Schnellere und sensiblere Zetapotenzialmessungen mit cmPALS und dem Litesizer 500

Das Zetapotenzial ist der Schlüsselindikator für die Stabilität von Kolloiden. In modernen Messgeräten wurde das Zetapotenzial bisher mit der PALS-Methode (Phase Analysis Light Scattering) bestimmt, die auf der elektrophoretischen Lichtstreuung (ELS) basiert. PALS-Messungen können jedoch bei sensiblen Proben unzuverlässig sein, wenn kurze Messzeiten und niedrige elektrische Felder erforderlich sind. Hier beschreiben wir die weiterentwickelte, im Litesizer 500 implementierte Technologie cmPALS. Ein direkter Vergleich der Ergebnisse des Litesizer 500 mit denen eines PALS-Messgerätes zeigt, dass cmPALS zu einer beachtlichen Verbesserung der Sensitivität und Stabilität von Zetapotenzialmessungen führt, und gleichzeitig die Messdauer wesentlich verkürzt.

Das Zetapotenzial ist der Schlüsselindikator für die Stabilität vom kolloidalen Partikel. Je höher der Betrag (d.h. stark positiv oder stark negativ) des Zetapotenzials ist, desto stabiler ist das Kolloid. Ein geringes Zetapotenzial deutet daher auf ein weniger stabiles Kolloid hin. Mit anderen Worten: Die kolloidalen Partikel neigen zur Aggregation oder Koagulation. Daher ist die Kenntnis über das Zetapotenzial für die Optimierung von Herstellungsprozessen und für die Qualitätskontrolle von entscheidender Bedeutung. 

Die Messung des Zetapotenzials war früher nur mit signifikanten Einschränkungen möglich. Da für Zetapotenzialmessungen ein elektrisches Feld angelegt wird, kann es  zur Probenerwärmung und -zersetzung kommen. Elektrische Felder werden daher so gering wie möglich gehalten und sollen so kurz wie möglich angelegt werden.

Bisher war der Stand der Technik bei Zetapotenzialmessungen die PALS-Methode (Phase Analysis Light Scattering), die auf der elektrophoretischen Lichtstreuung (ELS) basiert. PALS war eine Verbesserung gegenüber früheren ELS-Methoden, da sie bereits geringere elektrische Felder ermöglichte, und somit die Probenzersetzung reduziert werden konnte. PALS-Messungen werden jedoch bei sensiblen Proben unzuverlässig, wo sehr kurze Messzeiten und niedrige elektrische Felder erforderlich sind.

Der Litesizer 500 von Anton Paar verwendet zur Messung des Zetapotenzials eine neue, patentierte Technologie namens "continuously-monitored Phase Analysis Light Scattering" (cmPALS, EP2735870) (2), welche zu einer beachtlichen Verbesserung der Sensitivität und Stabilität führt. In diesem Bericht geben wir zunächst einige Hintergrundinformationen über die technische Umsetzung von cmPALS, und vergleichen  Messergebnissen mit denen eines PALS-Messgerätes.

 

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