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沈興志   產(chǎn)品經(jīng)理

珠海歐美克儀器有限公司產(chǎn)品經(jīng)理，中國顆粒學(xué)會青年理事會理事，主要從事粒度儀和近紅外光譜儀在多種不同領(lǐng)域的測試應(yīng)用解決方案研究、培訓(xùn)推廣等方面工作。協(xié)助粒度測試需求者開發(fā)和優(yōu)化合適的粒度測試方法，使粒度測試結(jié)果更可靠，粒度儀能真正為客戶所用，發(fā)揮其最佳的功能。為近紅外化學(xué)成分的定性定量預(yù)測需求者提供技術(shù)支持和化學(xué)計量學(xué)支持工作。

前言

21世紀(jì)，納米材料以其優(yōu)異的力學(xué)性能、熱學(xué)性能、光學(xué)電子磁性特性、高擴散性、表面活性、自組裝等特性，在生物醫(yī)藥、化學(xué)工業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)、能源、環(huán)境和綠色制造等領(lǐng)域的應(yīng)用日益凸顯，是當(dāng)前變革性產(chǎn)業(yè)制造技術(shù)產(chǎn)生的重要源頭之一，對人類的社會生活已經(jīng)逐步產(chǎn)生了巨大影響。得益于對納米科技領(lǐng)域的持續(xù)重視，中國正成為推動納米科技發(fā)展的核心力量之一。與此同步，對例如分子、蛋白質(zhì)、聚合物、晶種與晶核、膠體、乳液、懸浮液及各種復(fù)雜配方制劑體系等納米材料的理化特性的精準(zhǔn)表征的需求也不斷涌現(xiàn)。作為國內(nèi)顆粒材料表征領(lǐng)軍企業(yè)之一的珠海歐美克儀器有限公司（OMEC）通過引進國際先進技術(shù)和提高本土化的精密生產(chǎn)制造水平，持續(xù)地提供了性能不斷提升的納米材料粒徑和Zeta電位表征的新儀器，支持和促進納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈與價值鏈的構(gòu)建和完善。

上集回顧

一、納米粒徑的表征原理

二、Zeta電位表征原理

三、歐美克新一代納米粒度及Zeta電位分析儀NS-90Z Plus

四、NS-90Z Plus的粒徑測試新功能和新特性

1) 更佳靈敏度的粒徑分布分析性能

2) 真實的上限測試性能的提升

3) 測試速度更快

NS-90Z Plus的電位測試新功能和新特性

1 恒流模式下的快慢場混合自適應(yīng)相位分析

（M3-PALS）技術(shù)

NS-90Z Plus在保持上一代產(chǎn)品融合馬爾文的M3-PALS技術(shù)除了可消除電滲影響外，新升級恒流模式，即以比色皿中樣品周圍電流的監(jiān)控和調(diào)制，相比恒壓模式提高了測量體系不穩(wěn)定情況下的結(jié)果準(zhǔn)確性和Zeta電位分布精度，還實現(xiàn)了更高電導(dǎo)率及更低Zeta電位樣品測試的可能。

此外，恒流模式能有效緩解電極極化的影響，與可切換的高頻、低頻混合分析模式一起，使得結(jié)果重現(xiàn)性更好，準(zhǔn)確性更高，且可獲得更精準(zhǔn)的電位分布信息，同時也明顯延長了電位樣品池的使用壽命。低遷移率樣品的電位低，容易失真，是Zeta電位測量的技術(shù)難點之一，如下圖的例子NS-90Z Plus對低遷移率樣品的準(zhǔn)確測量，可以避免工藝調(diào)整或體系穩(wěn)定性研究中的誤判。

▲ NS-90Z Plus測試：吐溫20表面活性劑的Zeta電位

在M3-PALS快慢場混合模式相位分析技術(shù)（簡稱M3測試技術(shù)）中，高頻電場的轉(zhuǎn)換能夠準(zhǔn)確地測量zeta電位的平均值，但是電位分布分辨率較低；低頻電場的轉(zhuǎn)換可以給出更好的電位分布分辨率，但是易受到電滲的影響導(dǎo)致結(jié)果漂移；M3測試技術(shù)結(jié)合高頻、低頻電場轉(zhuǎn)換進行合并分析計算，既得到準(zhǔn)確的平均zeta電位，又得到了準(zhǔn)確的電位分布結(jié)果。

其卓越的分析能力甚至還能對多電位分布的樣品進行多峰電位分布結(jié)果的輸出，對各種納米材料、制劑的修飾、包覆、活化等工藝開發(fā)及配方調(diào)整提供強有力的指引，可以為企業(yè)減少配方開發(fā)時間，提高產(chǎn)品質(zhì)量和聲譽。

