NanoBrook 系列

测量原理

制备体积比大致在 0.0001% 到 1.0% 之间的稀悬浮液，如有需要，可使用合适的润湿剂和 / 或分散剂。有时可使用小型超声波仪来分散松散的聚集体。在 173° 散射角下，使用聚苯乙烯材质的抛弃型 U 型比色皿可将样品体积减少至 50 µL，且样品可回收。在 90° 测量角度时，使用方形的聚苯乙烯或玻璃样品池（ 2 到 3 mL），最小可使用 10 µL 的样品池（可重复使用）。此外，对于腐蚀性溶剂悬浮液，可使用带可重复使用特氟龙塞的一次性圆形玻璃样品池。在所有情况下，样品和样品池都只需几分钟即可与 NanoBrook 内主动控制的温度环境达到平衡。

数据呈现

Figure 1

NanoBrook 系列粒度与 Zeta 电位分析仪提供三种选择。对于常规测量而言，许多应用只需知道平均直径（有效直径）和分布宽度（多分散性）就已足够。上图 1 展示了一种粒径分布较窄的胶乳的相关情况。第二种选择是将这些数值拟合为对数正态分布，这使用户能够直观地看到粒径分布情况，并能以 5% 的间隔内插得到累积和微分分布结果。

Figure 2: Results from Test Bimodal Sample on NanoBrook Omni (diameters, in nm)

上图 2 展示了第三种选择的一个示例，这种选择适用于更为复杂的多峰粒径分布情况。在此情况下，会使用包括米氏理论在内的数值算法。这些结果是针对已知胶乳颗粒的混合物得出的。在附带的图表中，所测粒径的位置与已知的 92 nm 和 269 nm 粒径值高度吻合。

在测量过程中，显示屏可在相关函数、对数正态分布或多峰分布这几种显示方式之间自由切换，并随着数据的累积实时显示。实时显示对于确定测量终点特别有用，尤其是在多峰分布形状可能很重要的情况下。

相位分析光散射

对于极低电泳迁移率样品的测量，布鲁克海文公司的 NanoBrook 系列是最佳选择！借助布里斯托大学和布鲁克海文仪器公司开发的成果，NanoBrook 系列仪器使用相位分析光散射测定 Zeta 电位：该技术的灵敏度比基于频移光谱的传统光散射方法高出1000倍。

胶粒间的静电斥力通常是理解分散体系稳定性的关键所在。“即使在非极性液体中”，对电泳迁移率进行简单、便捷的测量也能提供宝贵信息。使用 NanoBrook 仪器，在水和其他极性液体中进行测量既轻松又快捷。此类测量的电位范围通常在 ±（6 – 100）mV 之间，对应的电泳迁移率为 ± 0.5 – 8×10⁻⁸ m2 /V.s 。NanoBrook 仪器完全覆盖了这一范围，并且将灵敏度提升了 1000 倍！

工作原理-Zeta电位

NanoBrook 仪器使用相位分析光散射法测定带电胶体悬浮液的电泳迁移率。与激光多普勒测速法（LDV，[有时也被称为激光多普勒电泳法，LDE]）不同，相位分析光散射技术无需施加可能会导致热问题或使物质变性的强电场。这是因为该测量方法是对相移进行分析。颗粒仅需移动其直径的一小部分即可得到良好的测量结果。在盐浓度高达 2 M、电场强度低至 1 或 2 V/cm 的情况下，也能引发足够的粒子移动从而获得极佳的测量结果。此外，自动跟踪功能可补偿热漂移带来的影响。

Figure 3

呈现方式简洁明了

上图 3 展示了使用 NanoBrook 仪器进行的一次实际实验的结果。重要参数和结果一目了然。该实验中五次运行的良好一致性显而易见，实验曲线（红色，粗体）及其拟合曲线（红色，细体）的匹配度也一目了然。与所有布鲁克海文仪器一样，用户都可以轻松生成自定义报告。

自定义列

软件可轻松进行自定义设置，以显示快速查看重要参数所需的列，如下所示。

全面信息-电泳光散射

NanoBrook 仪器可在几秒钟内测量出完整的电泳迁移率分布情况，包括多峰分布。通过对制备的带电颗粒混合物进行分析，可在结果屏幕上看到双峰 Zeta 电位样品的示例。

下方的图 4 展示了在 pH 值为 10 的 1 M 氯化钾溶液中对 α 型和 γ 型氧化铝混合物进行分析的结果。左侧的峰由绿色光标标识，其 Zeta 电位为 – 20.54 mV。如果选择另一个峰，得到的值为 – 5.00 mV。NanoBrook 提供此类信息的能力使其区别于仅提供整体平均值的其他方法。

Figure 4

更具挑战性的情况 —— 相位分析光散射

当然，NanoBrook 可以快速轻松地得出所有“常规”样品的结果，但其真正的优势在于处理困难样品，为了展示这款优质仪器在其他仪器失效情况下的出色性能，我们提供以下表格。

多种样品类型

下方的表 1 显示了各种难以测量的样品，这些样品使用 NanoBrook 仪器都能轻松进行测量。有效样品在高盐浓度下测量；有些在低介电常数的非极性溶剂中测量；还有些在粘性液体中测量。

生物样品（如蛋白质、抗体、肽和 DNA/RNA）极易受电场影响而发生变性。布鲁克海文公司的 NanoBrook 仪器能够在 2 到 4 V 的典型电压下成功测量生物样品的电泳迁移率。在上方图 3 中，溶菌酶就是在施加 2.5 V 电压的情况下进行测量的。

诸如DMF、THF、DMSO、MEK 等腐蚀性溶剂，使用布鲁克海文 NanoBrook 系列仪器搭配特制的耐腐蚀电极和玻璃样品池也能轻松应对。在此类体系中拓展 Zeta 电位测量正是布鲁克海文仪器公司 NanoBrook 系列仪器的另一项杰出性能。
常用溶剂？如果您使用的溶剂比较特殊，那么其介电常数很可能是未知的。在这种情况下，我们的 BI-870 介电常数仪能够快速、准确地提供进行 Zeta 电位测量所需的相关信息。

表面 Zeta 电位-测量原理

表面 Zeta 电位功能使用户能够测量诸如镀膜玻璃、塑料、胶带或其他柔性表面等材料上的电荷。通过对距表面不同距离的示踪粒子进行一系列测量，然后按如下方式计算表面 Zeta 电位：

μRhe

像水（低粘度）和甘油（高粘度）这样的简单流体属于牛顿流体，会表现出粘度效应，即当颗粒在此类流体中移动时会消耗能量。但若将合成高分子或生物高分子等大分子溶解在这些液体中，就可能会形成网络结构。此时除了黏度效应外，还会出现弹性效应，即当嵌入的颗粒移动时会有储存能量。通过追踪示踪粒子在这类流体中的均方位移（MSD），就可以确定诸如复数粘度 η*、粘性损耗模量 G″ 和弹性储能模量 G′ 等微流变学性质与频率的函数关系。

Measurement of the autocorrelation function (ACF) using DLS techniques yields the MSD of tracer particles, which, under the right conditions, can be used to determine η*, G″, and G′ over a range of frequencies much higher than mechanical rheometers can attain. Much smaller sample volumes, in the microliters, are possible compared to mechanical instruments. Finally, since strains result from the thermally driven motion of tracer particles, these much smaller strains allow the study of fragile samples. The study of viscoelasticity in aggregating dilute protein solutions is a prime example of the benefits of DLS microrheology.