GB/T32671.2—2019/ISO13099-2:2012Part2:Opticalmethods(ISO13099-2:2012,ID國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)IGB/T32671.2—2019/ISO13099-2:2012 1 13術(shù)語、定義和符號(hào) 1 3 3 47zeta電位的計(jì)算 88測(cè)量步驟 9附錄A(資料性附錄)毛細(xì)管樣品池內(nèi)的電滲 ⅢGB/T32671.2—2019/ISO13099-2:2012 本部分為GB/T32671的第2部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本部分使用翻譯法等同采用ISO13099-2:2012《膠體體系z(mì)eta電位測(cè)量方法第2部分：光學(xué)——GB/T32671.1—2016膠體體系z(mì)eta電位測(cè)量方法第1部分：電聲和電動(dòng)現(xiàn)象(ISO13099-1:2012,IDT);——JJF1005—2016標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)通用術(shù)語和定義(ISOGuide30:2015,MOD)。GB/T32671.2—2019/ISO13099-2:2012zeta電位是用于表征懸浮液和乳液長(zhǎng)期穩(wěn)定性、研究顆粒和與顆粒表面接觸液體的表面性能和吸附性能的一個(gè)參數(shù)。zeta電位無法直接測(cè)量得到，它是由實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的參數(shù)如電泳遷移率經(jīng)適當(dāng)?shù)牡碾娪具w移率。本部分提供了用光學(xué)法測(cè)量電泳遷移率和計(jì)算zeta電位的方法。N1GB/T32671.2—2019/ISO13099-2:20121范圍GB/T32671的本部分規(guī)定了液體中懸浮顆粒的電泳遷移率的兩種測(cè)量方法：顯微鏡影像法和電泳光散射法，顆粒表面電荷的估算和zeta電位的測(cè)定，可以通過電泳遷移率的測(cè)量并用合適的理論模注：相關(guān)理論參見ISO13099-1。下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文ISO13099-1膠體體系z(mì)eta電位的測(cè)量方法第1部分：電聲和電動(dòng)現(xiàn)象(Colloidalsystems—Methodsforzeta-potentialdetermination—Part1:Electroacousticandelectrokineticphenomena)ISOGuide30標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)通用術(shù)語和定義(Referencematerials—Selectedtermsanddefinitions)3.1.1懸浮在液體中的顆粒因液體介質(zhì)分子熱運(yùn)動(dòng)而引起的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。3.1.2多普勒頻移Dopplershift3.1.3表面電勢(shì)electricsurfacepotential表面和體相液體之間的電勢(shì)差。注：?jiǎn)挝皇欠黐特](V)。3.1.4zeta電位zeta-potential5在滑移面處和體相液體之間形成的電勢(shì)差。注：?jiǎn)挝皇欠黐特](V)。2GB/T32671.2—2019/ISO13099-2:20123.1.5在電場(chǎng)的影響下，帶電荷的液體對(duì)帶相反電荷的固體介質(zhì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。帶電固體可以為3.1.6Veo遠(yuǎn)離帶電界面的液體運(yùn)動(dòng)的均勻速度。注：?jiǎn)挝皇敲酌棵?m/s)。3.1.7μ單位電場(chǎng)強(qiáng)度下帶電顆粒的電泳移動(dòng)速度。注2:單位是平方米每伏[特]秒[m2/(V·s)]。3.1.8電泳過程中顆粒運(yùn)動(dòng)的速度。注：?jiǎn)挝皇敲酌棵?m/s)。3.1.9滑移面slippingplane剪切面shearplane在液/固界面附近因剪切力作用而產(chǎn)生的液體相對(duì)于顆粒表面滑動(dòng)的一個(gè)假想平面。