Анализатор частиц и материалов ZETASIZER NANO

• Размер частиц
• Размер молекул
• Молекулярная масса
• Дзета-потенциал (заряд белка)
• Реологические свойства

Серия анализаторов Zetasizer Nano создавалась и эволюционировала с учетом требований пользователей и специфики задач. В основе систем – надёжность, высококлассные характеристики, простота эксплуатации и применимость для решения широкого спектра задач. По мнению наших пользователей, анализаторы Zetasizer Nano – это лучшее на сегодняшний день из представленных на рынке решений для характеризации коллоидных систем, наночастиц и макромолекул. Это, в дополнение к простоте эксплуатации, функциональности и надёжности получаемых результатов, подтверждается тем фактом, что 94 их 100 ведущих мировых университетов* используют системы Malvern Zetasizer Nano. В серии представлены различные решения: от наиболее функциональных и универсальных систем с оптической конфигурацией неинвазивного обратного рассеяния (NiBS), до простейших классических моделей с углом регистрации 90 градусов – что позволяет подобрать оптимальный Zetasizer для любой лаборатории, связанной характеризацией наночастиц, коллоидных систем, растворов полимеров и белков.

Основные преимущества систем Zetasizer Nano:

• Исключительная гибкость благодаря возможности выбора аналитической технологии
• Надёжность результатов и минимальные требования к обучению благодаря простоте эксплуатации
• Высокая чувствительность при анализе наночастиц, белков и макромолекул
• Высокая производительность, достоверность результатов и простота измерения дзета-потенциала благодаря одноразовым кюветам
• Высококачественная оптика и термостабилизация – гарантия точности и воспроизводимости результатов
• Новая опция микрореологии для исследования вязкоупругих свойств
• Опциональный автотитратор MPt-2 для автоматизации измерений
• Полная автоматизация измерений при использовании NanoSampler – специализированного автосэмплера на 96 виал

Zetasizer Nano – универсальное решение для множества задач…

• Сокращение времени разработки коллоидных систем и эмульсий
• Повышение стабильности композиций
• Оценка стабильности белков
• Изучение агрегации и олигомеризации белков

Используемые технологии

• Динамическое светорассеяние (DLS)
• Неинвазивное обратное рассеяние (NiBS)
• Статическое светорассеяние (SLS)
• Электрофоретическое светорассеяние (ELS)
• Комбинированный режим измерения, фазовый анализ рассеянного света (M3-PALS)
• Микрореология 
• Специализированное программное обеспечение для исследования белков

Анализ размеров частиц – метод динамического светорассеяния (DLS)

универсальность метода динамического светорассеяния (DLS) Метод динамического рассеяния света идеален для измерения размеров коллоидных частиц, наночастиц и молекул, предварительная пробоподготовка для большинства образцов не требуется. Данные о размере позволяют ориентировочно рассчитать молекулярную массу, что может быть использовано как быстрый метод оценки олигомерного состояния, в дополнение к гель-проникающей (эксклюзионной) хроматографии (GPC/SEC).

Измерение размеров молекул методом DLS

Принцип метода динамического рассеяния света заключается в том, что скорость поступательной диффузии малых частиц и молекул, которые находятся в постоянном тепловом движении (броуновском движении), связана с размером частиц: частицы/молекулы меньшего размера движутся быстрее, чем частицы/молекулы большего размера. Скорость броуновского движения также определяется температурой, поэтому точный контроль температуры критически важен для объективного анализа размеров. Чтобы измерить скорость диффузии, регистрируется сигнал от спекл-изображения, получаемого при освещении частиц лазером. Флуктуации интенсивности рассеяния под определенным углом регистрируются с помощью лавинного фотодиодного детектора (APD). изменение интенсивности рассеянного света анализируется с помощью цифрового автокоррелятора, который генерирует корреляционную функцию. анализ корреляционной функции позволяет получить размер частиц и распределение частиц по размерам. Для гарантии получения высококачественных и надёжных данных каждый компонент системы Zetasizer Nano максимально оптимизирован: лазер и термостабилизация, оптическая схема и детектирование, обработка данных и ПО.

