提到氣泡，可能會聯(lián)想到游戲和有趣，但在科學(xué)測量領(lǐng)域，它們往往帶來更多的是辛苦和麻煩。

使用納米粒度電位儀進(jìn)行電位測量，通常情況下，當(dāng)樣品制備好后立即進(jìn)行電位測量時(shí)，氣泡很少會有影響。然而，當(dāng)我們分析大批量樣品，需要高通量的方法，使用一些自動進(jìn)樣的模塊，如Zetasizer的智能進(jìn)樣助手^[1]，需要提前制備樣品時(shí)，溶解在溶液中的氣體自然脫氣形成氣泡，帶來困擾。隨著時(shí)間的推移，氣泡形成的風(fēng)險(xiǎn)增加。測量zeta 電位時(shí)，如果樣品中存在氣泡，會顯著影響測量結(jié)果。

氣泡以多種不同的方式影響電位測量結(jié)果，具體取決于它們出現(xiàn)的位置。

1. 氣泡在毛細(xì)管樣品池中：這時(shí)會影響樣品在毛細(xì)管樣品池內(nèi)的流動。樣品流動性受影響，會改變用于電位計(jì)算的電動力學(xué)結(jié)果，導(dǎo)致測量結(jié)果不準(zhǔn)。

2. 樣品池的測量窗口存在氣泡：會影響樣品的散射光信號，這主要是用于計(jì)算電位的。這將造成數(shù)據(jù)質(zhì)量下降和電位結(jié)果不準(zhǔn)確。

3. 氣泡與樣品池電極接觸：可能會造成電導(dǎo)率的變化，從而增加測量誤差。

在本文的應(yīng)用案例中，我們將展示如何通過超聲脫氣與馬爾文帕納科公司的擴(kuò)散屏障法^[2]結(jié)合使用，來保障預(yù)制備樣品的電位結(jié)果的數(shù)據(jù)質(zhì)量和一致性。通過這個(gè)簡單、有效且高效的過程，在樣品前處理過程中去除氣泡，在您使用自動進(jìn)樣助手時(shí)，可將與氣泡相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)降低。

本實(shí)驗(yàn)旨在模擬使用智能進(jìn)樣助手時(shí)的樣品條件。樣品是Zeta電位標(biāo)準(zhǔn)品(貨號：ZTS1240)-由硼酸鹽緩沖液中的乳膠構(gòu)成。具體的樣品情況如下表1所示。采用擴(kuò)散屏障法^[2]上樣，單獨(dú)對緩沖液進(jìn)行超聲處理，防止破壞或干擾樣品。

表1：觀察不同類型樣品中的氣泡形成

毛細(xì)管樣品池先用乙醇，再用水沖洗，這是標(biāo)準(zhǔn)的清潔程序。然后將表1中的樣品分別加入樣品池中。超聲處理的樣品，將硼酸鹽緩沖液置于超聲水浴中10分鐘，脫氣處理。

樣品在室溫下靜置24小時(shí)，在0-10小時(shí)之間，每小時(shí)記錄每個(gè)樣品中的氣泡數(shù)量，并在第24小時(shí)進(jìn)行最后一次測量。

用于電位測量的樣品包括：

• 裝滿樣品池的ZT1240標(biāo)品

• 擴(kuò)散屏障法上樣的超聲脫氣的緩沖液加ZTS1240標(biāo)品

清洗毛細(xì)管樣品池，上樣后，在0時(shí)記錄電位值。靜置24小時(shí)，再記錄電位值和氣泡數(shù)量。

圖1顯示了樣品中存在氣泡時(shí)，電位結(jié)果的準(zhǔn)確性降低。放置24小時(shí)后的樣品（平均有21.5個(gè)氣泡）的電位結(jié)果分布比0時(shí)（平均0個(gè)氣泡）時(shí)大得多。

測量結(jié)果跨度大，接近ZTS1240標(biāo)品的可接受測量范圍邊緣，說明了控制氣泡形成的必要性。

圖1：ZTS1240標(biāo)品在第0時(shí)和靜置24小時(shí)后的電位測量結(jié)果。

在圖2中，我們展示了由于擴(kuò)散屏障的作用，24小時(shí)內(nèi)樣品中產(chǎn)生的氣泡數(shù)量顯著減少。對緩沖液進(jìn)行超聲脫氣進(jìn)一步減少了氣泡，驗(yàn)證了這是一種有效減少氣泡形成的方法。

圖2：不同樣品在電位樣品池內(nèi)，靜置24小時(shí)的過程中產(chǎn)生的氣泡數(shù)量

圖3展示了緩沖液經(jīng)脫氣處理、采用擴(kuò)散屏障法的ZTS1240標(biāo)品的電位結(jié)果。結(jié)果顯示，由于有效抑制了氣泡在樣品中的形成，靜置24小時(shí)后樣品的電位值準(zhǔn)確性沒有降低。數(shù)據(jù)結(jié)果分布穩(wěn)定，所有測量值都在電位標(biāo)準(zhǔn)品的預(yù)期值范圍內(nèi)。

圖3：緩沖液經(jīng)超聲脫氣、采用擴(kuò)散屏障法的ZTS1240在第0時(shí)和第24小時(shí)的電位測量結(jié)果，與未經(jīng)上述處理的ZTS1240靜置24小時(shí)后的電位值對比。

Zetasizer 納米粒度電位儀

參考內(nèi)容：

【1】智能進(jìn)樣助手推文：一見傾心：納米粒度電位儀智能樣品助手

【2】擴(kuò)散屏障法推文：如何做到蛋白質(zhì)電泳遷移率的精確可重復(fù)性測量？