الصفحة الرئيسية > تعلّم > مركز المعرفة > قياس أحجام الكريات الفلورية الدقيقة

قياس أحجام الكريات الفلورية الدقيقة

2024-06-26Application Note

تقدم هذه المذكرة التطبيقية دراسة حول تحديد جهد زيتا لطين أقطاب البطاريات المشتت في مذيب NMP. استخدمت التجربة جهاز BeNano لقياس جهد زيتا لأربع عينات مختلفة. أظهرت النتائج أن جميع العينات كان لها إمكانات زيتا سالبة، مما يشير إلى وجود شحنات سالبة في مواد القطب الكهربائي. وبلغت سعة جهد زيتا حوالي 50 مللي فولت، ما يشير إلى ثبات عالٍ. تسلط الدراسة الضوء على أهمية فهم إمكانات زيتا لتحسين إنتاج أقطاب البطاريات وتؤكد على موثوقية القياسات.

المنتج	سلسلة BeNano
الصناعة	البطاريات والطاقة
العينة	كريات مجهرية فلورية
نوع القياس	حجم الجسيمات
تقنية القياس	تشتت الضوء الديناميكي (DLS)

مقدمة

يمكن للأجسام المجهرية الفلورية أن تمتص أطوال موجية محددة من الضوء وتصدر أطيافاً فلورية متميزة. ولها تطبيقات واسعة في الأبحاث الطبية الحيوية، وأجهزة الاستشعار البيولوجية، ووضع العلامات الفلورية وتصوير الخلايا. يمكن لهذه الكريات المجهرية أن تكون بمثابة مجسات فلورية أو علامات أو ناقلات لتوصيل الأدوية والتشخيص الجزيئي وتتبع الخلايا والتحليل الحيوي. واعتمادًا على عملية التصنيع والمواد وحجم الكريات المجهرية، يمكن أن تعرض معلقات الكريات المجهرية الفلورية ألوانًا مختلفة. يُعد التشتت الضوئي الديناميكي (DLS) تقنية مستخدمة على نطاق واسع لتحديد حجم الكريات النانوية، بما في ذلك الكريات المجهرية الفلورية. ومع ذلك، يمكن أن يتداخل وجود التألق في بعض الأحيان مع قياسات DLS. وعادةً ما يُظهر التألق عادةً طيفًا واسعًا، مما قد يتسبب في زيادة التقلبات في الضوء المتناثر. سيقلل هذا التداخل من كفاءة الاختبار، كما يتضح من انخفاض اعتراض دالة الارتباط، ويؤدي إلى أحجام جسيمات ظاهرية أصغر وتوزيعات حجم أوسع. وعلى الرغم من هذه المشكلة المحتملة، لن تؤثر جميع الكريات المجهرية الفلورية سلبًا على قياسات DLS. فمعظم الكريات المجهرية الفلورية لها أطياف امتصاص فلوري أقل من أطياف انبعاثها. وباستخدام مصدر ليزر أحمر في معدات DLS، لا يتم إثارة معظم العينات الفلورية الصفراء والخضراء. وهذا يمنع هذه العينات من انبعاث الفلورسنت أثناء القياس، وبالتالي تجنب التداخل وضمان توصيف دقيق للحجم.

بالنسبة لبعض العينات القليلة التي يغطي نطاق الإثارة فيها الطول الموجي لليزر DLS، يمكن استخدام مرشح ضيق النطاق في المسار البصري لتصفية الأطوال الموجية للضوء المتناثر بخلاف الطول الموجي لليزر. وهذا يقلل من تأثير التألق على قياسات حجم الجسيمات. في هذه المذكرة التطبيقية، تم استخدام جهاز BeNano 180 Zeta، المزود بكفيت BT-NBF-671 الذي يحتوي على مرشح ضيق النطاق، لقياس حجم الجسيمات لعينات مختلفة مشتتة في بيئة مائية.

تجريبي

تم قياس خمس عينات من الكريات المجهرية الفلورية بألوان تتراوح بين الأزرق والأحمر. تم ضبط نظام التحكم في درجة الحرارة المدمج في جهاز BeNano 180 Zeta على 25 درجة مئوية ± 0.1 درجة مئوية. تم حقن كل عينة في كفيت BT-NBF-671 بفلتر ضيق النطاق، مما يتطلب 16 ميكرولتر فقط لكل عينة. تم قياس حجم الجسيمات عند درجة حرارة 173 درجة مئوية بواسطة DLS. تم اختبار كل عينة ثلاث مرات على الأقل لتقييم إمكانية تكرار النتيجة والانحراف المعياري.

النتائج والمناقشة

يُظهر الشكل 2 دوال الارتباط لعينات الكريات المجهرية الفلورية الخمس. تشير اعتراضات دالة الارتباط العالية إلى نسب إشارة إلى ضوضاء جيدة، مما يدل على أن مرشح النطاق الضيق يكبح تأثير التألق بفعالية. يُظهر الشكل 3 أن جميع العينات الخمس تُظهر قمة واحدة وتوزيعًا ضيقًا.

يسرد الجدول 1 نتائج اختبار التكرار لأحجام جسيمات العينات الخمس. وتُظهر النتائج قابلية جيدة للتكرار، حيث يتراوح متوسط أحجام الجسيمات (Z-ave) من 200 نانومتر إلى 500 نانومتر وانحرافات معيارية صغيرة جدًا. يشير هذا إلى قابلية جيدة لتشتت العينات. تشير قيم معامل التشتت العام المنخفضة إلى توزيعات ضيقة، مما يؤكد كذلك أن تأثير التألق يتم تخفيفه بشكل فعال أثناء القياسات.

الخلاصة

يقيس جهاز Te BeNano 180 Zeta، المزود بمرشح ضيق النطاق، أحجام جسيمات الكريات المجهرية الفلورية بفعالية. تُظهر اعتراضات دالة الارتباط العالية وقيم معامل التشتت العام المنخفضة نسب إشارة إلى ضوضاء جيدة وتوزيعات ضيقة، مما يشير إلى تقليل تداخل التألق إلى الحد الأدنى، مما يضمن قياسات دقيقة وقابلة للتكرار لحجم الجسيمات.