• 나노사이즈의 특성을 해석하는 중요한 3가지 요소측정 (나노입자측정・제타전위측정・분자량측정)을 한대에 집약.
• ppm 오더의 희박계부터 수십％레벨의 고농도시료까지, 본래의 상태 그대로 샘플링・측정이 가능.
• 미소용량전기영동셀을 자체개발, 100μL샘플링에서의 제타전위 측정가능.
• 콜로이드입자, 기능성나노재료, 고분자, micelle,  리포좀,  나노캡슐등 광범위한 응용분야에 적합.
  샘플링후에는 측정개시 버튼을 누르는 것으로 오퍼러이션 완료.

폭넓은 Application

●세라믹나노입자
●금속나노입자
●카본
●제약
●바이러스
●도료・안료
●화장품
●폴리머
●식품
●CMP

입자분포측정

・측정 범위：0.3nm〜8000nm
・NEDO국가 프로젝트와 공동개발로 고성능화를 실현.
・싱글나노입자전용 광학계에,  90도 광학계를 채용.
・폭넓은측정시료농도범위
　듀얼광학계 탑재로 슬러리, 안료 등 고농도 시료부터, micelle, 폴리머 등 희박계 시료의 측정까지 대응.

제타전위측정

・HORIBA가 독자개발한 표준화된 마이크로셀로 100μL의 샘플링 용량으로 측정가능

입자분포측정 예

●Lysozyme（달걀흰자）　초산 buffer pH4.3
　분자량：약14000　농도：0.1mg/mL　평균직경：4.0nm

●염산 Thiamin（비타민B1염산염）
　분자량：337　농도：300mg/mL　평균직경：0.5nm

제타전위측정 예

●NIST SRM1980 α-FeOOH　이동도：2.53±0.12μmcm/Vs
　<측정결과>이동도：2.53μmcm/Vs, 제타전위：32.9mV

●RUDOX® TM SiO₂, 0.01mol/L KCl
　<측정결과> 제타전위：-38.3mV

※class1 레이져 제품

・입자분포측정원리・제타전위측정원리・분자량측정원리는「기술페이지」를 참조해주세요.
・입자분포측정・제타전위측정・분자량측정의 어플리케이션은「어플리케이션의 기타자료」를 참조해주세요.

측정 기술

• 입자분포측정원리

동적광산란법에의한 미립자 사이즈의 측정방법은 용액중에 분산하여 브라운운동을 하고있는 입자에 레이져를 조사하여 입자로부터 산란하는 빛을 광전자증배관(PMT)으로 검출합니다. 큰입자는 느리고 작은입자는 빠른 브라운 운동을 하고 있기때문에 입자로부터 산란광은  이 움직임의 속도에 따르는 차이를 가진 신호로서 검출합니다.  자기상관법에 의해 해석하고 자기상관함수를 구하고 입자경의 분포를 산출합니다.

자기상관함수※의 산출은 어떤 임의의 시간(t)에있어서의 산란강도와 그 τ시간 후의 강도의 차이를 비교하는 것입니다. 큰 입자들은 천천히 움직이기 때문에 τ시간 후의 움직임(변화)는 작고 완만한 곡선으로 되고, 작은 입자들은 빠르고 활발하게 움직이기 때문에 τ시간 후의 변화가 크게 일어납니다.（윗 그림 참조）이 입자의 움직임에 의한 pattern의 변화가 확산계수로 정량화되고, 입자경의 관계식：Stokes・아인슈타인식으로 부터 입자경(크기)(d)가 얻어집니다. (아래 식 참조)

※자기상관함수：산란광 강도의 흔들림을 시간변화로 구하고 이것을 이차함수로 표시한 것. 임의의 시간(t)에 있어서의 산란광 강도와  그 τ시간 후의 강도를 비교합니다.

Stokes・아인슈타인식과 확산계수로부터 입자경(크기) (d)를 구합니다.

