Zeta電位儀如何選擇分散介質？

慧儀儀器

在Zeta電位測量中選擇適當的分散介質需綜合考慮樣品的理化性質、測量條件及目標參數。以下為關鍵選擇原則及操作建議：  
??一、核心選擇原則??  
??化學惰性??  
分散介質必須與樣品無化學反應。例如：測量金屬氧化物時避免使用強酸/堿性溶液，以防溶解；生物樣品（如蛋白質）需使用溫和緩沖液（如PBS）以維持結構穩定。  
??電導率優化??  
介質電導率應控制在??1-5mS/cm??（對應0.1-5mMKCl）。電導率過高會壓縮雙電層，導致Zeta電位絕對值偏低；過低則可能引起電極極化。對于高鹽樣品（如海水），需預先稀釋或透析以降低離子強度。  
??pH調節遠離等電點（pI）??  
通過預實驗確定樣品的等電點，選擇pH值使顆粒表面電荷遠離中性（通常保持|Zeta電位|>30mV）。例如：二氧化鈦（pI≈6.2）宜在pH<4（強正電）或pH>8（強負電）下測量。  
??光學兼容性??  
介質需透明且無渾濁或熒光干擾。若樣品本身吸光（如碳納米管），可改用折射率匹配的溶劑（如環己烷）或降低濃度。  
??二、常見分散介質類型??  
??水性介質??  
??超純水??：適用于惰性顆粒（如聚苯乙烯微球），但需添加微量電解質（如0.1mMKCl）避免極化。  
??緩沖液??：優先選擇低離子強度緩沖體系（如2mMHEPES），避免高濃度鹽（如>10mMPBS）干擾電荷測量。  
??有機溶劑??  
??適用場景??：疏水顆粒（如石墨烯、藥物晶體）需在非水環境中分散。常用溶劑包括乙醇（中等極性）、環己烷（非極性）。  
??注意事項??：需修正計算模型（如采用Henry方程的Ohshima擴展式），并確保溶劑純度（避免雜質離子影響電導率）。  
??特殊添加劑??  
??電解質??：少量KCl或NaNO?（0.1-1mM）可調節電導率，但需避免超過臨界濃度（如NaCl>5mM可能引發團聚）。  
??分散劑??：非離子型表面活性劑（如Tween20）可輔助分散且不掩蓋表面電荷，用量通常<0.1%（w/v）；離子型分散劑（如SDS）僅用于特定電荷研究。  
??三、分步優化策略??  
??預實驗確定pI范圍??：  
在寬pH范圍（如3-11）內測量Zeta電位，繪制pH-Zeta曲線，鎖定穩定分散的pH窗口。  
??調節離子強度??：  
固定pH后逐步增加電解質濃度（如0.1→1→5mMKCl），選擇Zeta電位穩定且電導率適中的**濃度。  
??驗證分散效果??：  
使用動態光散射（DLS）檢測粒徑分布（PDI<0.3）及分散穩定性（30分鐘內無明顯沉降）。  
??四、特殊樣品處理案例??  
??生物樣品（細胞、蛋白質）??：  
采用等滲緩沖液（如10mMPBS+150mMNaCl），測量前稀釋5-10倍以降低電導率，并添加0.1%BSA減少非特異性吸附。  
??油水乳液??：  
以水相為介質，加入0.01-0.1MNaCl平衡電導率，避免使用表面活性劑以防覆蓋油滴本征電荷。  
??土壤/礦物顆粒??：  
選擇低離子強度介質（如1mMKNO?），超聲分散后靜置取上清液，避免懸浮大顆粒干擾光路。  
??五、常見錯誤及糾正??  
??錯誤??：使用未過濾的自來水或高純水導致雜質干擾。  
??糾正??：所有介質需經0.22μm濾膜過濾，超純水儲存時間不超過24小時。  
??錯誤??：高濃度緩沖液（如50mMPBS）引起雙電層壓縮。  
??糾正??：稀釋緩沖液至1-5mM，或改用低電導緩沖體系（如2mMMES）。  
??錯誤??：忽略溫度影響導致粘度變化。  
??糾正??：恒溫控制樣品池（25±0.5°C），預熱儀器至少30分鐘。

樂凱大街的粉色

樓主，感謝解答，明白了！

一十一

你的觀點讓我思考了很多！