NS-90Z Plus納米粒度及電位分析儀是珠海歐美克儀器有限公司在成功引進和吸收馬爾文帕納科 (Malvern Panalytical)納米顆粒表征技術后，在上一代NS-90Z的基礎上進一步優(yōu)化了光學電子測量技術和分析性能的一款新產(chǎn)品。NS-90Z Plus具有粒度和電位分析功能，能滿足廣大納米材料、制劑開發(fā)和生產(chǎn)用戶的顆粒粒度和Zeta電位的測試需求。

NS-90Z Plus納米粒度及電位分析儀采用動態(tài)光散射技術測量粒子和顆粒的粒度，采用電泳光散射技術測定顆粒Zeta電位和電位分布，同時兼有靜態(tài)光散射技術用于測定蛋白質(zhì)與聚合物等的分子量。NS-90Z Plus融合馬爾文帕納科恒流模式下的M3-PALS快慢場混合相位檢測分析技術，提升了儀器的電位分析性能，升級了兼容多種樣品池 (選配) 功能，可分析樣品濃度和粒度范圍也得到了明顯提升。

與此同時，儀器廣泛采用全球化供應鏈的優(yōu)質(zhì)光電部件及Scrum軟件迭代升級開發(fā)模式，使其具有高品質(zhì)并能隨用戶需求變化升級管理和報表功能。進口雪崩式光電二極管(APD)檢測器、He-Ne氣體激光器光源和高性能相關器等優(yōu)質(zhì)硬件，加上精確的內(nèi)部溫控裝置、密閉光纖光路設計以及先進的軟件算法，共同保障了數(shù)據(jù)的高重現(xiàn)性、準確性和靈敏度。NS-90Z Plus支持SOP標準化操作，具有兼容CFDA GMP《計算機化系統(tǒng)和確認與驗證》要求的審計、權限管理及電子簽名功能以及具有測試數(shù)據(jù)質(zhì)量智能反饋和優(yōu)化建議，方便用戶使用。

工作原理：

在一種緊湊型儀器中集成了三種測試技術：

動態(tài)光散射技術

NS-90Z Plus 使用經(jīng)典的90°角動態(tài)光散射(Dynamic Light Scattering/DLS)技術來測量粒子和顆粒的粒度。該技術利用光電檢測器測量樣品中粒子由布朗運動所產(chǎn)生的散射光強漲落信號，通過數(shù)字相關器計算得到相關函數(shù)(Correlation Function)以分析顆粒的擴散速率，再以斯托克斯-愛因斯坦(Stokes-Einstein)方程計算出顆粒的粒徑與分布。本技術所測量的粒徑為流體動力學等效直徑，通過相同擴散速率的硬球進行等效直徑計算而得。動態(tài)光散射法也稱為光子相關光譜法(Photon Correlation Spectroscopy/PCS)。

NS-90Z Plus動態(tài)光散射光路圖

電泳光散射技術

      NS-90Z Plus使用電泳光散射(Electrophoretic Light Scattering/ELS)技術測量顆粒滑移層的Zeta電位。顆粒在人為施加的電場作用下做電泳運動，其電泳運動速率和Zeta電位直接相關，以亨利方程進行表述。NS-90Z Plus使用恒流模式下的快慢場混合激光多普勒相位分析法(Mixed mode measurement, phase analysis light scattering/M3-PALS)，成功解決了毛細管電滲對測試的影響，并且在一次測試過程中同時得到Zeta電位平均值和電位分布曲線。電泳光散射技術可測量最大粒徑至100μm左右的樣品的Zeta電位 (取決于樣品屬性及制備) 。

Zeta電位的概念圖

NS-90Z Plus電泳光散射光路圖

靜態(tài)光散射技術

       NS-90Z Plus使用靜態(tài)光散射(Static Light Scattering/SLS) 技術以非侵入式表征溶液及膠體中的蛋白質(zhì)單體、聚集體或聚合物等粒子的摩爾質(zhì)量，即分子量。在德拜法分子量計算的描述中，粒子產(chǎn)生的散射光強度正比于重均分子量的平方以及粒子濃度。通過使用德拜法測量一組濃度梯度的樣品靜態(tài)散射光強度，可以計算蛋白質(zhì)與聚合物的分子量。與動態(tài)光散射技術不同的是，靜態(tài)光散射技術是測量一段時間內(nèi)散射光的平均強度。分子量單位為 Da(Dalton) 或g/mol。

