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ゼータ電位測定システム ELSZ-1000Z


ゼータ電位・粒径・分子量測定システム ELSZ-2000ZS
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コロイド粒子の分散・凝集性、相互作用、表面改質の指標となるゼータ電位を電気泳動光散乱法で測定できます。

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製品情報

特 長
  • コロイド粒子の分散・凝集性、相互作用、表面改質の指標となるゼータ電位を電気泳動光散乱法で測定できます。
  • 従来からの希薄溶液に加え濃厚溶液でのゼータ電位の測定が可能です。
  • 電気浸透流を実測することで、信頼性の高いゼータ電位測定が可能です。
  • 平板試料用セル(オプション)を用いた平板・フィルム状サンプル測定に対応しています。
  • 電気浸透流を実測し、高精度なゼータ電位測定を可能とした業界最小容量のディスポーザブルセルで測定が可能です。

     

     
測定項目
測定濃度範囲  ゼータ電位:0.001%~40%
ゼータ電位  -200 ~ 200 mV
電気移動度  -20×10 -4 ~ 20×10 -4 cm2/V・s

 

用途

界面化学、無機物、半導体、高分子、生物、薬学、医学分野などにおいて、微粒子のみならず、フィルムや平板状試料の表面科学を取り扱う基礎研究、応用研究に最適です。

  • 新規機能性材料分野
    燃料電池関連(カーボンナノチューブ、フラーレン、機能性膜、触媒、ナノ金属)
    バイオナノ関連(ナノカプセル、デンドリマー、DDS、バイオナノ粒子)、ナノバブルなど
     
  • セラミックス・色材工業分野
    セラミックス(シリカ・アルミナ・酸化チタンなど)
    無機ゾルの表面改質・分散・凝集制御
    顔料(カーボンブラック・有機顔料)の分散・凝集制御
    スラリー状サンプル
    カラーフィルター
    浮遊選鉱物の捕集材吸着の研究
     
  • 半導体分野
    シリコンウェハー表面への異物付着のメカニズム解明
    研磨剤や添加剤とウェハー表面との相互作用の研究
     CMPスラリー
     
  • 高分子・化学工業分野
    エマルション(塗料・接着剤)の分散・凝集制御、ラテックスの表面改質(医薬用・工業用)
    高分子電解質(ポリスチレンスルフォネート・ポリカルボン酸など)の機能性の研究、機能性ナノ粒子
    紙・パルプの製紙工程制御およびパルプ添加材の研究
     
  • 医薬品・食品工業分野  
    エマルション(食品・香料・医療・化粧品)の分散・凝集制御、タンパク質の機能性
    リポソーム・ベシクルの分散・凝集制御、界面活性剤(ミセル)の機能性
     

原理

ゼータ電位測定原理:電気泳動光散乱法(レーザードップラー法)

溶液中の粒子に電場をかけると、粒子が持つ電荷に応じた電気泳動が観測されるため、この電気泳動速度からゼータ電位・電気泳動移動度が求められます。 電気泳動光散乱法では、電気泳動している粒子に光を照射し、得られる散乱光のドップラーシフト量から電気泳動速度を求めるため、レーザードップラー法とも呼ばれています。

 

電気浸透流実測のメリット

電気浸透流とは、ゼータ電位測定中セル内で起きる溶液の流れのことです。セル壁面が帯電していると溶液中の対イオンがセル壁面に集まります。電場がかかると対イオンは反対符号の電極側へ、セル中央付近はその流れを補うため逆の流れが生じる現象です。 粒子の見かけの電気泳動移動度を実測し、電気浸透流を解析することで、試料の吸着や沈降などのセル汚れの影響を考慮した正しい静止面を求め、真のゼータ電位・電気泳動移動度が求められます。 (森・岡本の式参照)

森・岡本の式
電気浸透流を考慮したセル内の泳動速度解析

Uobs(z)=AU0(z/b)2+⊿U0(z/b)+(1-A)U0+Up

z:セル中心位置からの距離
Uobs(z):セル中の位置zにおける見かけの移動度
A=1/[(2/3)-(0.420166/k)]
k=a/b:2aと2bは電気泳動セル断面の横と縦の長さ.但し、a>b
Up:粒子の真の移動度
U0:セルの上下壁面における平均移動度
⊿U0:セルの上下壁面における移動度の差

電気浸透流の多成分解析への応用

ELSZシリーズではセル内の多点での見かけの電気泳動移動度を実測しているため、測定データ内でゼータ電位分布の再現性確認や、ノイズピーク判定も可能です。

 

平板セルへの応用

平板セルは、箱状の石英セルの上面に、平板試料を密着させて一体化できる構造になっています。 セルの深さ方向の各レベルでモニタ-粒子の見かけの電気泳動移動度を実測し、得られた電気浸透プロファイルから固体界面における電気浸透流の速度が解析され、平板試料表面のゼータ電位が求められます。

 

濃厚系試料のゼータ電位測定原理

平板セルは、箱状の石英セルの上面に、平板試料を密着させて一体化できる構造になっています。 セルの深さ方向の各レベルでモニタ-粒子の見かけの電気泳動移動度を実測し、得られた電気浸透プロファイルから固体界面における電気浸透流の速度が解析され、平板試料表面のゼータ電位が求められます。

仕様

仕 様
光学系  レーザードップラー法(電気泳動光散乱法)
光源  高出力・高安定化半導体レーザー)
検出器  高感度APD
セル  ゼータ電位用:標準セル、微量ディスポセルもしくは濃厚系セル
温度  10 ~ 90℃ (グラジエント機能あり)
電源  100V ± 10% 250VA
寸法(WDH)  380(W)×600(D)×210(H)
重量  約 22 kg

 

測定例

プリンタ用インクのゼータ電位測定


(プリンタ用インク(Yellow)原液のゼータ電位)


(プリンタ用インク(Black)原液のゼータ電位)
 

平板試料用セルユニットを用いた測定例

マイナスに荷電したガラス板表面電位の測定結果(BLANK測定) ゼータ電位=-58.4mV:(1mM NaCl溶液)

 

ガラス板表面のマイナス電荷がCTABのプラス電荷により中和された状態 ゼータ電位=+1.3mV:(1×10-5mol/l CTABを含む1mM NaCl溶液)

 

ガラス板表面に過剰のCTABが吸着し、表面がプラスに荷電した状態 ゼータ電位=+48.4mV:(1×10-4mol/l CTABを含む1mM NaCl溶液)
 

ゼータ電位用微量ディスポセルを用いた測定例


塩濃度10mMラテックスの電気浸透流プロットとゼータ電位分布


塩濃度100mMラテックスの電気浸透流プロットとゼータ電位分布

オプション

pHタイトレーターシステム(ELSZ-PT)



ELSZ + ELSZ-PT

 

平板試料用セルユニット

平板試料用セルを用いると、フィルムや平板状の固体表面のゼータ電位を測定することができます。
この測定原理は、電気浸透流がセルの表面電位により生じていることを利用しています。
セルの内壁の片面を、平板状の固体試料に置き換えて電気泳動をおこないます。取り付けられた平板試料の表面電位が電気浸透流に反映され、これを森・岡本の式で解析することにより平板試料のゼータ電位を求めることができます。

 

サンプルタイプ  シート状もしくは、平板状のサンプル
サンプルサイズ  最大寸法:37×16(mm)          
 最小寸法:33×14(mm)           
 厚み:5(mm)以下

 

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