Система Zetasizer Ultra для вимірювання розміру частинок і молекул
Артикул: Zetasizer Ultra
Zetasizer Ultra - це найдосконаліша система для вимірювання розмірів частинок і молекул, заряду частинок і концентрації частинок, а також найбільш інтелектуальний і гнучкий інструмент в лінійці Zetasizer Advance.
Технологія
- Класичний 90° DLS
- Динамічне розсіювання світла
- Статичне розсіювання світла
- Неінвазивне зворотне розсіювання DLS
- Багатокутове динамічне світлорозсіювання
Особливості та переваги
Zetasizer Ultra - це найпотужніша в світі комбінована система DLS і ELS, що включає неінвазивне зворотне розсіювання (NIBS) і унікальну технологію багатокутового динамічного розсіювання світла (MADLS) для вимірювання розмірів частинок і молекул. NIBS забезпечує універсальність і чутливість для вимірювання в широкому діапазоні концентрацій, в той час як MADLS дозволяє отримати зображення розподілу зразка за розмірами з високою роздільною здатністю для цих критично важливих вимірювань.
Розширення MADLS на Zetasizer Ultra Red Label дає можливість безпосередньо аналізувати концентрацію частинок.
За допомогою розширення для MADLS можна безпосередньо визначати концентрацію частинок. Таке визначення концентрації частинок, що не потребує калібрування, підходить для широкого діапазону матеріалів. Крім того, вимірювання займають мінімальний час і їх можна виконувати з малим розведенням або без нього. Завдяки перерахованим перевагам цей метод ідеально підходить для дослідницьких завдань. У цьому полягає унікальна особливість Zetasizer Ultra, що дає змогу використовувати цей прилад для дослідження вірусів, вірусоподібних частинок (VLP) та інших зразків, вивчення яких раніше викликало складнощі.
Ключові особливості Zetasizer Ultra включають в себе наступні:
- Аналіз розмірів із високою роздільною здатністю за допомогою технології багаторівневого динамічного розсіювання світла (MADLS) - основа кращого розуміння і більш об'єктивної картини досліджуваної дисперсної системи, наночастинок і молекул
- Просте вимірювання концентрації частинок без необхідності калібрування для безлічі різних гомогенних зразків
- Метод електрофоретичного розсіювання світла (ELS/ЕРЗ) дає змогу вимірювати дзета-потенціал (електрофоретичну рухомість, заряд) частинок і молекул, оцінювати стабільність та/або здатність зразка до агрегації
- Гнучке і зручне, орієнтоване на зразок програмне забезпечення ZS Xplorer спрямовує оператора, забезпечуючи простоту створення і реалізації методів
- Система оснащена флюоресцентним фільтром, вертикальним і горизонтальним поляризаторами, що підвищує функціональність і універсальність аналізу
- Технологія неінвазивного зворотного розсіювання (NIBS) максимально розширює динамічний діапазон, забезпечуючи найвищу чутливість навіть при роботі з висококонцентрованими зразками
- M3-PALS з режимом постійного струму для вимірювання дзета-потенціалу та електрофоретичної рухливості
- Опціональний автотитратор MPT-3 дозволяє вивчати вплив зміни рН
- Для оптимізації вимірювань з точки зору об'єму та концентрації зразка доступний ряд одноразових і багаторазових осередків, в тому числі новий набір одноразових осередків для визначення розміру малого об'єму, який пропонує подвійну перевагу: вимірювання розміру в об'ємі всього 3 мкл і розширення верхнього діапазону вимірювань DLS за рахунок придушення конвекційних струмів.
Принцип роботи:
В одному компактному корпусі Zetasizer Ultra укладено одразу дві технології, а на додачу до них - різноманітні опції та допоміжне обладнання для оптимізації та спрощення вимірювання різних типів зразків.
