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高浓胶乳样品的Zeta电位表征方法

2024-01-30

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Zeta电位是表征胶乳表面化学性质及其体系稳定性的一个重要指标。它在生物医药,陶瓷,制药,表面处理,水处理,食品及涂料等各个行业中都有广泛的应用,它在过程控制和质量评价中具有重要意义。


《ISO 13099-1/2/3》描述了测试Zeta电位的4种方法,包括电泳法,电渗法,流动电位法,电声法,每种方法都具有不同的适用范围。影响zeta电位的因素有许多,pH值,分散介质,黏度,颗粒浓度,添加剂种类及添加量,电导率,气泡,温度等。本文中的样品为分散在缓冲盐体系中的聚丙乙烯胶乳微粒,其样品量少,浓度高,电导率高,有缓慢沉降趋势。基于样品的这些特点,本文选择了流动电位法测试该样品的Zeta电位。而市面上比较通用的电泳法对于此类高浓度,高电导率的样品在测试时会有一定的局限性,通常情况下不能原液测试,而需要进行大量稀释才能测试。而流动电位法适用范围更加广泛,可以直接原液测试该类样品,避免了稀释带来的结果误差。


实验内容

1、样品: 本例中所有样品均来自某生物公司,为聚苯乙烯胶乳微粒,白色较浓稠的乳浊液(图1)。

2、实验设备:测试仪器品牌为MICROTRAC,型号为STABINO ZETA,配备1ml样品池。


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图1 胶乳样品


实验结果

测试之前,将样品小心混合均匀,尽量减少气泡产生。之后取样1ml至样品池中,设置测试时间为60s,重复3次。样品zeta电位及电导率结果如下表所示。


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表1 样品Zeta电位及电导率

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图2 Zeta电位结果


如表1所示,样品表面均带负电,但Zeta电位值及电导率差异较大。1号和2号样品的Zeta电位值(绝对值)均大于30mv,而3~6号样品均小于30mv。而电导率却恰恰相反,1,2号样品的电导率值远小于3~6号。从3次测试的结果看,Zeta电位的重复性均很好,从图2的时间变化图中也可看出,Zeta电位在测试的60s时间内波动也较小。


结果讨论

微球载体因其性质均一,易于表面修饰等特点而被广泛使用,在生物医药领域也具有较大的研究价值。STABINO ZETA适用范围较广,可适合的粒径范围从0.3nm到300um,测试时也无需输入任何测量参数,原液测量无需稀释,仅需设置测量时间即可。在测量开始后,活塞连续不断地上下运动,将样品快速地混匀,也可有效地阻止样品发生沉降。因此,本例样品选用此方法测试Zeta电位方便快捷,重复性较高,也体现出了6组样品间的差异。


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