本文摘要

使用Zetasizer纳米粒度电位仪进行预制备样品电位测量时，样品中产生的气泡会显著影响测量结果。本文将通过实际案例展示如何通过超声脱气与马尔文帕纳科专利的扩散屏障法[2]结合使用，来保障预制备样品电位结果的数据质量和一致性。

01丨前言

  提到气泡，可能会联想到游戏和有趣，但在科学测量领域，它们往往带来更多的是辛苦和麻烦。

  使用纳米粒度电位仪进行电位测量，通常情况下，当样品制备好后立即进行电位测量时，气泡很少会有影响。然而，当我们分析大批量样品，需要高通量的方法，使用一些自动进样的模块，如Zetasizer的智能进样助手[1]，需要提前制备样品时，溶解在溶液中的气体自然脱气形成气泡，带来困扰。随着时间的推移，气泡形成的风险增加。测量zeta 电位时，如果样品中存在气泡，会显著影响测量结果。

  气泡以多种不同的方式影响电位测量结果，具体取决于它们出现的位置。

  1.气泡在毛细管样品池中：这时会影响样品在毛细管样品池内的流动。样品流动性受影响，会改变用于电位计算的电动力学结果，导致测量结果不准。

  2.样品池的测量窗口存在气泡：会影响样品的散射光信号，这主要是用于计算电位的。这将造成数据质量下降和电位结果不准确。

  3.气泡与样品池电极接触：可能会造成电导率的变化，从而增加测量误差。

  在本文的应用案例中，我们将展示如何通过超声脱气与马尔文帕纳科公司专利的扩散屏障法[2]结合使用，来保障预制备样品的电位结果的数据质量和一致性。通过这个简单、有效且高效的过程，在样品前处理过程中去除气泡，在您使用自动进样助手时，可将与气泡相关的风险降到最低。

02丨实验内容

  本实验旨在模拟使用智能进样助手时的样品条件。样品是Zeta电位标准品(货号：ZTS1240)-由硼酸盐缓冲液中的乳胶构成。具体的样品情况如下表1所示。采用扩散屏障法[2]上样，单独对缓冲液进行超声处理，防止破坏或干扰样品。

表1：观察不同类型样品中的气泡形成

气泡测量方法

  毛细管样品池先用乙醇，再用水冲洗，这是标准的清洁程序。然后将表1中的样品分别加入样品池中。超声处理的样品，将硼酸盐缓冲液置于超声水浴中10分钟，脱气处理。

  样品在室温下静置24小时，在0-10小时之间，每小时记录每个样品中的气泡数量，并在第24小时进行最后一次测量。

电位测量方法

用于电位测量的样品包括：

  装满样品池的ZT1240标品

  扩散屏障法上样的超声脱气的缓冲液加ZTS1240标品

  清洗毛细管样品池，上样后，在0时记录电位值。静置24小时，再记录电位值和气泡数量。

03丨结果与讨论

  图1显示了样品中存在气泡时，电位结果的准确性降低。放置24小时后的样品（平均有21.5个气泡）的电位结果分布比0时（平均0个气泡）时大得多。

  测量结果跨度大，接近ZTS1240标品的可接受测量范围边缘，说明了控制气泡形成的必要性。

图1：ZTS1240标品在第0时和静置24小时后的电位测量结果。

  在图2中，我们展示了由于扩散屏障的作用，24小时内样品中产生的气泡数量显著减少。对缓冲液进行超声脱气进一步减少了气泡，验证了这是一种有效减少气泡形成的方法。

图2：不同样品在电位样品池内，静置24小时的过程中产生的气泡数量

  图3展示了缓冲液经脱气处理、采用扩散屏障法的ZTS1240标品的电位结果。结果显示，由于有效抑制了气泡在样品中的形成，静置24小时后样品的电位值准确性没有降低。数据结果分布稳定，所有测量值都在电位标准品的预期值范围内。

图3：缓冲液经超声脱气、采用扩散屏障法的ZTS1240在第0时和第24小时的电位测量结果，与未经上述处理的ZTS1240静置24小时后的电位值对比。

Zetasizer 纳米粒度电位仪

结论

  本次实验中我们展示了气泡对电位测量结果的影响，以及如何通过对缓冲液的超声脱气和扩散屏障法有效抑制气泡的形成。

  如果您实验中需要处理大批量的样品，使用了自动进样助手，需要预制备样品，应采用上述方法，以避免电位结果的准确性受气泡影响。

  本次实验中，我们使用了超声处理来减少缓冲液中的溶解气体，但同样可以采用其他脱气技术，如真空脱气或用惰性气体冲洗。