Динамічне розсіювання світла (DLS) застосовують для вимірювання розмірів частинок і молекул. Технологія DLS дає змогу аналізувати дифузію частинок, що беруть участь у броунівському русі, і на основі отриманих даних визначати розподіл частинок за розмірами згідно зі співвідношенням Стокса - Ейнштейна. Вбудована технологія неінвазивного зворотного розсіювання (NIBS) забезпечує найвищу чутливість у широкому діапазоні розмірів і концентрацій.
Динамічне розсіювання світла (DLS) - це швидкий, точний і повторюваний надгнучкий метод визначення розмірів. Він вимагає наявності лише невеликого об'єму зразків аналізованої речовини і є неруйнівним. Цей метод може застосовуватися незалежно від матеріалу і тому широко поширений.
Багаторівневе динамічне розсіювання світла (MADLS) також є однією з вбудованих функцій Zetasizer Ultra, яка забезпечує найбільш високу роздільну здатність і аналіз розподілу за розмірами незалежно від кута. За допомогою MADLS можна також виконувати прості вимірювання концентрації частинок без калібрування в зразках гомогенного типу. Такий метод підходить для безлічі різних матеріалів.
Електрофоретичне розсіювання світла (ELS) застосовують для вимірювання дзета-потенціалу. Молекулярний розчин або дисперсну систему частинок поміщають в електричне поле, під впливом якого вони переміщуються зі швидкістю, що залежить від їхнього заряду. Цю швидкість вимірюють за допомогою запатентованого лазерно-інтерференційного методу M3-PALS (розсіювання світла з фазовим аналізом). Він дає змогу розраховувати електрофоретичну рухливість, на основі якої визначають дзета-потенціал і розподіл частинок зразка за дзета-потенціалом.
Використання методу ELS зазвичай пов'язують із вимірюванням стабільності та складів. Частинки або молекули, що не несуть заряду, можуть зв'язуватися між собою, що може становити проблему для схильних до агрегації систем, наприклад білкових. Частинки або молекули, що мають позитивний або негативний заряд, зберігають дистанцію між собою, забезпечуючи стабільність системи. Склад, що містить такі частинки або молекули, чинить сильний вплив на їхній заряд, а зміни характеристик складу, наприклад, рівня pH, концентрації добавки й й іонної концентрації, може впливати на стабільність продукції та термін її зберігання.
Комплект програмного забезпечення ZS Xplorer. Програмне забезпечення вирізняється простотою використання навіть при швидкому складанні складних методів. Перед запуском задаються дані про зразок і його властивості та змінні дані, які необхідно перевірити, і ZS Xplorer використовує їх для оптимізації методу для даного зразка. Система управління якістю даних, підтримувана технологією глибокого навчання, надає коментарі про отримані дані і за необхідності пропонує способи поліпшення результатів.
Опції. Автотитратор MPT-3 дає змогу досліджувати ефекти, спричинені зміною рівня pH.
Різноманітні одно- і багаторазові кювети, представлені в нашому асортименті продукції, призначені для оптимізації вимірювань з погляду об'єму та концентрації зразка. Також ми пропонуємо новий комплект одноразових кювет малого об'єму, що забезпечує одразу дві переваги: вимірювання розмірів для зразків об'ємом лише 3 мкл та збільшену верхню межу діапазону розмірів під час вимірювань DLS завдяки придушенню конвекційних струмів.
