ゼータ電位・粒径測定システム　ELSZ-1000ZS

原理

溶液中の粒子は、粒子径に依存したブラウン運動をしているため、この粒子に光を照射した時に得られる散乱光は、小粒子は素速い揺らぎを、大粒子はゆっくりした揺らぎを示します。
この揺らぎを光子相関法で解析することにより粒子径や粒度分布が求められます。溶液中の粒子は、粒子径に依存したブラウン運動をしているため、この粒子に光を照射した時に得られる散乱光は、小粒子は素速い揺らぎを、大粒子はゆっくりした揺らぎを示します。
この揺らぎを光子相関法で解析することにより粒子径や粒度分布が求められます。

溶液中の粒子に電場をかけると、粒子が持つ電荷に応じた電気泳動が観測されるため、この電気泳動速度からゼータ電位・電気泳動移動度が求められます。 電気泳動光散乱法では、電気泳動している粒子に光を照射し、得られる散乱光のドップラーシフト量から電気泳動速度を求めるため、レーザードップラー法とも呼ばれています。

電気浸透流とは、ゼータ電位測定中セル内で起きる溶液の流れのことです。セル壁面が帯電していると溶液中の対イオンがセル壁面に集まります。電場がかかると対イオンは反対符号の電極側へ、セル中央付近はその流れを補うため逆の流れが生じる現象です。 粒子の見かけの電気泳動移動度を実測し、電気浸透流を解析することで、試料の吸着や沈降などのセル汚れの影響を考慮した正しい静止面を求め、真のゼータ電位・電気泳動移動度が求められます。 （森・岡本の式参照）

森・岡本の式
電気浸透流を考慮したセル内の泳動速度解析

U_obs(z)=AU₀(z/b)²+⊿U₀(z/b)+(1-A)U₀+U_p

z:セル中心位置からの距離
Uobs(z):セル中の位置zにおける見かけの移動度
A=1/[(2/3)-(0.420166/k)]
k=a/b:2aと2bは電気泳動セル断面の横と縦の長さ．但し、a>b
Up:粒子の真の移動度
U0:セルの上下壁面における平均移動度
⊿U0:セルの上下壁面における移動度の差

ELSZシリーズではセル内の多点での見かけの電気泳動移動度を実測しているため、測定データ内でゼータ電位分布の再現性確認や、ノイズピーク判定も可能です。

平板セルは、箱状の石英セルの上面に、平板試料を密着させて一体化できる構造になっています。 セルの深さ方向の各レベルでモニタ－粒子の見かけの電気泳動移動度を実測し、得られた電気浸透プロファイルから固体界面における電気浸透流の速度が解析され、平板試料表面のゼータ電位が求められます。

平板セルは、箱状の石英セルの上面に、平板試料を密着させて一体化できる構造になっています。 セルの深さ方向の各レベルでモニタ－粒子の見かけの電気泳動移動度を実測し、得られた電気浸透プロファイルから固体界面における電気浸透流の速度が解析され、平板試料表面のゼータ電位が求められます。

仕様

測定例

（プリンタ用インク（Yellow）原液のゼータ電位）

（プリンタ用インク（Black）原液のゼータ電位）
 

マイナスに荷電したガラス板表面電位の測定結果（BLANK測定） ゼータ電位=－58.4mV：（1mM NaCl溶液）

ガラス板表面のマイナス電荷がCTABのプラス電荷により中和された状態 ゼータ電位=＋1.3mV：（1×10-5mol/l CTABを含む1mM NaCl溶液）

ガラス板表面に過剰のCTABが吸着し、表面がプラスに荷電した状態 ゼータ電位=＋48.4mV：（1×10-4mol/l CTABを含む1mM NaCl溶液）
 

塩濃度10mMラテックスの電気浸透流プロットとゼータ電位分布

塩濃度100mMラテックスの電気浸透流プロットとゼータ電位分布

オプション

ELSZ + ELSZ-PT

平板試料用セルを用いると、フィルムや平板状の固体表面のゼータ電位を測定することができます。
この測定原理は、電気浸透流がセルの表面電位により生じていることを利用しています。
セルの内壁の片面を、平板状の固体試料に置き換えて電気泳動をおこないます。取り付けられた平板試料の表面電位が電気浸透流に反映され、これを森・岡本の式で解析することにより平板試料のゼータ電位を求めることができます。