2 耐腐蝕玻璃樣品池及插入式電極

NS-90Z Plus支持有機相微納米顆粒的Zeta電位測試，選用耐腐蝕高透光性的石英玻璃比色皿搭配耐腐蝕的PEEK（聚醚醚酮）和鈀材料的插入式電極。

該設(shè)計正負(fù)電極片之間的距離更短，以盡可能的低的電壓使通常導(dǎo)電性不佳的有機相的納米體系的Zeta電位分析也可以輕松的進行。其測量步驟與彎曲式U型毛細(xì)管樣品池的相同，靈敏度高，樣品之間可輕松快速切換且易于維護。

3 更高精度的Zeta電位分布數(shù)據(jù)協(xié)助改善

高分子材料修飾工藝

我們以NS-90Z Plus測試了某用戶抱怨的高電位但體系卻不穩(wěn)定的高分子樣品。如下圖Zeta電位測試結(jié)果顯示，其之前送樣測試的該樣品雖然擁有很高的電位絕對值，但其電位分布離散度也非常大，且曾雙峰分布。

該結(jié)果暗示了該產(chǎn)品的設(shè)計理論上可以得到非常好的穩(wěn)定體系，但當(dāng)前的顆粒修飾加工工藝還需要進一步完善，例如可以調(diào)整批加工物料投放量、攪拌等分散條件、試劑比例、壓力、溫度、反應(yīng)時間、pH值等工藝條件來提高修飾均一性，縮窄電位分布的寬度，避免跨越等電點附近的有害不帶電顆粒的存在。

在這個案例中，得益于NS-90Z Plus高精準(zhǔn)的電位分布測試性能，發(fā)現(xiàn)了之前電位分析中難以識別到的少量影響產(chǎn)品質(zhì)量的Zeta電位離散顆粒的分布信息，解答了用戶的困擾，使得其可以根據(jù)測試結(jié)果快速調(diào)整工藝參數(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量得以不斷改善。

NS-90Z Plus新設(shè)計的易用的分析軟件界面和管理功能

NS-90Z Plus不但進行了硬件的升級，儀器的操作管理界面也得到全面的重新設(shè)計，歐美克采用先進scrum敏捷迭代軟件開發(fā)模式，基于當(dāng)前主流軟件開發(fā)技術(shù)的新穎界面設(shè)計，其操作簡單易用，并根據(jù)行業(yè)應(yīng)用和法規(guī)變化不斷升級軟件以與之匹配。

1 更為完善的數(shù)據(jù)智能評價及測試優(yōu)化指南功能

NS-90Z Plus測試后會在數(shù)據(jù)質(zhì)量指南模塊下自動生成智能化專家指導(dǎo)意見，為如何進一步優(yōu)化測試或樣品處理提供可行方案建議。該技術(shù)可以同時協(xié)助用戶快速判讀更準(zhǔn)確的粒度、Zeta電位和電位分布結(jié)果，有利于減少測試數(shù)據(jù)的錯誤，及時發(fā)現(xiàn)和改善因方法或環(huán)境發(fā)生變化而引起的測試質(zhì)量變化。

2 更多軟件新功能新特性

• 在新軟件中升級了與當(dāng)前醫(yī)藥法規(guī)相匹配的權(quán)限管理、審計和電子簽名等功能；

• 在大多數(shù)情形下全自動地硬件設(shè)置和測量（只需最簡單的培訓(xùn)即可設(shè)置儀器，包括樣品池位置、數(shù)據(jù)記錄、分析和結(jié)果顯示）；

• 新式報表設(shè)計器，只需在指定的位置選擇所需的結(jié)果圖表，就可根據(jù)不同的需要定制不同的報告；

• 樣品數(shù)據(jù)和結(jié)果存儲在測量文件或工程欄中，方便進行數(shù)據(jù)的比較，具有多種數(shù)據(jù)分類、分組、排序、篩選、統(tǒng)計和趨勢分析功能；

▲ Z-均粒徑值趨勢圖

• 數(shù)據(jù)以圖形或表格的形式呈現(xiàn)且可一鍵導(dǎo)出；

• 多種分析模式可供選擇，以適合包括單分散樣品、寬分布樣品在內(nèi)的多種樣品測試；

• 具有完善的介質(zhì)粘度數(shù)據(jù)庫，并可根據(jù)給定的溫度自動計算常見緩沖體系的粘度等等。