Технічна характеристика
| Розмір частинок і розмір молекул | |
| Принцип вимірювання | Динамічне розсіювання світла з неінвазивним зворотним розсіюванням (NIBS)
Динамічне розсіювання світла (90° і 13°) Багатокутове динамічне розсіювання світла (MADLS) |
| Кут вимірювання | 173°, 13°, 90° |
| Діапазон вимірювання | Діаметр: 0,3 нм - 15 мкм (2) (9) |
| Мінімальний об'єм зразка | 3 мкл |
| Діапазон концентрацій | Мінімальна концентрація зразка: Blue Label: 0,2 мг/мл 15 кДа білка Red Label: 0,1 мг/мл 15 кДа білка MADLS: 0,1 мг/мл 15 кДа білка Концентрацію частинок MADLS увімкнено? Blue Label: Ні Red Label: Так Максимальна концентрація зразка(3): 40% w/v |
| Дзета-потенціал | |
| Принцип вимірювання | Комбіноване вимірювання фазового розсіювання світла для фазового аналізу (M3-PALS) |
| Діапазон розмірів | 3,8 нм - 100 мкм |
| Мінімальний об'єм зразка | 20 мкл (4) |
| Діапазон концентрацій | Red Label: від 1 мг/мл (5) до 40% w/v (6)
Blue Label: від 10 мг/мл (5) до 40% w/v (6) |
| Діапазон провідності зразка | Макс.: 260 мСм/см
Точність: ±10% |
| Статичне розсіювання світла (молекулярна маса) | |
| Діапазон молекулярних мас | 300 Da - 20 мДа |
| Принцип вимірювання | Статичне розсіювання світла з ділянкою Дебая |
| Точність | +/- 10% типово |
| Концентрація частинок | |
| Принцип вимірювання | Blue Label: Н/Д Red Label: MADLS - Концентрація частинок (Mie) |
| Діапазон концентрацій | Blue Label: Н/Д
Red Label: від 1х108 до 1х1012 частинок/мл |
| Тип калібрування | Blue Label: Н/Д
Red Label: Тільки калібрування одноточкової системи |
| Модуль | |
| Детектор | Лавинний фотодіод |
| Лазерна безпека | He-Ne (633 нм)
Blue label: 4 мВт макс. Red label: 10 мВт макс. |
| Діапазон регулювання температури | від 0°C до 120°C (7) |
| Розміри (Ш х Д х В) | 322 мм x 565 мм x 245 мм |
| Вага | 19 кг |
| Потужність | AC 100-240 В, 50-60 Гц, 4.0 А |
| Електроживлення | Максимальна потужність 100 Вт, типова потужність 45 Вт |
| Умови навколишнього простору | від +10°C до +35°C, 35 - 80% відносної вологості (без конденсації) |
| Інтерфейс | USB 2.0 або вище |
| Примітки | |
| 1 | Вода як зразок дисперегатора |
| 2 | Діапазон пікового режиму (діаметр) 0,6 нм - 10 мкм;
залежить від зразка та його підготовки; |
| 3 | Залежить від зразка; |
| 4 | Виміряно з використанням білка 15 кДа |
| 5 | Суха азотна продувка комірок необхідна при температурах нижче точки роси |
| 6 | Точність 0,1°C при 25°C, 0,2°C при 0°C, 0,5°C при 90°C |
| 7 | Рекомендований верхній діапазон розмірів для MADLS - 500 нм діаметр |
| 8 | Використання запатентованої технології дифузійного бар'єру |
| 9 | Вимірюється за допомогою жовчної кислоти |
Мікрореологія
Визначення реологічних властивостей методом динамічного розсіювання світла
Реологія - це дисципліна, що вивчає плинність і деформацію матеріалів. Реологічні властивості, такі як в'язкість і в'язкопружність, досліджують за допомогою ротаційних або капілярних реометрів, за допомогою аналізу деформації/плинності зразка і на рівні мікроструктури за допомогою оптичних технологій, таких як мікрореологія.
Мікрореологія передбачає контроль за рухом диспергованих частинок-маркерів відомого розміру шляхом динамічного розсіювання світла (DLS/ФКС) і визначення реологічних властивостей зразка за допомогою узагальненого співвідношення Стокса-Ейнштейна. DLS-мікрореологія - це пасивна мікрореологічна технологія, за якої колоїдні частинки маркера перебувають під впливом теплових флуктуацій за термодинамічної рівноваги.
Галузі застосування DLS-мікрореології:
- Реологічна характеризація лікувальних білків і розчинів біополімерів.
- Вимірювання в'язкопружності білкових розчинів для визначення початку міжбілкових взаємодій і утворення нерозчинних агрегатів
- Розробка і відбір складів.
- Високочастотний аналіз реологічних властивостей розбавлених розчинів з відповідними процесу часовими проміжками.
