照射光使用不同波長(zhǎng)的激光檢測(cè)步驟檢測(cè)步驟檢測(cè)描述檢測(cè)描述Warning MessagePossible Reasons For Warning MessagePossible Actions8檢測(cè)在范圍內(nèi)的值( 90% ?)The

18、 in range figure is lowPresence of large or sedimenting particlesRemove large particles/ aggregates/ dust by filtration or centrifugationSample fluorescence Use narrow band filter optionUser different laser wavelengthSample absorbance (coloured sample)User different laser wavelengthq由一個(gè)有很大，且沉淀的粒子的溶液

19、測(cè)得的相關(guān)曲線。數(shù)量波動(dòng)引起相干效應(yīng)q樣品不適合DLS測(cè)試，除非通過過濾離心將大尺寸粒子除去檢測(cè)步驟檢測(cè)步驟檢測(cè)描述檢測(cè)描述警告信息警告信息警告信息的可能原因警告信息的可能原因可以采取的措施可以采取的措施9a檢查平均光強(qiáng)(平均光強(qiáng) 1000 kcps ?) Count rate is out of range衰減器沒有設(shè)置為自動(dòng)狀態(tài)設(shè)置為自動(dòng)狀態(tài)樣品中有大的粒子/締合物/灰塵通過過濾和離心除去灰塵大的締合物樣品在測(cè)試過程中不穩(wěn)定樣品不適用于DLS技術(shù)檢測(cè)步驟檢測(cè)步驟檢測(cè)描述檢測(cè)描述警告信息警告信息警告信息的可能原因警告信息的可能原因可以采取的措施可以采取的措施10檢測(cè)是否積累了足夠的數(shù)據(jù)(累積

20、的光子數(shù)0.005?) Cumulant fit error high相關(guān)曲線質(zhì)量不好樣品不適合 DLS 技術(shù)樣品分布太寬樣品更適合分布分析在研究軟件中的對(duì)于累積距擬和方法不恰當(dāng)?shù)脑O(shè)置編輯設(shè)置12檢測(cè)分布擬和誤差(誤差 0.005?)Multimodal fit error high相關(guān)曲線質(zhì)量不好樣品不適合 DLS 技術(shù)樣品分布太寬樣品不適合 DLS 技術(shù)在研究軟件中的對(duì)于分布擬和方法不恰當(dāng)?shù)脑O(shè)置編輯設(shè)置檢測(cè)步驟檢測(cè)步驟檢測(cè)描述檢測(cè)描述警告信息警告信息Possible Reasons For Warning MessagePossible Actions11檢測(cè)累積距擬和誤差(誤差 0.00

21、5?) Cumulant fit error highData quality too poor for cumulant analysisSample may not be suitable for DLS techniqueSample too polydisperse for cumulant analysisSample more suitable for distribution analysis Inappropriate cumulant analysis settings in research softwareEdit cumulant settings in researc

22、h software12檢測(cè)分布擬和誤差(誤差 0.005?)Multimodal fit error highData quality too poor for distribution analysisSample may not be suitable for DLS techniqueSample too polydisperse for distribution analysisSample may not be suitable for DLS techniqueInappropriate distribution analysis settings in research sof

23、twareEdit distribution settings in research softwareq由于樣品的多分散性，累積距擬和結(jié)果很差，然而分布擬和的結(jié)果很好q因此，盡管這個(gè)測(cè)試的z-均半徑不可靠，但是光強(qiáng)尺寸分布是很準(zhǔn)確地Cumulants fit Distribution fit analysisSymbolMeaningPossible Tip DescriptionAcceptable measurementFirst measurement is representative of remainderPoor MeasurementMean size is trending

24、 by 19%Count rate varies significantly sample not stable or cleanCount rate and size are both decreasing sample may be sedimenting or dissolving建議類型的例子包括穩(wěn)定體系穩(wěn)定體系絮凝絮凝凝聚凝聚沉淀沉淀凝聚凝聚絮凝絮凝沉淀沉淀相分離相分離（位阻效應(yīng)）（位阻效應(yīng)）STERICSimple, but limited optionsIrreversibleAn extra component靜電力排斥（靜電力排斥（ELECTROSTATIC）Easy to

