ゼータ電位・粒径・分子量測定システム　ELSZ-2000ZS

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。

光が透過しにくい濃厚試料や有色試料については多重散乱や吸収などの影響によりELSシリーズでは測定が困難でした。
現在、ELSZシリーズの標準セルは希薄系から濃厚系まで幅広く測定することが出来るようになりました。さらに高濃度の試料については、FST法*を採用した濃厚系セルにてゼータ電位測定が可能となりました

静的光散乱法は、簡便に絶対分子量を測定する手法として知られています。
測定原理は、溶液中の分子に光を照射し、得られる散乱光の絶対値から分子量を求めています。即ち、大きな分子からは強い散乱光が、小さな分子からは弱い散乱光が得られる現象を利用しています。
実際には濃度によっても得られる散乱光強度は異なるため、数点の異なる濃度の溶液の散乱強度を実測し、次式に基づいて横軸に濃度を、縦軸に散乱強度の逆数に相当するKc／R（θ）をプロットします。これをDebyeプロットと呼びます。
濃度ゼロへ外挿した切片（c=0）の逆数から分子量Mwを、初期勾配より第二ビリアル係数A2が求められます。

分子量が大きな分子は、散乱強度に角度依存性が現れるため、異なる散乱角度（θ）での散乱強度を測定することで分子量の測定精度向上と、分子の広がりの指標となる慣性半径の情報が得られます。
角度固定で測定する際は、推定される慣性半径を入力することで角度依存測定に相当する補正をおこない、分子量の測定精度を向上させることができます。

溶媒中での分子間の斥力と引力の度合いを示し、溶媒の分子に対する親和性や結晶化の目安となります。

• A₂が正の場合、親和性が高い良溶媒で、分子間の斥力が強いため、安定に存在しやすくなります。
• A₂が負の場合、親和性は低い貧溶媒で、分子間の引力が強いため、凝集が起こりやすくなります。
• A₂＝0の場合の溶媒をシータ溶媒、また温度をシータ温度と呼び、斥力と引力が釣り合った状態で、結晶化が起こりやすくなります。

仕様

仕　様

●測定範囲

*1（Latex112nm： 0.00001 ～ 10%、タウロコール酸： ～ 40%）

市販品の角セルでの粒子径・分子量測定に対応したセルユニット。
ガラス・ディスポ・微量セルが使用可能。


ガラスセル（分子量・粒径用セル）

【 粒子径/分子量セルユニットを用いた測定例はこちら 】

希薄試料及び高塩濃度試料に対応したセルユニット。
pHタイトレータや極性溶媒への対応可能。
セル断面積を小さくし、電極面積を大きくすることで、生理食塩水はもちろんのこと、1000mM NaCl水溶液中の粒子のゼータ電位測定が可能。

【 ゼータ電位用標準セルユニットを用いた測定例はこちら 】

ゼータ電位用微量ディスポセルを標準で選択可能。
　・業界初!!電気浸透流を実測できるゼータ電位用微量ディスポセル。
　・微量（130μL〜）で測定可能。
　・塩濃度100mMまでのゼータ電位測定が可能。

【 ゼータ電位用微量ディスポセルユニットを用いた測定例はこちら 】

特許技術 FST法^※により標準セルでは測定困難な濃厚懸濁試料に対応。
有機溶媒対応のディスポセルを採用。

【 ゼータ電位用濃厚系セルユニットを用いた測定例はこちら 】

測定例

 │ ゼータ電位 │ 粒子径 │ ゼータ電位/粒子径 │ 分子量 │

【 標準セルユニットの詳細はこちら 】

【 微量ディスポセルの詳細はこちら 】

　　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

【 濃厚系セルユニットの詳細はこちら 】

【 平板用セルユニットの詳細はこちら 】

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=-26.5mV：（10mM 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=＋4.2mV：（1×10^-5mol/l CTABを含む10mM 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=＋35.5mV：（1×10^-4mol/l CTABを含む10mM NaCl溶液）

コンタクトレンズの平板ゼータ電位測定
 

毛髪サンプルの平板ゼータ電位測定

【 低誘電率溶媒用セルユニットの詳細はこちら 】

 │ ゼータ電位 │ 粒子径 │ ゼータ電位/粒子径 │ 分子量 │

【 粒子径フローセルの詳細はこちら 】

　※粒子径/分子量セルユニットを用いて測定
【 粒子径/分子量セルユニットの詳細はこちら 】

 │ ゼータ電位 │ 粒子径 │ ゼータ電位/粒子径 │ 分子量 │

【 pHタイトレータの詳細はこちら 】

 │ ゼータ電位 │ 粒子径 │ ゼータ電位/粒子径 │ 分子量 │

【 DRM-3000の詳細はこちら 】

オプション

│ ゼータ電位 │ 粒子径 │ ゼータ電位/粒子径 │ 分子量 │

平板状やフィルム状試料の固体表面ゼータ電位を測定するためのセルユニット。
平板セルの片面に固定された固体試料と溶液との界面では、固体試料の表面電荷に依存した電気二重層が形成され、電気泳動の際に電気浸透流が生じます。
セル内の異なる点で見かけの電気移動度を測定し、｢森・岡本の式｣を用いて電気浸透流を解析することにより、固体試料表面のゼータ電位が求められます。



　【 平板用セルユニットを用いた測定例はこちら 】

繊維状サンプルの測定を容易に行えるキットです。

非極性溶媒試料でのゼータ電位測定に対応したセルユニット。
低誘電率10以下の溶剤も対応可能。

【 低誘電率溶媒用セルユニットを用いた測定例はこちら 】

│ ゼータ電位 │ 粒子径 │ ゼータ電位/粒子径 │ 分子量 │

最小容量20μLから測定可能な微量セル。
高温測定時のサンプル蒸発を防ぐための蓋も別途あります。

pHタイトレータと接続して測定可能な粒子径用フローセル。

　【 粒子径フローセルを用いた測定例はこちら 】

│ ゼータ電位 │ 粒子径 │ ゼータ電位/粒子径 │ 分子量 │

pHや添加剤濃度に対する粒子径・ゼータ電位変化を自動測定することが可能。
平板セルとの接続も可能。
等電点評価は自動測定により作業時間短縮が可能。

　【 pHタイトレータ（ELSZ-PT)を用いた測定例はこちら 】

│ ゼータ電位 │ 粒子径 │ ゼータ電位/粒子径 │ 分子量 │

分子量解析時の必須パラメータであるdn/dcを実測

　【 高感度屈折計（DRM-3000）を用いた測定例はこちら 】