【知識庫】納米粒度儀電位測量時如何解決氣泡難題？

提到氣泡，可能會聯想到游戲和有趣，但在科學測量領域，它們往往帶來更多的是辛苦和麻煩。

使用納米粒度電位儀進行電位測量，通常情況下，當樣品制備好后立即進行電位測量時，氣泡很少會有影響。然而，當我們分析大批量樣品，需要高通量的方法，使用一些自動進樣的模塊，如Zetasizer的智能進樣助手^[1]，需要提前制備樣品時，溶解在溶液中的氣體自然脫氣形成氣泡，帶來困擾。隨著時間的推移，氣泡形成的風險增加。測量zeta 電位時，如果樣品中存在氣泡，會顯著影響測量結果。

氣泡以多種不同的方式影響電位測量結果，具體取決于它們出現的位置。

1. 氣泡在毛細管樣品池中：這時會影響樣品在毛細管樣品池內的流動。樣品流動性受影響，會改變用于電位計算的電動力學結果，導致測量結果不準。

2. 樣品池的測量窗口存在氣泡：會影響樣品的散射光信號，這主要是用于計算電位的。這將造成數據質量下降和電位結果不準確。

3. 氣泡與樣品池電極接觸：可能會造成電導率的變化，從而增加測量誤差。

在本文的應用案例中，我們將展示如何通過超聲脫氣與馬爾文帕納科公司的擴散屏障法^[2]結合使用，來保障預制備樣品的電位結果的數據質量和一致性。通過這個簡單、有效且高效的過程，在樣品前處理過程中去除氣泡，在您使用自動進樣助手時，可將與氣泡相關的風險降低。

本實驗旨在模擬使用智能進樣助手時的樣品條件。樣品是Zeta電位標準品(貨號：ZTS1240)-由硼酸鹽緩沖液中的乳膠構成。具體的樣品情況如下表1所示。采用擴散屏障法^[2]上樣，單獨對緩沖液進行超聲處理，防止破壞或干擾樣品。

表1：觀察不同類型樣品中的氣泡形成

毛細管樣品池先用乙醇，再用水沖洗，這是標準的清潔程序。然后將表1中的樣品分別加入樣品池中。超聲處理的樣品，將硼酸鹽緩沖液置于超聲水浴中10分鐘，脫氣處理。

樣品在室溫下靜置24小時，在0-10小時之間，每小時記錄每個樣品中的氣泡數量，并在第24小時進行最后一次測量。

用于電位測量的樣品包括：

• 裝滿樣品池的ZT1240標品

• 擴散屏障法上樣的超聲脫氣的緩沖液加ZTS1240標品

清洗毛細管樣品池，上樣后，在0時記錄電位值。靜置24小時，再記錄電位值和氣泡數量。

圖1顯示了樣品中存在氣泡時，電位結果的準確性降低。放置24小時后的樣品（平均有21.5個氣泡）的電位結果分布比0時（平均0個氣泡）時大得多。

測量結果跨度大，接近ZTS1240標品的可接受測量范圍邊緣，說明了控制氣泡形成的必要性。

圖1：ZTS1240標品在第0時和靜置24小時后的電位測量結果。

在圖2中，我們展示了由于擴散屏障的作用，24小時內樣品中產生的氣泡數量顯著減少。對緩沖液進行超聲脫氣進一步減少了氣泡，驗證了這是一種有效減少氣泡形成的方法。

圖2：不同樣品在電位樣品池內，靜置24小時的過程中產生的氣泡數量

圖3展示了緩沖液經脫氣處理、采用擴散屏障法的ZTS1240標品的電位結果。結果顯示，由于有效抑制了氣泡在樣品中的形成，靜置24小時后樣品的電位值準確性沒有降低。數據結果分布穩定，所有測量值都在電位標準品的預期值范圍內。

圖3：緩沖液經超聲脫氣、采用擴散屏障法的ZTS1240在第0時和第24小時的電位測量結果，與未經上述處理的ZTS1240靜置24小時后的電位值對比。

Zetasizer 納米粒度電位儀

參考內容：

【1】智能進樣助手推文：一見傾心：納米粒度電位儀智能樣品助手

【2】擴散屏障法推文：如何做到蛋白質電泳遷移率的精確可重復性測量？