25、measure the controlling parameter (zeta potential)ReversibleMay only require change in pH or ion concentrationZeta電位是在滑移層的電勢(shì) (剪切的流體動(dòng)力學(xué)平面)9234567811011121314pHZeta Potential (mV)0+30-30等電點(diǎn)（IEP）帶電粒子以特定的速度運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的速度取決于: 電場(chǎng)強(qiáng)度 媒體的介電常數(shù) 媒體的粘度 Zeta電位+- UE = 2 e z f(k a)3 z ：zeta電勢(shì)UE ：電泳淌度e ：介電常數(shù)H：粘度f(k a) ： H

26、enrys 方程非極性溶劑非極性溶劑Huckel 近似近似F(ka) = 1.0Smoluchowski 近似近似F(ka) = 1.5a1/K極性溶劑極性溶劑a1/K f = 2 sin( /2)/ 粒子速度粒子速度 V=0散射光與入射光有相散射光與入射光有相同頻率同頻率F1F1粒子速度粒子速度 V0v散射光品率高于入射光散射光品率高于入射光F2F1F1參考光 F1F1F2參考光 F1 和和散射光散射光 F2F1F2將兩束光結(jié)合參考光 F1 和和散射光散射光 F2F2F1參考光 F1 和和散射光散射光 F2F2F1參考光 F1 和和散射光散射光 F2F1 = -fF2F2F1參考光 F1 和

27、和散射光散射光 F2這兩束光在A 相干加強(qiáng)，在 B 相干減弱BAAF1 = -fF2F2F1參考光 F1 和和散射光散射光 F2這兩束光在A 相干加強(qiáng)，在 B 相干減弱BAA相干的結(jié)果產(chǎn)生一個(gè)頻率小得多的調(diào)制光源，這束光的頻率等于參考光和散射光頻率的差F1 = -fF2檢測(cè)器檢測(cè)的是光強(qiáng)隨時(shí)間的波動(dòng)，進(jìn)而得到拍頻q參考光不通過樣品池q衰減鏡片調(diào)整入射光的光強(qiáng)q這樣儀器可以檢測(cè)很寬濃度范圍內(nèi)的樣品Electrophoresis in a Closed Capillary Cell 移動(dòng)性Phase Difference DemonstrationConductivity (mS/cm)Volta

28、ge Selected (V)3010 (100次子測(cè)試) Attenuator IndexTransmission (% Nominal)10.000320.00330.0140.0350.160.37183910103011100FFRPALS only to obtain mean (Ep)FFRPALS only to obtain mean (Ep)SFRPALS to obtain mean (Eo+ Ep) + FT to obtain distribution (width)FFRFFRSFRPALS only to obtain mean (Ep) no distributi

29、on or widthFFR onlyFFR only測(cè)試項(xiàng)測(cè)試描述警告信息可能原因可采取的措施1檢測(cè)相曲線的質(zhì)量Check the quality of the phase plot data 相數(shù)據(jù)不好-信躁比太低Phase data poor signal to noise ratio low 樣品濃度過低增加子測(cè)試數(shù)量增加樣品濃度，重新測(cè)試樣品濃度過高增加子測(cè)試數(shù)量稀釋樣品，重新測(cè)試 高導(dǎo)電率導(dǎo)致樣品變質(zhì)/電極退化 用 Monomodal模式測(cè)試手動(dòng)降低電壓 測(cè)試項(xiàng)測(cè)試描述警告信息可能原因可采取的措施2檢測(cè)分布曲線的質(zhì)量Check the quality of the distribu

30、tion plot data Distribution data poor樣品濃度太低增加子測(cè)試數(shù)量增加樣品濃度，重新測(cè)試樣品濃度太高增加子測(cè)試數(shù)量稀釋樣品，重新測(cè)試 高導(dǎo)電率導(dǎo)致樣品變質(zhì)/電極退化用 Monomodal模式測(cè)試手動(dòng)降低電壓 測(cè)試項(xiàng)測(cè)試描述警告信息可能原因可采取的措施3檢測(cè)zeta電位分布的范圍是否在科分析范圍之內(nèi)Check the limits of the zeta potential distribution are within the analyzed range Increase zeta potential analysis range 樣品的zeta電位分布很寬編輯 zeta potential 分析范圍重新測(cè)試較高的導(dǎo)電率導(dǎo)致施加的電壓自動(dòng)降低編輯 zeta potential 分析范圍重新測(cè)試樣品的介電常數(shù)太低或粘度太高編輯 zeta potential 分析范圍重新測(cè)試Mean zeta = +63mV Wall zeta = +61mV Voltage = 150V Voltage = 100V 測(cè)試項(xiàng)測(cè)試描述警告信息可能原因可采