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納米粒度分析儀NS-90介紹

      納米粒度分析儀NS-90是繼2014年成功推出TopSizer高性能激光粒度分析儀之后，繼續(xù)引進(jìn)國外的*顆粒表征技術(shù)，結(jié)合中國用戶的市場(chǎng)應(yīng)用特點(diǎn)和需求專門推出的一款納米級(jí)粒度分析儀器。該儀器使用90度動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)測(cè)量粒子和分子大小，靜態(tài)光散射法測(cè)定蛋白質(zhì)與聚合物的分子量；在眾國產(chǎn)品牌中主配雪崩式光電二極管（APD）檢測(cè)器，系統(tǒng)靈敏度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于光電倍增管檢測(cè)器（PMT）；更使用He-Ne氣體激光器，加上精確的內(nèi)部溫控技術(shù)，密閉光路以及*軟件算法，保障數(shù)據(jù)重復(fù)性、準(zhǔn)確性以及0.3納米的測(cè)試下限；同時(shí)支持SOP標(biāo)準(zhǔn)操作，以及測(cè)量數(shù)據(jù)智能評(píng)估，方便用戶使用。
 

工作原理：
【動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)】：

  NS-90使用動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)測(cè)量粒子和分子大小。

液體中的粒子由于周圍的溶劑分子撞擊產(chǎn)生隨機(jī)布朗運(yùn)動(dòng)。小粒子在液體中運(yùn)動(dòng)速度較快，而大顆粒運(yùn)動(dòng)相對(duì)緩慢。這種運(yùn)動(dòng)一直都在進(jìn)行，所以如果我們?nèi)∫恍《螘r(shí)間間隔拍攝樣品運(yùn)動(dòng)“圖像”，我們可以看出粒子移動(dòng)了多少，并且換算出它有多大。相同時(shí)間內(nèi)，如果位移比較小，粒子位置接近，則樣品中粒子較大；相反地，如果位移較大，粒子位置變化很大，則樣品中粒子較小。這種利用擴(kuò)散速度與粒徑之間的關(guān)系測(cè)定粒子的大小的方法即為動(dòng)態(tài)光散射（DLS）技術(shù)，也稱為光子相關(guān)光譜（PCS）技術(shù)。
 

NS-90使用90°動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)，利用光電檢測(cè)器測(cè)量樣品中粒子發(fā)生布朗運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的散射光強(qiáng)波動(dòng)信號(hào)，再通過數(shù)字相關(guān)器得到相關(guān)函數(shù)（Correlation Function），后使用斯托克斯-愛因斯坦（Stokes-Einstein）方程計(jì)算出粒子的粒徑與分布。通過本技術(shù)所測(cè)量的粒徑，是和被測(cè)量粒子以相同速度擴(kuò)散的硬球直徑。

【靜態(tài)光散射技術(shù)】：

  NS-90使用靜態(tài)光散射（SLS）技術(shù)測(cè)量蛋白質(zhì)與聚合物的分子量。靜態(tài)光散射是一種非侵入技術(shù)，用于表征溶液中的分子。

 與動(dòng)態(tài)光散射工作方式類似，當(dāng)激光照射樣品中的粒子時(shí)，粒子在各個(gè)方向上發(fā)生散射。但與動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)不同，靜態(tài)光散射技術(shù)是測(cè)量一段時(shí)間內(nèi)散射光的時(shí)間平均強(qiáng)度。因這個(gè)時(shí)間平均光強(qiáng)不能反應(yīng)信號(hào)隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化，故稱為“靜態(tài)光散射”。

 因粒子產(chǎn)生的散射光強(qiáng)度正比于重均分子量的平方以及粒子濃度，使用靜態(tài)光散射法可以確定蛋白質(zhì)與聚合物的分子量。在此測(cè)量方法中，檢測(cè)一系列不同濃度下樣品的散射光強(qiáng)（kC/R），將該數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)物（如甲苯）產(chǎn)生的散射光強(qiáng)進(jìn)行比較，即可得到德拜圖（Debye Plot）。德拜圖中的擬合直線斜率為第二維里系數(shù)（2nd Virial Coefficient, A2），擬合直線外延到零濃度的數(shù)值為平均分子量的倒數(shù)（1/MW）。分子量單位為 Da（Dalton） 或g/mol。

主要用途： 

  NS-90納米粒度儀是一種*性價(jià)比的納米顆粒表征技術(shù)，適合需要較高粒度測(cè)量靈敏度，或者需要與使用90°散射角系統(tǒng)結(jié)果相同的應(yīng)用。該儀器適用于對(duì)乳液、懸浮液、蛋白質(zhì)等樣品的分析。

典型應(yīng)用：

–化工產(chǎn)品：硅膠、乳膠、金屬膠體、色素、墨水、調(diào)色劑、陶瓷

–化妝品、上光劑、食品及農(nóng)業(yè)化學(xué)品等以乳液（乳劑）形式存在的產(chǎn)品

–制藥業(yè)：脂肪乳、注射液、微膠囊、單克隆抗體和免疫球蛋白的粒度

–蛋白質(zhì)和高分子分子尺寸的測(cè)量 

技術(shù)參數(shù)：
【粒徑】
1.測(cè)量范圍：0.3nm–5000nm（以樣品為準(zhǔn)）
2.測(cè)量原理：動(dòng)態(tài)光散射法
3.檢測(cè)角度：90°
4.重復(fù)性誤差：≤±1%（NIST可追溯乳膠標(biāo)樣）
5.小樣品容積：20µL
6.小樣品濃度0.1mg/mL（以樣品為準(zhǔn)）