下列符號(hào)適用于本文件。a:顆粒半徑。D:擴(kuò)散系數(shù)。E:電場(chǎng)強(qiáng)度。kg:玻耳茲曼(Boltzmann)常數(shù)。NA:阿伏伽德羅(Avogadro)常數(shù)。n:介質(zhì)折射率。Rap:毛細(xì)管半徑。S(w):散射功率譜。P:洛倫茲(Lorentzian)半峰寬特征量。E:介質(zhì)介電常數(shù)。3GB/T32671.2—2019/ISO13099-2:2012μ:液體電滲速度。v:頻率。5:散射光和電場(chǎng)方向的夾角。t:自相關(guān)函數(shù)延遲時(shí)間。w:角頻率(w=2πv)。將特定zeta電位的顆粒懸浮液放置于含有一對(duì)固定間距電極的樣品池內(nèi)(如圖1),樣品池的形狀用中需要探索。通過顯微鏡影像法或采用激光多普勒裝置的電泳光散射法，測(cè)量某一特定位置的顆粒用已知zeta電位的顆粒樣品進(jìn)行標(biāo)定。有兩種不同方法監(jiān)測(cè)電場(chǎng)中顆粒的運(yùn)動(dòng)。通過顯微鏡觀察得到顆粒圖像是非常經(jīng)典的一種方法，稱為“顯微鏡影像法”,也稱為“微電泳法”。另一種方法是測(cè)量運(yùn)動(dòng)顆粒的散射光，從散射光信號(hào)的多普5顯微鏡法該方法的主要原理可以追溯到近兩個(gè)多世紀(jì)以來微電泳的發(fā)展]。當(dāng)光源照射到在直流或交流電場(chǎng)作用下遷移的顆粒時(shí)，由于散射效應(yīng)，可以觀測(cè)到被照射的顆粒?？墒褂妹鲌?chǎng)照明或暗場(chǎng)照明方徑下限到納米尺度的顆粒運(yùn)動(dòng)圖像。4GB/T32671.2—2019/ISO13099-2:2012顆粒的照明圖像。半自動(dòng)地調(diào)節(jié)光掃描速度或棱鏡移動(dòng)速度，使得觀測(cè)到的顆粒圖像在顯微鏡下是靜可使用人工顯微鏡觀測(cè)和自動(dòng)電泳光散射信號(hào)分析相結(jié)合的設(shè)計(jì)來測(cè)量多分散樣品的電泳遷CCD圖像傳感器和計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)使人們有可能捕捉到圖像，將圖像依次傳送到計(jì)算機(jī)上，然后用精密的圖像分析，從時(shí)間標(biāo)記上重建電場(chǎng)作用下的顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡的視頻幀(測(cè)量局限于視頻中的可視性濃度非常低。于電場(chǎng)。在圖2中，電場(chǎng)方向垂直于圖所在的平面。為避免電滲，激光照明和顯微鏡需要電泳光散射(ELS)是一種通過散射光的多普勒頻移來測(cè)量電泳遷移率的間接測(cè)量方法。在電泳光5GB/T32671.2—2019/ISO13099-2:2012敏的溫度控制、適當(dāng)?shù)碾妶?chǎng)持續(xù)時(shí)間和電場(chǎng)強(qiáng)度都是影響檢液體中移動(dòng)。在封閉的毛細(xì)管中，液體呈拋物線移動(dòng)。因此，測(cè)量在沒有液體流動(dòng)的所謂的靜止層進(jìn)樣品池。6.3參考光光學(xué)裝置典型的小角度光散射裝置結(jié)構(gòu)如圖3所示。6——分束器；9——處理器；圖3參考光光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖小角散射光學(xué)裝置經(jīng)常結(jié)合外差法探測(cè)使用。散射角通常在15°~30°,在此散射角范圍內(nèi)布朗運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的頻譜展寬將會(huì)減少。對(duì)于非球形顆粒，顆粒的旋轉(zhuǎn)擴(kuò)散可能導(dǎo)致頻譜展寬增加。在測(cè)量單元樣品池的折射窗口以照射所述樣品中的顆粒。參考光可以通過也可以不通過樣品池，與通過傳統(tǒng)光學(xué)元件或光纖的散射光合并照射到光電檢測(cè)器的表面上，光電檢測(cè)器可以是光電倍增管或雪崩光電二極6GB/T32671.2—2019/ISO13099-2:2012頻率引起的環(huán)境干擾最小化。檢測(cè)器孔徑是可變的，以便控制相干檢測(cè)和散射體積。檢測(cè)到的信號(hào)被6.4交叉光光學(xué)裝置另一個(gè)現(xiàn)在不常見的光學(xué)裝置是交叉光束法，如圖4所示。