Преимущества анализаторов Zetasizer Nano – метод динамического светорассеяния

• Объективность/значимость результатов и простота эксплуатации
• Исключительная функциональность благодаря запатентованной технологии NiBS
• Измерение образца без разбавления или при минимальном разбавлении
• Надежность результатов благодаря уникальной интегрированной экспертной системе оценки качества данных
• Полная автоматизация измерительного процесса – исключение влияния оператора на результат
• Автоматизация измерения температурных трендов
• Наличие автотитратора MPt-2 для автоматизации измерения pH и концентрационных трендов

NIBS: наиболее функциональное решение для измерений методом DLS

Во всех анализаторах Zetasizer Nano ZSP, Nano ZS и Nano S применяется технология неинвазивного обратного рассеяния (NiBS), позволяющая анализировать больший рассеивающий объём (и, соответственно, большее количество частиц) и использующая эффективные оптические волокна для детектирования и передачи сигнала, что дает 100-кратное преимущество в чувствительности по сравнению к классическими оптическими схемами. измерение большего числа частиц снижает количество флуктуаций, обеспечивая более стабильный сигнал и значительно увеличивая максимальный размер частиц, который может быть измерен в рамках метода динамического рассеяния света.

Акцент на анализ белков

• Одной из ключевых областей применения систем Zetasizer является определение параметров белков в растворах:
• Размер молекул и агрегационное поведение
• Оценка молекулярной массы методами динамического и статического светорассеяния (DLS и SLS)
• Второй вириальный коэффициент, A2 , B22
• Параметр взаимодействия, kD
• Заряд белка и изоэлектрическая точка, Pi
• Конформация молекул

Анализ дзета-потенциала и заряда белка

Важность определения дзета-потенциала и заряда белка

Как разработать стабильную дисперсию или оценить срока хранения продукта? необходимо ли проводить затратные по времени тесты на стабильность при хранении? не обязательно, поскольку существует лучший способ оптимизировать стабильность образца и срок его хранения. заряд или дзета-потенциал, приобретаемый частицей или молекулой в данной среде, определяется ее поверхностным зарядом и концентрацией и типом ионов в растворе. так как одноименно заряженные частицы отталкиваются, то достаточно малые частицы и молекулы высоким зарядом не подвержены агрегации и флокуляции в течение продолжительного периода времени, и такие системы являются более стабильными. Это означает, что стабильность можно модифицировать путем изменения pH, концентрации и типа ионов, а также использованием добавок, таких как ПаВ и полиэлектролиты.

Области применения

• Сокращение времени разработки стабильных дисперсий и белковых растворов
• Понимание причин стабильности/нестабильности продукта, увеличение срока хранения продукта
• Предотвращение агрегации белков • Увеличение концентрации белка при сохранении стабильности системы
• Оптимизация дозы флокулянта для снижения стоимости водоочистки

Дзета-потенциал поверхности

Что такое дзета-потенциал поверхности?

Поверхности, находящиеся в контакте с жидкостью, содержащей ионы, так же, как и диспергированные частицы/молекулы имеют дзета-потенциал. Этот эффективный заряд на поверхности определяет притяжение или отталкивание молекулы или частицы в жидкости, что может быть широко использовано, например, при разработке контактных линз.

Области применения

• Мембраны фильтров, применяемые для удаления заряженных частиц/объектов, например, бактерий 
• Модификация поверхности имплантов для улучшения биосовместимости
• Функционализация поверхностей с помощью заряженных полимеров
• Послойное нанесение покрытий для модификации оптических, электронных и антикоррозионных свойств
• Увеличение времени между операциями обратной промывки для мембранных фильтров, применяемых при фильтрационной очистке воды
• Контролирование потока жидкости в микрокапиллярных каналах
• Модификация поверхности для контроля трения и адгезии