- Моніторинг зміни структури складних рідин залежно від часу або температури, або руйнування структури при розведенні.
Статичне розсіювання світла
Визначення абсолютної молекулярної маси за допомогою детекторів LALS, RALS або MALS
Статичне розсіювання світла (SLS) - це технологія, що дає змогу визначати абсолютну молекулярну масу і розмір молекул на підставі теорії Релея. Теорія Релея встановлює взаємозв'язок між молекулярною масою (розміром молекул) та інтенсивністю розсіяного світла.
Існує 2 способи визначення абсолютної молекулярної маси методом статичного світлорозсіювання (SLS):
- Вимірювання в кюветному режимі
- При підключенні детектора статичного світлорозсіювання до хроматографа
Вимірювання в кюветному режимі, наприклад, на аналізаторах серії Zetasizer - це метод обробки інформації про статистичний ансамбль. Таким чином, отримане значення - це середньомасова молекулярна маса всього зразка.
Однак, більш поширений спосіб вимірювання абсолютної молекулярної маси - це використання високотехнологічного детектора статичного світлорозсіювання, LALS (малуглового), RALS (90-градусного) або MALS (багаторівневого) в комбінації з гель-хроматографом (ГПХ/GPC/SEC). Поєднання технології розділення молекул і даних детектора статичного світлорозсіювання дає змогу розраховувати абсолютну молекулярну масу в будь-якій точці хроматограми, молекулярно-масовий розподіл і молекулярну масу будь-якої фракції в суміші.
Електрофоретичне Розсіювання Світла
Метод Електрофоретичного Розсіювання Світла (ЕРС) для визначення електрофоретичної рухливості та дзета-потенціалу
Електрофоретичне Розсіювання Світла (ЕРС) - метод визначення електрофоретичної рухливості частинок у дисперсії або молекул у розчині. Найчастіше рухливість перетворюють на дзета-потенціал для порівняння властивостей матеріалу в різних умовах.
В основі методу лежить базове фізичне явище, відоме як електрофорез. Зразок поміщається в кювету, забезпечену 2-ма електродами. Подається електричне поле, що призводить до переміщення частинок або молекул (що володіють результуючим зарядом або саме результуючим дзета-потенціалом) до протилежно зарядженого електрода зі швидкістю рухливістю, яка пов'язана з дзета-потенціалом.
Динамічне Розсіювання Світла
Характеризация размера белков, полимеров и коллоидов методом Динамического Рассеивания Света ДРС
Динамического Рассеивания Света, иначе Квазиупроге Светорассеивание, не инвазивный, надежный метод измерения размера и распределения по размерам частиц и молекул, чаще всего, в субмикронном диапазоне и при использовании последних разработанных технологий частиц размером менее 1 нм.
Динамическое светорассеяние чаще всего используется для характеризации частиц, эмульсий или молекул, которые были суспендированы или растворены в жидкости. Броуновское движение частиц в суспензии приводит к тому, что свет от луча лазера рассеивается с разной интенсивностью. Анализ колебаний интенсивности позволяет определить скорость Броуновского движения и рассчитать размер частиц по уравнению Стокса-Эйнштейна.
Оборудование компании Malvern Panalytical обладает рядом преимуществ при определении размера частиц методом динамического светорассеяния:
- Точний, надійний і відтворюваний аналіз розміру часток за 1 - 2 хвилини.
- Вимірювання речовини у вихідному середовищі.
- Для отримання середнього розміру необхідна інформація лише щодо в'язкості рідини.
- Відсутність пробопідготовки або досить проста пробопідготовка, оскільки вимірювання можливе проведення висококонцентрованих, непрозорих зразків.
- Прості установки і можливість повної автоматизації вимірювання.
- Вимірювання частинок розміром < 1 нм.
- Вимірювання частинок з молекулярною масою < 1000 Да.
- Невеликий об'єм проби (мінімальний близько 2 мкл).
- Відповідність стандартам ISO 13321, ISO 22412, 21 CFR Part 11.