NS-90Z Plus靜態(tài)光散射德拜圖法分析納米粒子分子量

典型應用：

• 膠體和乳液表征

• 藥物分散體系、乳液和疫苗等制劑配方和工藝開發(fā)

• 脂質(zhì)體和囊泡的開發(fā)

•  蛋白質(zhì)及其聚集體的評價

• 電極漿料及助劑的粒徑、分散和穩(wěn)定性表征

• 涂覆材料分散性能預測

• 納米金等高電導率溶膠的改性

• 墨水、碳粉、染料和顏料性能改進

• 優(yōu)化水處理中絮凝劑的使用

• 膠體、乳液、漿料穩(wěn)定性評價

•  確定多種復雜制劑的混合、均質(zhì)等加工工藝參數(shù)

性能特點：

【先進的高信噪比光學設計】

       NS-90Z Plus在一臺緊湊儀器中集成了電泳光散射、動態(tài)光散射和靜態(tài)光散射三種光學原理技術。通過優(yōu)化的光學設計、光纖光路傳輸設計及高性能光源、信號采集和處理硬件，提高了散射光信號識別能力并減少了雜散光干擾，確保了儀器測試結果的高準確性、靈敏度和重現(xiàn)性，拓展了適宜的樣品測試范圍。

動態(tài)光散射粒徑測量示意圖

【易使用、免維護的系統(tǒng)設計】

       NS-90Z Plus采用密閉式光路設計防止污染，日常使用主機無需維護。采用可替換的多種類可選的比色皿樣品池，使用簡便，可同時制備多個樣品依次檢測，效率更高。亦可清洗樣品池重復使用，無需復雜的儀器或探測裝置的維護。

比色皿樣品池

【高光學性能、穩(wěn)定且長壽命的氣體激光光源】

       采用進口高穩(wěn)定He-Ne氣體激光器確保數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性，波長632.8nm，功率4mW。He-Ne氣體激光器的光束發(fā)散角、單色性、溫度電壓波動穩(wěn)定性、相干性皆遠優(yōu)于半導體固體激光器。NS-90Z Plus所使用的氣體激光管采用硬封裝工藝確保激光管中氦氖氣體惰性工作物質(zhì)終身無損失，激光管壽命達到10年以上，且在生命周期內(nèi)其光學品質(zhì)幾乎沒有變化，確保了測試數(shù)據(jù)始終可信，且無需用戶校準。由于He-Ne氣體激光器相干性能顯著優(yōu)于半導體固體激光器，僅需較低的功率即可產(chǎn)生滿足測量需求的散射光信號，同時具有更低的雜散光噪聲使樣品分析靈敏度更高。儀器可在330000:1的動態(tài)范圍內(nèi)通過衰減器自適應調(diào)節(jié)激光強度。

【報告可自定義多種參數(shù)輸出】

       NS-90Z Plus具有完備的納米粒度和Zeta電位分析功能?？梢暂敵鯶平均直徑、多分散指數(shù)PI、各粒徑分布峰的峰值粒徑和含量等參數(shù)，同時可輸出體積和數(shù)量分布 (使用全范圍米氏理論(Mie Theory)計算) ?？奢敵鯶eta電位、電位分布等參數(shù)。

可自定義報告

【高性能檢測器】

       使用高量子效率(QE)的雪崩式光電二極管(APD)檢測器，QE≥80%@632.8nm，靈敏度遠高于光電倍增管(PMT)且噪音更低。高成本的優(yōu)質(zhì)APD部件保障了儀器的測試性能。

APD性能圖

【研究級數(shù)字相關器】

       使用高速數(shù)字相關器，多于4000通道， 1011動態(tài)線性范圍，最短采樣時間間隔可低至25ns，結合先進的相關算法，最短子測量時間可縮短至1.68s。