■이차자기상관함수 식

■Stokes・아인슈타인 식

D： 확산계수 k： 볼츠만상수 ｑ： 산란 벡터
T： 절대온도 τ： Delay 시간 η： 분산매의 점도 ｄ： 입자경（직경）

• 제타전위측정원리 (전기영동도플러법)

용액중에 분산되어 있는 미립자, 콜로이드는 플러스 혹은 마이너스에 대전되어 있고, 그 주위를 반대의 전하를 가지는 이온이 둘러싸서 열운동을 하고 있습니다. 거기에 전장을 주면 입자의 전하와 반대의 전위방향으로 이동합니다. 이동 속도는 전하량에 비례합니다. 이동시에 빛을 조사하면, 그 이동 속도에 따라서 도플러·시프트를 일으킨 산란광이 관찰되며 시프트량은 이동 속도에 비례합니다. 다시 말해 산란광의 주파수변화량을 측정하는 것으로, 입자의 표면에서의 전위=제타전위가 측정됩니다. 미립자의 표면상태를 파악하는 지표로서, 제타전위를 측정하고 분산성이나 미립자의 기능성개선에 필요하게 됩니다.

◎전기영동법

제타전위를 측정하는 방법은 이미 몇몇이 확립되어지고 있습니다만, HORIBA의 nano partica에서는 전기영동법을 채용하고 있습니다. 용매중 (용매의 굴절율=n)에 분산되어 있는 시료 입자에, 레이저 빛(파장=λ)을 조사하고, 전장(전기장)을 주었을 때에 (전압=E) 검출 각도θ로 포착하는 주파수변화에서는 입자가 이동하는 속도(V) 및 이동도 (U=V/E)는 다음 관계가 성립됩니다. 
 

얻어진 전기이동도와 제타전위와의 관계에는 다음 식이 성립됩니다.

ζ ：제타전위 Ｕ ：전기이동도 Ｅ ：전압 n ：용매의 굴절율
ε ：용매의 유전율 η ：용매의 점도 ｆ（κa） ：헨리상수

• 분자량측정원리

시료농도를 조정해서 정적광산란법에 의한 계측을 하고, Debye플롯을 이용해서 절대분자량을 계산하는 방식입니다. 합성 고분자나 단백등의 생체고분자까지 폭넓게 대응합니다. 동일 샘플링으로 동적광산란법에 의한 입자경도 측정할 수 있습니다. 

응용 프로그램

싱글나노입자：맥아당(maltose)입자경 측정

이당류에 있는 maltose의 수용액의 입자경 측정을 동적광산란으로 실행. 그 결과 중성자 회절로 얻어진 결과와 일치하였습니다.

싱글나노입자：리소자임(Lysozyme) 입자경 측정

싱글나노입자에 있는 단백질(lysozyme)의 입자경 측정을 광자상관법(PCS)로 실행. Lysozyme의 제타전위측정에 의해 등전점(等電点)은 11부근에 있고, 분자량 14kDa분자에 있다. 저농도（0.1mg/mL）조건에서 측정을 실행하여도 4.6nm의 입자경 측정이 가능하였습니다.

싱글나노입자：알루미늄 입자경 측정

X선구조해석으로 5.7nm 입자경으로 보고되어져 있는 단백질 BSA를 인산수용액으로 입자경 측정을 실행. 광자상관(PCS)측정결과는 5.8nm가 얻어졌습니다.

ＮＩＳＴ표준시료　ＳＲＭ　１９８０（ＦｅＯＯＨ）제타전위측정 예

제타전위는 입자계면의 성질을 평가하는 중요한 값입니다. 표준전기이동도 시료를 사용하여 제타전위의 정도 평가를 행하였습니다. 그 결과 기준내의 정도가 측정가능하였고, 0.3%의 아주 좋은 측정 재현성 결과를 얻었습니다. 

나노입자：Ludox™ 콜로이드 실리카의 입자경 측정

나노입자에 있는 콜로이드 실리카의 평균 입자경을 고농도액체인 상태에서 동적광산란(DLS)를 이용하여 입도측정을 행하였습니다. 시료는 제타전위 -38mV의 나노입자분산액에 있고, 측정결과 광자상관법 (PCS) 평균 입자경 31nm가 측정되었습니다.

제품소개 비디오

입자경 측정방법、제타전위측정 및 분자량 측정을 동영상으로 소개.
또한 측정원리를 애니메이션으로 설명하겠습니다.

SZ-100 제품소개 비디오는 여기를 클릭하세요

브로셔

나노입자해석장치　nano Partica SZ-100시리즈