沈興志   產品經理

珠海歐美克儀器有限公司產品經理，中國顆粒學會青年理事會理事，主要從事粒度儀和近紅外光譜儀在多種不同領域的測試應用解決方案研究、培訓推廣等方面工作。協助粒度測試需求者開發和優化合適的粒度測試方法，使粒度測試結果更可靠，粒度儀能真正為客戶所用，發揮其最佳的功能。為近紅外化學成分的定性定量預測需求者提供技術支持和化學計量學支持工作。

前言

21世紀，納米材料以其優異的力學性能、熱學性能、光學電子磁性特性、高擴散性、表面活性、自組裝等特性，在生物醫藥、化學工業、信息產業、能源、環境和綠色制造等領域的應用日益凸顯，是當前變革性產業制造技術產生的重要源頭之一，對人類的社會生活已經逐步產生了巨大影響。得益于對納米科技領域的持續重視，中國正成為推動納米科技發展的核心力量之一。與此同步，對例如分子、蛋白質、聚合物、晶種與晶核、膠體、乳液、懸浮液及各種復雜配方制劑體系等納米材料的理化特性的精準表征的需求也不斷涌現。作為國內顆粒材料表征領軍企業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和提高本土化的精密生產制造水平，持續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產業創新鏈與價值鏈的構建和完善。

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相位分析

（M3-PALS）技術

NS-90Z Plus在保持上一代產品融合馬爾文的M3-PALS技術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控和調制，相比恒壓模式提高了測量體系不穩定情況下的結果準確性和Zeta電位分布精度，還實現了更高電導率及更低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，使得結果重現性更好，準確性更高，且可獲得更精準的電位分布信息，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電位測量的技術難點之一，如下圖的例子NS-90Z Plus對低遷移率樣品的準確測量，可以避免工藝調整或體系穩定性研究中的誤判。

▲ 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（簡稱M3測試技術）中，高頻電場的轉換能夠準確地測量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致結果漂移；M3測試技術結合高頻、低頻電場轉換進行合并分析計算，既得到準確的平均zeta電位，又得到了準確的電位分布結果。

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、活化等工藝開發及配方調整提供強有力的指引，可以為企業減少配方開發時間，提高產品質量和聲譽。

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。

該設計正負電極片之間的距離更短，以盡可能的低的電壓使通常導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電位分布數據協助改善

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定的高分子樣品。如下圖Zeta電位測試結果顯示，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。

該結果暗示了該產品的設計理論上可以得到非常好的穩定體系，但當前的顆粒修飾加工工藝還需要進一步完善，例如可以調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高精準的電位分布測試性能，發現了之前電位分析中難以識別到的少量影響產品質量的Zeta電位離散顆粒的分布信息，解答了用戶的困擾，使得其可以根據測試結果快速調整工藝參數，產品質量得以不斷改善。

NS-90Z Plus新設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計，歐美克采用先進scrum敏捷迭代軟件開發模式，基于當前主流軟件開發技術的新穎界面設計，其操作簡單易用，并根據行業應用和法規變化不斷升級軟件以與之匹配。

1 更為完善的數據智能評價及測試優化指南功能

NS-90Z Plus測試后會在數據質量指南模塊下自動生成智能化專家指導意見，為如何進一步優化測試或樣品處理提供可行方案建議。該技術可以同時協助用戶快速判讀更準確的粒度、Zeta電位和電位分布結果，有利于減少測試數據的錯誤，及時發現和改善因方法或環境發生變化而引起的測試質量變化。

2 更多軟件新功能新特性

• 在新軟件中升級了與當前醫藥法規相匹配的權限管理、審計和電子簽名等功能；

• 在大多數情形下全自動地硬件設置和測量（只需最簡單的培訓即可設置儀器，包括樣品池位置、數據記錄、分析和結果顯示）；

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

• 樣品數據和結果存儲在測量文件或工程欄中，方便進行數據的比較，具有多種數據分類、分組、排序、篩選、統計和趨勢分析功能；

▲ Z-均粒徑值趨勢圖

• 數據以圖形或表格的形式呈現且可一鍵導出；

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

• 具有完善的介質粘度數據庫，并可根據給定的溫度自動計算常見緩沖體系的粘度等等。