Charakterizace částic: Pokročilé techniky pro stanovení velikosti, tvaru, povrchu a stability

Objevte metody charakterizace částic pro všechny možné aplikace. Získejte informace o velikosti, tvaru, povrchové ploše a stabilitě a objevte možnosti laserové difrakce, DLS, analýzy obrazu, měření sorpce, zeta potenciálu a SMLS pomocí zařízení Microtrac.

Úvod do charakterizace částic

Charakterizace částic je systematická analýza vlastností částic, jako je velikost, tvar, povrchová plocha, povrchový náboj a stabilita. Tyto vlastnosti určují, jak prášky tečou, jak emulze zůstávají stabilní, jak se léky rozpouštějí a jak fungují pokročilé materiály. Od farmaceutického a potravinářského průmyslu po těžbu, energetiku a aditivní výrobu se průmyslová odvětví spoléhají na techniky charakterizace částic, aby zajistila kvalitu, optimalizovala procesy a udržovala soulad s mezinárodními normami. Společnost Microtrac nabízí nejširší portfolio v této oblasti, které pokrývá všechny aspekty charakterizace částic:

• Velikost a tvar s laserovou difrakcí a dynamickou analýzou obrazu
• Nanočástice a zeta potenciál s dynamickým rozptylem světla, elektrokinetikou a metodami proudového potenciálu
• Měrný povrch a porozita s adsorpcí plynu
• Stabilita a skladovatelnost se statickým vícenásobným rozptylem světla (Static Multiple Light Scattering - SMLS)
• Hustota s plynovou pyknometrií

Tato stránka se zabývá klíčovými metodami charakterizace částic, jejich aplikacemi a tím, jak přístroje Microtrac poskytují přesné, reprodukovatelné a normám vyhovující výsledky.

Techniky charakterizace částic

Laserová difrakce

Laserová difrakce je nejčastěji používanou metodou pro stanovení distribuce velikosti částic. Laser prochází rozptýleným vzorkem a detektory měří rozptylové vzorce.

Výhody:

• Široký rozsah: submikrony až millimetry
• Rychlá a opakovatelná měření 
• V souladu s normami ISO 13320 and USP <429>

Microtrac SYNC: SYNC jedinečným způsobem integruje laserovou difrakci a dynamickou analýzu obrazu do jednoho přístroje a poskytuje údaje o velikosti i tvaru z jediného měření.

Výsledky se počítají pomocí Mieovy nebo Fraunhoferovy teorie, aby se získalo rozložení velikosti na základě objemu.

Dynamický rozptyl světla (DLS)

Dynamický rozptyl světla měří nanočástice analýzou fluktuací rozptýleného světla způsobených Brownovým pohybem.

Výhody:

• Ideální pro 0.3 nm až 1 µm částice.
• Široký rozsah koncentrací, ředění často není nutné
• Standardizováno dle normy ISO 22412

Microtrac NANOTRAC FLEX: NANOTRAC FLEX nabízí výjimečnou citlivost pro nanočástice a dokáže analyzovat i koncentrované nebo zakalené suspenze s minimální přípravou vzorku.

Zeta Potential and Surface Charge

Zeta potenciál ovlivňuje interakci částic s okolím tím, že působí na povrchový náboj, který zase ovlivňuje vlastnosti jako adheze, účinnost filtrace, reologie a biologická kompatibilita. Kromě koloidní stability hraje klíčovou roli při dodávání léků, znečišťování membrán, agregaci proteinů a elektrokinetickém chování v mikrofluidních systémech. Měření zeta potenciálu pomáhá předpovědět, zda částice zůstanou rozptýlené, nebo se časem agregují.

Výhody:

• Klíčové pro pochopení koloidní stability v suspenzích a emulzích.
• Umožňuje optimalizaci složení.

Microtrac STABINO ZETA: STABINO ZETA kombinuje analýzu zeta potenciálu s integrovanou titrační jednotkou (např. pH nebo aditivum) pro mapování chování povrchového náboje v reálném čase. Společně tvoří NANOTRAC FLEX (DLS) a STABINO ZETA výkonnou dvojici pro analýzu nanočástic a koloidů.

Dynamická analýza obrazu

Dynamická analýza obrazu zaznamenává vysokorychlostní snímky částic v pohybu a poté měří jejich velikost a tvar. Na rozdíl od mnoha jiných technik charakterizace částic DIA nepředpokládá sférickou geometrii, což ji činí ideální pro případy, kdy je morfologie kritická.

Výhody:

• Měří tvar a velikost současně
• Detekuje nepravidelné a nadměrné částice
• Standardizovaná dle ISO 13322-2

Microtrac CAMSIZER řada:

• CAMSIZER X2: Analýza velikosti a tvaru částic od 0,8 µm do 8 mm pomocí technologie dvou kamer.
• CAMSIZER 3D: Víceúhlové snímkování rekonstruuje skutečnou 3D morfologii a nabízí bezkonkurenční detaily pro nepravidelné částice.

Gas Adsorption (Surface Area & Porosity)

Gas adsorption (including BET analysis) measures how gases adsorb onto particle surfaces to determine specific surface area and pore size distribution.

Aplikace:

• Katalyzátory, adsorbenty a energetické materiály
• Porézní pevné látky ve stavebnictví a keramice
• Nanomateriály s vysokým poměrem povrchu k objemu

Řada Microtrac BELSORP: Řada BELSORP zajišťuje přesná měření povrchové plochy a pórovitosti podle normy ISO 9277. Adsorpce plynů (včetně analýzy BET) měří, jak se plyny adsorbují na povrchu částic, aby se určil specifický povrch a distribuce velikosti pórů.

Stability and Shelf-Life (SMLS)

Stabilita disperze určuje, zda emulze, suspenze nebo koloidy zůstávají v průběhu času homogenní. Statické vícenásobné rozptylování světla (SMLS) sleduje změny v zpětně odraženém a procházejícím světle, aby detekovalo jevy, jako je sedimentace, krémování nebo flokulace.

Výhody:

• Monitorování v reálném čase bez ředění
• Detekuje včasné známky nestability
• Urychluje předpověď trvanlivosti

Řada Microtrac TURBISCAN: Řada TURBISCAN je referencí pro analýzu stability. Vyhodnocuje emulze, suspenze a disperze v průmyslových odvětvích od farmaceutického a kosmetického průmyslu po potravinářský a nátěrový průmysl, což umožňuje formulátorům předpovědět trvanlivost v hodinách namísto měsíců.

Měření hustoty (Pyknometrie)

Plynová pyknometrie určuje skutečnou hustotu pevných látek a prášků měřením vytlačeného objemu plynu.

Aplikace:

• Kovové prášky pro aditivní výrobu
• Keramika a konstrukční materiály
• Farmaceutické prášky a pomocné látky

Microtrac BELPYCNO: BELPYCNO poskytuje vysoce přesná měření hustoty v souladu s normami ASTM B923 and ISO 1183.

Kontaktujte nás pro bezplatnou konzultaci