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OTSUKA 大塚电子 ELSZneoSE:电泳光散射电位检测工作原理讲解

更新时间:2026-07-22   点击次数:16次

一、基础概念

悬浮在液体中的颗粒表面会吸附离子,形成双电层。颗粒在外加电场作用下发生定向移动。Zeta 电位就是滑动面处的电势,直接反映颗粒带电状态、分散稳定性。ELSZneoSE 使用电泳光散射(ELS)完成检测。

二、电泳运动

样品溶液进入流通池,电极施加直流电场。带电荷颗粒受到电场力,朝着对应电极方向匀速迁移,此现象为电泳。
正电颗粒向负极移动,负电颗粒向正极移动。

三、激光散射与多普勒频移(核心)

单色激光射入流通池内移动的颗粒:
静止颗粒的散射光频率和入射光一致;
正在定向迁移的颗粒,散射光会产生频率偏移,也就是多普勒频移。
颗粒迁移速度越快,频率差值越大。

四、差拍干涉检测

仪器同时采集两束光:移动颗粒产生的散射光、未发生偏移的参考光束。
两束频率不同的光互相干涉,生成低频波动信号。光电检测器捕捉该强度波动,换算得到频率差值,进一步算出颗粒电泳迁移速度。

五、亨利方程换算 Zeta 电位

利用电泳迁移率,结合亨利公式计算 Zeta 电位:
μₑ = (2εζ f (κa)) / (3η)
μₑ:电泳迁移率
ζ:Zeta 电位
ε:介质介电常数
η:介质黏度
f (κa):亨利函数,由颗粒尺寸与双电层厚度决定
仪器内置温度传感器实时采集温度,自动修正黏度、介电常数参数,保障计算准确。

六、整机光路执行流程

  1. 样品溶液导入流通池,去除内部气泡;

  2. 电极施加稳定电场,带电颗粒定向电泳;

  3. 激光照射颗粒,接收散射光,与参考光形成干涉信号;

  4. 光电转换器把光波动转为电信号;

  5. 信号解析获取频移量,得到电泳迁移速率;

  6. 结合介质参数计算输出 Zeta 电位数值。

七、和 DLS 动态光散射本质区分

粒度测试依靠颗粒无规则布朗运动,散射光强弱随机起伏;
Zeta 电位依靠电场驱动的定向运动,检测多普勒频率偏移。
ELSZneoSE 集成两套检测模式,共用同通池,但物理原理相互独立。

八、原理对应的实操限制要点

  1. 样品存在大量气泡、大团聚颗粒,会带来额外散射干扰频移信号;

  2. 电场过高引发电极极化、电解液电解,产生气泡造成数据漂移;

  3. 温度波动改变介质黏度,直接影响最终电位结果;

  4. 高电导率样品容易加剧电极极化,需要选用适配测试条件;

  5. 流通池窗口、电极污染,会干扰散射光同时改变局部电场环境,重复性变差。


TEL:15510016038

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