Измерение молекулярной массы

Измерение молекулярной массы

Функционал анализаторов серии Zetasizer Nano позволяет измерять молекулярную массу макромолекул в растворах при помощи метода статического светорассеяния (SLS). Для использования метода статического рассеяния света необходимы высокая чувствительность и стабильность системы, что и реализовано в анализаторах серии Zetasizer Nano. Измерение молекулярной массы:

Zetasizer или эксклюзионная хроматография/гель-хроматография (SEC/GPC)

• Система Zetasizer позволяет определять среднемассовую молекулярную массу образца MW
• В эксклюзионной хроматографии/гельхроматографии (SEC/GPC) образец разделяется в хроматографической колонке перед вычислением точного молекулярно-массового распределения

Преимущества использования Zetasizer Nano для измерения молекулярной массы с помощью метода статического рассеяния света (SLS)

• Малый объем и низкая концентрация образца
• Для калибровки используется только чистый растворитель, например, толуол
• Возможность использования образца после проведения измерений
• Второй вириальный коэффициент может использоваться для оценки растворимости белка
• В сочетании с данными метода динамического светорассеяния (DLS) можно получить информацию о структуре низкого разрешения

Микрореология

Оптическая микрореология на основе метода динамического светорассеяния (DLS)

В основе DLS-микрореологических исследований используются частицыиндикаторы (трэйсеры) для измерения зависимости между напряжением и деформацией в материалах. По аналогии с механической реометрией, напряжение прикладывается благодаря броуновскому движению частиц-трэйсеров. затем по изменению положения трэйсеров оценивается деформация. тепловое движение частицы-индикатора непосредственно связано с реологическими свойствами среды. его характер значительно отличается при нахождении частицы в просто вязкой среде (например, в воде) и в вязкоупругой среде (например, в концентрированном растворе белка). анализируя среднеквадратичное смещение (MSD) частиц-индикаторов, можно определить реологические свойства сложных жидкостей, такие как вязкость, модуль упругости G’ и модуль вязкости G’’.

Особенности DLS-микрореологии:

• Характеризация реологических свойств сред с использованием очень малых объемов образца – от 12 мкл
• Определение вязкоупругих характеристик систем с низкой вязкостью, слабо структурированных и высокочувствительных к напряжениям/деформациям – проведение подобных измерений невозможно с использованием методов классической механической реометрии
• Возможность исследования динамики в высокочастотной области (очень кратковременные процессы) – крайне информативно для разбавленных образцов

Области применения

• Определение реологических характеристик медицинских белковых препаратов и растворов биополимеров
• Измерения вязкоупругих свойств растворов белков для оценки взаимодействий белок-белок и образования нерастворимых агрегатов
• Разработка и скрининг композиций/составов
• Высокочастотная реометрия разбавленных систем – для определения характеристик материалов в условиях переработки или использования
• Мониторинг образования структуры в сложных системах во времени или с изменением температуры, а также разрушения структуры при разбавлении

ZETASIZER NANO ZSP

Максимальный функционал для решения задач разработки Флагманская модель серии Zetasizer Nano ZSP обладает максимальной чувствительностью при измерениях размера, дзета-потенциала и молекулярной массы. Это особенно важно для работы с малыми объемами, низко концентрированными или плохо рассеивающими образцами. Применительно к растворам белков, сочетающих все подобные характеристики, Zetasizer является альтернативой методам капиллярного электрофореза или изоэлектрического фокусирования для измерения заряда. Более того, был разработан специализированный пакет для работы с белками (Protein tools), расширяющий возможности исследований и рутинной характеризации.

Особенности Zetasizer Nano ZSP

• Большая в 10 раз чувствительность при измерении дзета-потенциала (по сравнению с моделью Zetasizer Nano ZS) за счёт использования лазера большей мощности и оптимизации оптических элементов
• Точное измерение молекул/частиц меньшего размера при более низких концентрациях
• Большая скорость проведения измерений повышает эффективность использования прибора

ZETASIZER NANO ZS

В чем секрет популярности модели Zetasizer Nano ZS?

