Charakterizácia častíc: Pokročilé techniky na stanovenie veľkosti, tvaru, povrchu a stability

Objavte metódy charakterizácie častíc pre všetky možné aplikácie. Dozviete sa o veľkosti, tvare, povrchovej ploche a stabilite a objavte možnosti laserovej difrakcie, DLS, analýzy obrazu, merania sorpcie, zeta potenciálu a SMLS pomocou zariadenia Microtrac.

Úvod do charakterizácie častíc

Charakterizácia častíc je systematická analýza vlastností častíc, ako je veľkosť, tvar, povrchová plocha, povrchový náboj a stabilita. Tieto vlastnosti určujú, ako prášky tečú, ako emulzie zostávajú stabilné, ako sa lieky rozpúšťajú a ako fungujú pokročilé materiály. Od farmaceutického a potravinárskeho priemyslu po ťažbu, energetiku a aditívnu výrobu sa priemyselné odvetvia spoliehajú na techniky charakterizácie častíc, aby zabezpečili kvalitu, optimalizovali procesy a udržiavali súlad s medzinárodnými normami.
Spoločnosť Microtrac ponúka najširšie portfólio v tejto oblasti, ktoré pokrýva všetky aspekty charakterizácie častíc:

• Veľkosť a tvar s laserovou difrakciou a dynamickou analýzou obrazu
• Nanočastice a zeta potenciál s dynamickým rozptylom svetla, elektrokinetikou a metódami prúdového potenciálu
• Merný povrch a porozita s adsorpciou plynu
• Stabilita a skladovateľnosť so statickým viacnásobným rozptylom svetla (Static Multiple Light Scattering - SMLS)
• Hustota s plynovou pyknometriou

Táto stránka sa zaoberá kľúčovými metódami charakterizácie častíc, ich aplikáciami a tým, ako prístroje Microtrac poskytujú presné, reprodukovateľné a normám vyhovujúce výsledky.

Techniky charakterizácie častíc

Laserová difrakcia

Laserová difrakcia je najrozšírenejšou metódou na určenie distribúcie veľkosti častíc. Laser prechádza dispergovanou vzorkou a detektory merajú rozptylové vzory.
 Výhody:

• Široký rozsah: od submikrónov až po milimetre
• Rýchle a opakovateľné merania
• V súlade s normami ISO 13320 a USP <429>

Microtrac SYNC: SYNC jedinečným spôsobom integruje laserovú difrakciu a dynamickú analýzu obrazu v jednom prístroji a poskytuje údaje o veľkosti aj tvare z jedného merania. Výsledky sa vypočítavajú pomocou Mieho alebo Fraunhoferovej teórie na vytvorenie distribúcie veľkosti na základe objemu.

Dynamický rozptyl svetla (DLS)

Dynamický rozptyl svetla meria nanočastice analýzou fluktuácií rozptýleného svetla spôsobených Brownovým pohybom. Výhody:

• Ideálne pre 0.3 nm až 1 µm častice.
• Široký rozsah koncentrácií, riedenie často nie je nutné
• Štandardizované podľa normy ISO 22412

Microtrac NANOTRAC FLEX: NANOTRAC FLEX ponúka výnimočnú citlivosť pre nanočastice a dokáže analyzovať aj koncentrované alebo zakalené suspenzie s minimálnou prípravou vzorky.

Zeta Potential and Surface Charge

Zeta potenciál ovplyvňuje interakciu častíc s okolím tým, že pôsobí na povrchový náboj, ktorý zase ovplyvňuje vlastnosti ako adhézia, účinnosť filtrácie, reológia a biologická kompatibilita. Okrem koloidnej stability zohráva kľúčovú úlohu pri podávaní liekov, znečisťovaní membrán, agregácii proteínov a elektrokinetickom správaní v mikrofluidných systémoch. Meranie zeta potenciálu pomáha predpovedať, či častice zostanú rozptýlené, alebo sa časom agregujú.

Výhody:

• Kľúčové pre pochopenie koloidnej stability v suspenziách a emulziách
• Umožňuje optimalizáciu zloženia

Microtrac STABINO ZETA: STABINO ZETA kombinuje analýzu zeta potenciálu s integrovanou titračnou jednotkou (napr. pH alebo aditívum) na mapovanie správania povrchového náboja v reálnom čase.

Spoločne tvoria NANOTRAC FLEX (DLS) a STABINO ZETA výkonnú dvojicu na analýzu nanočastíc a koloidov.

Dynamická analýza obrazu

Dynamická analýza obrazu zaznamenáva vysokorýchlostné snímky častíc v pohybe a potom meria ich veľkosť a tvar. Na rozdiel od mnohých iných techník charakterizácie častíc, DIA nepredpokladá sférickú geometriu, vďaka čomu je ideálna tam, kde je morfológia kritická. Výhody:

• Súčasne meria veľkosť a tvar
• Detekuje nepravidelné a nadrozmerné častice
• Štandardizované podľa ISO 13322-2

Séria Microtrac CAMSIZER:

• CAMSIZER X2: Analýza veľkosti a tvaru častíc od 0,8 µm do 8 mm s technológiou dvoch kamier.
• CAMSIZER 3D: Zobrazovanie z viacerých uhlov rekonštruuje skutočnú 3D morfológiu a ponúka bezkonkurenčné detaily pre nepravidelné častice.

Gas Adsorption (Surface Area & Porosity)

Adsorpcia plynov (vrátane analýzy BET) meria, ako sa plyny adsorbujú na povrch častíc, a určuje špecifický povrch a distribúciu veľkosti pórov. Aplikácie:

• Katalyzátory, adsorbenty a energetické materiály
• Pórovité pevné látky v stavebníctve a keramike
• Nanomateriály s vysokým pomerom povrchu k objemu

Séria Microtrac BELSORP: Rad BELSORP zaisťuje presné merania povrchu a pórovitosti metódou BET v súlade s normou ISO 9277.

Stability and Shelf-Life (SMLS)

Stabilita disperzie určuje, či emulzie, suspenzie alebo koloidy zostávajú v priebehu času homogénne. Statická viacnásobná svetelná rozptylová spektroskopia (SMLS) sleduje zmeny v spätne odrazenom a prechádzajúcom svetle s cieľom detekovať javy, ako je sedimentácia, krémovanie alebo flokulácia.

Výhody:

• Monitorovanie v reálnom čase bez riedenia
• Detekuje včasné príznaky nestability
• Umožňuje rýchlejšie predpovedať trvanlivosť

Rad Microtrac TURBISCAN: Rad TURBISCAN je referenčným štandardom pre analýzu stability. Vyhodnocuje emulzie, suspenzie a disperzie v priemyselných odvetviach od farmaceutického a kozmetického priemyslu až po potravinársky a náterový priemysel, čo umožňuje formulátorom predpovedať trvanlivosť v hodinách namiesto mesiacov.

Meranie hustoty (Pyknométria)

Plynová pyknometria určuje skutočnú hustotu pevných látok a práškov meraním vytlačenia plynu. Aplikácie:

• Kovové prášky pre aditívnu výrobu
• Keramika a stavebné materiály
• Farmaceutické prášky a pomocné látky

Microtrac BELPYCNO: BELPYCNO poskytuje vysoko presné merania hustoty v súlade s normami ASTM B923 a ISO 1183.

Kontaktujte nás pre bezplatnú konzultáciu