Zeta電位儀如何選擇分散介質(zhì)？

慧儀儀器

在Zeta電位測量中選擇適當(dāng)?shù)姆稚⒔橘|(zhì)需綜合考慮樣品的理化性質(zhì)、測量條件及目標(biāo)參數(shù)。以下為關(guān)鍵選擇原則及操作建議：  
??一、核心選擇原則??  
??化學(xué)惰性??  
分散介質(zhì)必須與樣品無化學(xué)反應(yīng)。例如：測量金屬氧化物時避免使用強(qiáng)酸/堿性溶液，以防溶解；生物樣品（如蛋白質(zhì)）需使用溫和緩沖液（如PBS）以維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。  
??電導(dǎo)率優(yōu)化??  
介質(zhì)電導(dǎo)率應(yīng)控制在??1-5mS/cm??（對應(yīng)0.1-5mMKCl）。電導(dǎo)率過高會壓縮雙電層，導(dǎo)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(yù)先稀釋或透析以降低離子強(qiáng)度。  
??pH調(diào)節(jié)遠(yuǎn)離等電點(diǎn)（pI）??  
通過預(yù)實(shí)驗(yàn)確定樣品的等電點(diǎn)，選擇pH值使顆粒表面電荷遠(yuǎn)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(qiáng)正電）或pH>8（強(qiáng)負(fù)電）下測量。  
??光學(xué)兼容性??  
介質(zhì)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(huán)己烷）或降低濃度。  
??二、常見分散介質(zhì)類型??  
??水性介質(zhì)??  
??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(zhì)（如0.1mMKCl）避免極化。  
??緩沖液??：優(yōu)先選擇低離子強(qiáng)度緩沖體系（如2mMHEPES），避免高濃度鹽（如>10mMPBS）干擾電荷測量。  
??有機(jī)溶劑??  
??適用場景??：疏水顆粒（如石墨烯、藥物晶體）需在非水環(huán)境中分散。常用溶劑包括乙醇（中等極性）、環(huán)己烷（非極性）。  
??注意事項(xiàng)??：需修正計算模型（如采用Henry方程的Ohshima擴(kuò)展式），并確保溶劑純度（避免雜質(zhì)離子影響電導(dǎo)率）。  
??特殊添加劑??  
??電解質(zhì)??：少量KCl或NaNO?（0.1-1mM）可調(diào)節(jié)電導(dǎo)率，但需避免超過臨界濃度（如NaCl>5mM可能引發(fā)團(tuán)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(yōu)化策略??  
??預(yù)實(shí)驗(yàn)確定pI范圍??：  
在寬pH范圍（如3-11）內(nèi)測量Zeta電位，繪制pH-Zeta曲線，鎖定穩(wěn)定分散的pH窗口。  
??調(diào)節(jié)離子強(qiáng)度??：  
固定pH后逐步增加電解質(zhì)濃度（如0.1→1→5mMKCl），選擇Zeta電位穩(wěn)定且電導(dǎo)率適中的**濃度。  
??驗(yàn)證分散效果??：  
使用動態(tài)光散射（DLS）檢測粒徑分布（PDI<0.3）及分散穩(wěn)定性（30分鐘內(nèi)無明顯沉降）。  
??四、特殊樣品處理案例??  
??生物樣品（細(xì)胞、蛋白質(zhì)）??：  
采用等滲緩沖液（如10mMPBS+150mMNaCl），測量前稀釋5-10倍以降低電導(dǎo)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(zhì)，加入0.01-0.1MNaCl平衡電導(dǎo)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(qiáng)度介質(zhì)（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(dǎo)致雜質(zhì)干擾。  
??糾正??：所有介質(zhì)需經(jīng)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(dǎo)緩沖體系（如2mMMES）。  
??錯誤??：忽略溫度影響導(dǎo)致粘度變化。  
??糾正??：恒溫控制樣品池（25±0.5°C），預(yù)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(diǎn)讓我思考了很多！