Модель Nano ZS твёрдо заняла лидирующее положение на рынке, благодаря своей функциональности, отличным характеристикам и значительному упрощению измерения ряда критически важных параметров дисперсных систем, и в конечном счёте, повышению эффективности исследований и производств. Применение технологий неинвазивного обратного рассеяния (NiBS) и смешанного режима в сочетании с фазовым анализом (M3-PALS) обеспечивают возможность измерений в широких диапазонах размеров и концентраций, что снижает время и трудозатраты на пробоподготовку. Высокая степень автоматизации измерительного процесса значительно упрощает подход к проведению измерения и минимизирует требования к обучению персонала.

ZETASIZER NANO S

Zetasizer Nano S – решение для измерения размера и молекулярной массы, с использованием высокочувствительной оптической схемы NiBS.

Особенности и преимущества Nano S

• Чувствительность при измерении малых объемов и разбавленных образцов
• Простота и удобство пробоподготовки благодаря отсутствию необходимости или минимальным требованиям к разбавлению
• Возможность проводить измерения в системах с концентрацией до 40 % (масса/объем)
• Минимальный объем образца, необходимый для измерения размера – от 12 мкл
• Широкий спектр измеряемых образцов: от наночастиц до эмульсий и макромолекул
• Автоматизация исследований и увеличение производительности благодаря использованию автотитратора
• Значительное упрощение анализа данных и интерпретации результатов благодаря интегрированной «экспертной» системе и специализированным отчётам о качестве данных
• Возможность использования в качестве хроматографического детектора (GPC/SEC) для измерения размеров в режиме потока

ZETASIZER NANO Z

Модель Zetasizer Nano Z – специализированная модель для измерения дзета-потенциала

Особенности и преимущества Nano Z

• Возможность измерения образцов с концентрацией до 40 % (масса/объем)
• Минимальный объем образца, необходимый для измерения дзета-потенциала – от 20 мкл
• Измерения в неводных средах и средах с высокой концентрацией солей
• Широкий спектр измеряемых образцов: от наночастиц до эмульсий и макромолекул
• Автоматизация исследований и увеличение производительности благодаря использованию автотитратора
• Повышение точности анализа и исключение перекрестного загрязнения благодаря использованию уникальных одноразовых кювет с интегрированными электродами
• Встроенные инструменты для анализа данных и интерпретации результатов: «экспертная» система и специализированные отчёты

Другие модели серии ZETASIZER

Серия Zetasizer также включает модели Zetasizer APS и Zetasizer µV, разработанные для характеризации размеров белков

Zetasizer APS

Модель Zetasizer APS – специализированное решение для высокопроизводительного автоматизированного анализа (размеров и молекулярной массы) в стандартных 96- и 384-луночных микропланшетах. Возможности и характеристики данной модели идентичны Zetasizer µV (при работе в кюветном режиме), при этом, доступны все преимущества полной автоматизации измерений размеров и температурных трендов.

• Точность, воспроизводимость и чувствительность как у модели Zetasizer µV
• Различные типы измерений для одного планшета, в т.ч. температурные тренды
• Опциональное охлаждение планшета
• Удобное графическое представление для упрощения интерпретации данных

Zetasizer µV

Анализатор динамического светорассеяния с двойным функционалом: высокочувствительные измерения белков в кюветном режиме и использование в качестве детектора светорассеяния в эксклюзионной хроматографии (SEC). Система полностью интегрируется с хроматографическими платформами Viscotek SEC непосредственно через стандартное программное обеспечение omniSEC, а с системами других производителей через интерфейс omniFACE. такая интеграция позволяет получать информацию о размере и молекулярной массе белков, идентифицировать олигомеры и агрегаты без необходимости калибровки.

• Детектор светорассеяния совместимый с любой системой гель-хроматографии (SEC/GPC)
• Измерение размеров в режиме отдельного спектрометра динамического светорассеяния или хроматографического детектора (SEC/ GPC) 
• Измерение абсолютной молекулярной массы белков в режиме хроматографического детектора (SEC/GPC)  Минимальный объем образца при измерении в кюветном режиме – 2 мкл