典型相關曲線示意圖

【精確的內(nèi)部控溫系統(tǒng)】

       獨立的帕爾貼循環(huán)溫控裝置可在0-120℃范圍內(nèi)任意設定，升溫降溫速度快，控制精度最高可達0.1℃，保障測試結果高重現(xiàn)性。

【恒流模式的M3-PALS快慢場混合相位檢測技術】

      NS-90Z Plus融合馬爾文帕納科的M3-PALS技術除了可消除電滲影響外，新升級的恒流模式下還實現(xiàn)了更高電導率樣品測試的可能。恒流模式能有效緩解電極極化的影響，與可切換的高頻、低頻混合分析模式一起，使得結果重現(xiàn)性更好，準確性更高，且可獲得電位分布的信息。相比上一代產(chǎn)品，NS-90Z Plus能滿足具有更高電導率的樣品的Zeta電位和電泳遷移率測試，同時可以提高電位樣品池的使用次數(shù)。

快慢場混合相位檢測Zeta電位分布、相位、頻移及電壓和電流圖

【升級的專家指導功能提升測試水平】

       NS-90Z Plus測試后會在數(shù)據(jù)質(zhì)量指南模塊下自動生成智能化專家指導意見，為如何進一步優(yōu)化測試或樣品處理提供可行方案建議。該技術可以同時協(xié)助用戶快速判讀更準確的粒度、Zeta電位和電位分布結果，有利于減少測試數(shù)據(jù)的錯誤，及時發(fā)現(xiàn)和改善因方法或環(huán)境發(fā)生變化而引起的測試質(zhì)量變化。

數(shù)據(jù)質(zhì)量指南

【具有符合CFDA GMP《計算機化系統(tǒng)和確認與驗證》要求的審計、權限管理與電子簽名等功能】

用戶權限配置和管理功能示意圖

審計追蹤功能示意圖

【功能豐富的軟件優(yōu)化用戶體驗】

       提供標準化操作程序(SOP)簡化常規(guī)測量；自動配置各種樣品的最佳硬件和算法設置，亦可手動設置；操作簡單，無須準直、校正或額外保養(yǎng)；智能化，可自動判斷數(shù)據(jù)報告的質(zhì)量并給出優(yōu)化建議。

1.       使用先進SCRUM軟件迭代開發(fā)模式，基于當前主流軟件開發(fā)技術的新穎界面設計，操作簡單易用，可根據(jù)行業(yè)應用和法規(guī)變化不斷升級軟件以與之匹配。

2.       全自動硬件設置和測量：只需簡單的培訓即可設置儀器，包括樣品池位置、數(shù)據(jù)記錄、分析和結果顯示。

電位測試的設置界面（部分）及分析模型選擇示意圖

3.       支持SOP標準化操作程序，避免了測試操作和參數(shù)設置的不一致，從而提高數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性。

SOP標準化操作程序

4.       智能化測量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)評估：儀器分析軟件可根據(jù)測試條件和結果自動智能判斷數(shù)據(jù)報告的質(zhì)量，并針對質(zhì)量不佳的測試給出改善建議。包含測試報告的質(zhì)量評價、問題產(chǎn)生的原因、如何使用這些數(shù)據(jù)、如何改進這些數(shù)據(jù)等等。

5.       打印或屏幕顯示報告使用簡單；含報表設計器，只需在要求的位置選擇所需的結果圖表，就可根據(jù)不同的需要定制不同的報告。

自定義報表功能演示

6.       樣品數(shù)據(jù)和結果存儲在測量文件中，方便進行數(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呈現(xiàn)且可一鍵導出；多種分析模式可供選擇，以適合包括單分散樣品、寬分布樣品在內(nèi)的多種樣品測試；具有多種數(shù)據(jù)分類、分組、排序、篩選、統(tǒng)計和趨勢分析功能。

Z-均粒徑值趨勢圖

8.       具有完善的介質(zhì)粘度數(shù)據(jù)庫，并可根據(jù)給定的溫度自動計算常見緩沖體系的粘度。

介質(zhì)粘度數(shù)據(jù)庫

典型測試結果：

1.       NS-90Z Plus良好的重現(xiàn)性——60nm標號乳膠微球標樣 (Thermal，標稱值：62±3nm)

2.       NS-90Z Plus提升了粒徑上限分析性能——10μm標號標樣的測試*

*：采用微毛細管樣品池進行粒度分析。

3.       NS-90Z Plus分辨力——60nm、200nm雙標樣混合樣品

4.       NS-90Z Plus電位和電位分布的測量——ZTS1240電位標樣