【應用——測試方案】雙向往復流動電勢法測量微球顆粒的zeta電位

雙向往復流動電勢法測量微球顆粒的 zeta 電位 

        血液凈化在醫療行業的應用越來越廣泛，它的原理是將病人的血液引出體外，再通過一種血液凈化裝置，將病人血液中的有毒物質去除，將凈化后的血液重新輸入病人體內，以達到治療疾病的目的。在血液凈化裝置中，通常采用特制的具有吸附特性的微球顆粒（通常直徑 1mm 左右）吸附血液中的有毒物質。因此，微球顆粒的吸附性對于血液凈化的效果尤為重要。而微球顆粒與被吸附物質的 Zeta 電位關系是影響吸附效果的重要的指標之一。準確的測量 Zeta 電位不僅能夠有效的幫助科研人員對所研制的微球性能進行評價，還有助于科研人員開發新型高效微球顆粒。本文論述的一種微球顆粒的 Zeta 電位測量方法。

     測量儀器：

         本次測量采用德國 Dataphysics（德飛）公司生產的固體 Zeta 電位測試儀 ZPA20（圖 1，圖 2），該儀器采用流動電勢/電流的原理，具有自主研發技術——雙向往復流動，該技術使測量更準確，耗時更短。主要用于固體材料的 Zeta 電位，如：片狀固體材料，纖維，顆粒，粉末等等。

（圖1）Zeta電位測試儀ZPA20

（圖2）ZPA20 固體Zeta點位測試儀結構示意圖

（圖3）顆粒樣品專用測量單元

   測量原理：

 對于本次測量，當血液流經凈化裝置時，微球顆粒在血液環境中會產生表面電荷，即Zeta電位，當微球顆粒所帶電荷與血液中的致病物質所帶電荷相反時，微球顆粒就將致病物質吸附至其表面，Zeta電位越大，吸附越強，血液凈化效果越好。

 ZAP20 固體Zeta電位測試儀采用德國 dataphysics 公司Zhuan利技術的雙向往復流動電勢（流動電流）的原理。電解質溶液沿固體樣品表面雙向往復流過。即可單向測量又可雙向測量。因此，能夠快速準確的測量流動電位（勢）和當前施加的壓力等。

   
       實 驗：

   將裝填好微球顆粒的樣品單元固定在儀器上。采用70mg/L的氯化鉀溶液作為電解液，裝置于儀器的液體通道中，只需在專用的軟件上點擊“start” 按鍵，儀器將會自動的推動液體周期往復的流過裝有微球顆粒的樣品單元，在測量過程中，軟件會依次測量當前溶液的電導率、pH值、以及流動電勢與儀器內部泵壓力的關系，最終計算得到微球表面的Zeta電位，測量結果見下圖5：

（圖5）測量結果軟件界面

   按照同樣方法，重復2次平行實驗，得到Zeta電位結果如下圖6和圖7：

（圖6）第一次重復測量結果

（圖7）第二次重復測量結果

       測量結果：

   本實驗在PH為5.5的氯化鉀溶液中，測量三次的微球表面的Zeta電位分別為：10.38mV, 10.81mV, 10.68mV。對測量結果取平均值，最終得到在測量環境中，微球顆粒的Zeta電位在10.62mV左右。

       結 論：

             流動電勢/電流的方法是一種準確、簡單、高效的Zeta電位測量方法，適用于微球顆粒等固體材料的Zeta電位測量。德國Dataphysics （德飛）公司生產的Zeta電位測試儀ZPA20，采用雙向往復流動電勢/電流的zhuan利技術，具有重復性好，操作簡單，自動化強，測量速度快等特點。

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