【分子量】

7.分子量測(cè)量范圍：<1000 Da–2×107 Da , 由流體動(dòng)力學(xué)直徑估算（動(dòng)態(tài)光散射）

8.分子量測(cè)量范圍：<10000 Da–2×107 Da , 由德拜圖計(jì)算 （靜態(tài)光散射）

9.測(cè)量原理：動(dòng)態(tài)光散射，靜態(tài)光散射

10.小樣品容積：20µL（需要3-5種樣品濃度）

【系統(tǒng)硬件】

11.激光光源：高穩(wěn)定He-Ne 激光器，波長(zhǎng)633nm，功率 4mW。亦可選配50mW，532nm固體激光器

12.激光安全：1類，符合CDRH 和 CE 標(biāo)準(zhǔn)

13.檢測(cè)器：雪崩式光電二極管（APD）檢測(cè)器，QE>50%

14.相關(guān)器：采樣時(shí)間25ns–8000s，4000通道

15.冷凝控制：干燥空氣吹掃

16.溫度控制范圍：0–90℃  （可選配120℃ 溫控槽）

17.溫度控制精度：± 0.1℃ 

18.電源：AC 100–240V, 50–60Hz

19.功率：大100W

【重量與尺寸】

20.尺寸：320mm×600mm×260mm（W×D×H）

21.重量：21 kg

【運(yùn)行環(huán)境】

22.計(jì)算機(jī)配置：Intel Core 2 Duo，4GB內(nèi)存，160G硬盤容量，顯示分辨率1440×900 32bit及以上 

23.計(jì)算機(jī)接口： USB 2.0

24.操作系統(tǒng)：Windows 7 Pro （32bit/64bit）, Windows 10 （64 bit）

25.溫度范圍：10℃ –35℃ 

26.環(huán)境濕度：10%–90% 無冷凝

性能特點(diǎn)：
【*光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)】
納米粒度分析儀NS-90在一臺(tái)儀器中集成了動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)和靜態(tài)光散射兩種技術(shù)。動(dòng)態(tài)光散射法用于測(cè)量粒度及分子大小，靜態(tài)光散射法用于確定蛋白質(zhì)與聚合物的分子量。這種技術(shù)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的要求*，要求每個(gè)設(shè)計(jì)元素都必須實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，以確保高準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性。
  NS-90采用光路密閉設(shè)計(jì)，防止污染。算法上使用全范圍米氏理論（Mie Theory）。
【功能豐富的軟件優(yōu)化用戶體驗(yàn)】
  提供標(biāo)準(zhǔn)操作程序（SOP）簡(jiǎn)化常規(guī)測(cè)量；自動(dòng)調(diào)節(jié)各種樣品的*設(shè)置；操作簡(jiǎn)單，無須準(zhǔn)直、校正或保養(yǎng)；智能化，可自動(dòng)判斷數(shù)據(jù)報(bào)告的質(zhì)量。
【高性能檢測(cè)器】
  使高效率的雪崩式光電二極管（APD）檢測(cè)器，靈敏度遠(yuǎn)高于光電倍增管（PMT）。成本高但保障優(yōu)的測(cè)試性能。
【研究級(jí)數(shù)字相關(guān)器】
  使用高速數(shù)字相關(guān)器，4000通道，采樣時(shí)間低至25ns。
【穩(wěn)定的激光光源和光路系統(tǒng)】
  采用高穩(wěn)定He-Ne 氣體激光器確保數(shù)據(jù)的重復(fù)性，波長(zhǎng)633nm，功率 4mW。亦可選配50mW，532nm的固體激光器，用于標(biāo)準(zhǔn)633nm激光器不能檢測(cè)的樣品。可在300000:1的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)激光衰減器。
【精確的內(nèi)部控溫系統(tǒng)】
  獨(dú)立的循環(huán)溫控槽可在0–90℃ 范圍內(nèi)任意設(shè)定，其控制精度達(dá)0.1℃，保障高重現(xiàn)性。亦可選裝120℃ 溫控槽。

軟件功能：
1.使用*軟件技術(shù)和界面，操作簡(jiǎn)單。
2.全自動(dòng)設(shè)置和測(cè)量：只需較簡(jiǎn)單的培訓(xùn)即可設(shè)置儀器，包括樣品池位置、數(shù)據(jù)記錄、分析和結(jié)果顯示。
3.持SOP標(biāo)準(zhǔn)操作程序，確保操作的*性和數(shù)據(jù)重復(fù)性。 
4.測(cè)量數(shù)據(jù)的*評(píng)估：儀器軟件可根據(jù)測(cè)試條件自動(dòng)判斷數(shù)據(jù)報(bào)告的質(zhì)量。 
5.打印或屏幕顯示報(bào)告使用簡(jiǎn)單；含報(bào)表設(shè)計(jì)器，只需在的位置選擇圖形和輸入?yún)?shù)，就可根據(jù)不同的需要定制不同的報(bào)告。
6.樣品數(shù)據(jù)和結(jié)果存儲(chǔ)在測(cè)量文件中，方便進(jìn)行數(shù)據(jù)的比較。 
7.數(shù)據(jù)分析：數(shù)據(jù)以圖形或表格的形式給出，分布算法適合各種樣品包括單分散樣品，寬分布樣品以及多種模式樣品。

支持：
-溫度趨勢(shì)分析 
-時(shí)間趨勢(shì)分析 
-所選參數(shù)趨勢(shì)分析 
-全范圍統(tǒng)計(jì)圖