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圖1. 不同濃度下的醫(yī)用脂肪乳

高濃度樣品的Zeta電位測試一直是用戶的關(guān)注點，而如何闡釋測試結(jié)果也是困惑用戶的問題之一,。顆粒體系的Zeta電位取決于顆粒表面的化學組成和溶液環(huán)境,，例如pH，鹽的種類和濃度,，表面活性劑等等添加物的種類和含量,。在一個稀釋的濃度下，Zeta電位和顆粒物的含量之間沒有必然聯(lián)系,，然而當體系濃度超過一個臨界濃度時,，需要考慮到顆粒所攜帶的電荷對于環(huán)境的貢獻,、顆粒之間的相互作用力等等因素對于測試結(jié)果的影響。

在這篇應(yīng)用報告中,，我們使用丹東百特儀器公司最新推出的BeNano90Zeta納米粒度電位儀檢測了分散在水性環(huán)境中的不同濃度下的醫(yī)用脂肪乳的Zeta電位,。BeNano中的毛細管電極，具有較短的4mm光程,，即使對于濃度較高的樣品也可以進行有效測試,。

原理和設(shè)備

電泳光散射技術(shù)ELS是利用激光照射在樣品溶液或者懸浮液上，檢測向前角度的散射光信號,。在樣品兩端施加一個電場,，樣品中的帶點顆粒在電場力的驅(qū)動下進行電泳運動。由于顆粒的電泳運動,，樣品的散射光的頻率會產(chǎn)生一個頻移,，即多普勒頻移,。利用數(shù)學方法處理散射光信號,，得到散射光的頻率移動，進而得到顆粒的電泳運動速度,，即電泳遷移率μ,。通過Herry方程，我們把顆粒的電泳遷移率和其Zeta電位ζ聯(lián)系起來：

其中ε為介電常數(shù),，𝜂為溶劑粘度,，f(κα)為Henry函數(shù)，κ為德拜半徑倒數(shù),，α代表粒徑,，κα代表了雙電層厚度和顆粒半徑的比值。丹東百特公司的BeNano90Zeta納米粒度電位儀,，使用波長671nm,，功率50mW激光器作為光源，在90度角進行粒徑檢測,，在12度角進行Zeta電位檢測,。采用PALS相位分析光散射技術(shù)。

樣品制備和測試條件

脂肪乳原液濃度為20% w/v,，由于脂肪乳的配方中沒有發(fā)現(xiàn)鹽類,，所以使用蒸餾水將脂肪乳樣品進行稀釋，配置成不同濃度的樣品,。

通過BeNano90Zeta內(nèi)置的溫度控制系統(tǒng)開機默認測試溫度控制為25℃±0.1℃,。樣品注入毛細管電極，利用電泳光散射進行Zeta電位測試,。

每一個樣品在放入樣品池后進行至少三次測試,，以檢測結(jié)果的重復(fù)性和得到結(jié)果的標準偏差,。

測試結(jié)果和討論

圖2.不同濃度脂肪乳的Zeta電位

通過圖2不同濃度下脂肪乳的Zeta電位曲線可以看出，在2% - 20% w/v較高濃度范圍內(nèi),，樣品的Zeta電位值的幅值極低大約在5-7 mV范圍內(nèi),。濃度低于2%時Zeta電位幅值隨濃度降低逐漸升高，直至0.5%濃度,。臨界濃度出現(xiàn)在0.5%左右,，0.5% - 0.002%的稀釋濃度范圍內(nèi)，Zeta電位在-41mV至-44mV范圍內(nèi)小幅波動,，可以認為電位值在這個區(qū)間內(nèi)是穩(wěn)定的,。

高濃度下脂肪乳的Zeta電位幅值極低，這可能是由于兩個原因造成的,。

1.      由于脂肪乳顆粒濃度非常高,，脂肪乳在電場力作用下的電泳運動受限，顆粒之間的相互碰撞和顆粒之間的相互作用力導(dǎo)致電泳速度較慢,。

2.      脂肪乳本身所攜帶的電荷對于溶液環(huán)境做出了不可忽視的貢獻,，增加了整體溶液環(huán)境的離子強度。相對較高的離子強度一定程度屏蔽了脂肪乳顆粒的Zeta電位,。

3.      隨著濃度降低,，以上兩個原因造成的影響逐漸降低，Zeta電位值向真實值回歸

我們可以認為,，在臨界濃度0.5%以上的較高濃度范圍內(nèi)檢測到的Zeta電位為表觀Zeta電位,，并不代表體系的真實值。而在一個寬泛的稀釋濃度范圍內(nèi)得到的相對穩(wěn)定的Zeta電位值代表了體系的真實電位水平,。

結(jié)論

這個應(yīng)用報告中,，我們采用了丹東百特公司的BeNano納米粒度及Zeta電位儀對于一系列濃度下脂肪乳樣品的Zeta電位進行了表征。結(jié)果展示出BeNano獨有的光路體系和光程極短的毛細管電極對于高濃度樣品的Zeta電位的表征能力,。同時我們可以明顯的看出顆粒物濃度對于Zeta電位的影響,。為了準確的得到體系的Zeta電位，我們建議用戶在不改變?nèi)芤涵h(huán)境的條件下,，將高濃度樣品進行一定程度的稀釋,，如果有必要的話更應(yīng)該對于未知體系進行濃度滴定實驗。