在交叉光束法中，主光束分成強(qiáng)度相同測(cè)器位于兩個(gè)光束之間。兩個(gè)光束在不同散射角的光照強(qiáng)度反映了各個(gè)顆粒的散射。由散射光引起的品池中形成干涉條紋。這些條紋之間的間距取決于兩者的波長(zhǎng)和夾角。通過檢測(cè)顆粒在運(yùn)動(dòng)中的帶狀條紋得到顆粒的電泳運(yùn)動(dòng)。用光調(diào)制器沿某個(gè)特定方向給干涉條紋施加一個(gè)已知的頻率移動(dòng)。顆粒在條紋中的運(yùn)動(dòng)，若檢測(cè)明顆粒的運(yùn)動(dòng)方向與條紋運(yùn)動(dòng)方向一致。條紋運(yùn)動(dòng)速度總是設(shè)置成大于預(yù)期的最大顆粒速度。用這種1——光束1;2——光束2;5——散射光。圖4交叉光光學(xué)裝置結(jié)構(gòu)圖在布朗運(yùn)動(dòng)和電泳運(yùn)動(dòng)。I?——參考光光強(qiáng)；I;——來自第i個(gè)粒子和第j個(gè)遷移率粒子的散射強(qiáng)度；7P——第i個(gè)粒徑的特征洛侖茲半峰寬，對(duì)球形顆粒，它與粒徑相關(guān)；w——角頻率；△v;——為第i個(gè)粒徑和第j遷移率粒子電泳運(yùn)動(dòng)的頻移；d——電位測(cè)量的兩點(diǎn)間距離。分母中的“干”符號(hào)表示光譜有兩個(gè)峰。一個(gè)在不可見的負(fù)頻率區(qū)域，另一個(gè)在可見的正頻率區(qū)域。如果選擇一個(gè)大的調(diào)制頻率wm,使它們的和(wm+2π△vx.;)總是正的，負(fù)號(hào)可以省去。根據(jù)式(1),除了電泳遷移造成的頻移外，由于布朗運(yùn)動(dòng)，所有樣品顆粒的電泳譜都會(huì)有本征展寬。這種展寬隨著顆粒尺寸的減小和散射角的增大而增大。測(cè)量本征展寬的一種方法是在不加電場(chǎng)的情況下測(cè)定頻譜。從總的頻譜中減去本征展寬頻譜，可在一定情況下減少布朗運(yùn)動(dòng)的影響[1]。6.5.2自相關(guān)函數(shù)自相關(guān)函數(shù)是頻率功率譜的傅里葉變換。式(2)所示，在參考光光學(xué)系統(tǒng)下，強(qiáng)度-強(qiáng)度自相關(guān)函數(shù)是關(guān)于延遲時(shí)間r的函數(shù)：式中：G(2)(t)——自相關(guān)函數(shù)；I?——參考光光強(qiáng)；I.;——來自第i個(gè)粒子和第j個(gè)遷移率粒子的散射強(qiáng)度；P——第i個(gè)粒徑的特征洛侖茲半峰寬，對(duì)球形顆粒，它與粒徑相關(guān)；t——延遲時(shí)間；d——電位測(cè)量的兩點(diǎn)間距離。圖5為一個(gè)典型的自相關(guān)函數(shù)及其電泳速度譜。在自相關(guān)函數(shù)中，余弦波是由定向的電泳運(yùn)動(dòng)引起的，而衰減是由于隨機(jī)的布朗運(yùn)動(dòng)引起的。在光譜中，峰位置是由光調(diào)制器和顆粒的電泳運(yùn)動(dòng)決定的，而峰形則受顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)、頻譜的遷移速度和激光束寬度的限制。01——自相關(guān)曲線；G(2)(r)——自相關(guān)函數(shù)；t——延遲時(shí)間；S(w)——散射功率譜；圖5電泳光散射自相關(guān)函數(shù)和頻譜圖8GB/T32671.2—2019/ISO13099-2:20126.5.3相位分析光散射(PALS)在非極性溶劑中，一些顆粒的電泳遷移率是非常小的，從而導(dǎo)致調(diào)制頻率與電泳產(chǎn)生的多普勒頻移之間的差異非常小，這樣的頻率差甚至可能小于1Hz。當(dāng)顆粒懸浮在高離子濃度溶液中時(shí)，為了避免焦耳-湯普森熱效應(yīng)的影響，兩個(gè)電極間只能加上一個(gè)很小的電場(chǎng)，這進(jìn)一步導(dǎo)致了可檢測(cè)到的多普勒頻移非常小。由于頻率偏移很小，散射光的強(qiáng)度或頻譜分析不再有足夠的分辨率，在這種情況下，可選擇另一種方法——相位分析光散射法[]。相位分析光散射法是一種能反映非常小的頻移的方法，這種頻移是由顆粒電泳遷移引入的頻率分量。在相位分析光散射法處理過程中(也稱振幅加權(quán)結(jié)構(gòu)函數(shù)的處理),調(diào)制頻率由處理器合成為正弦或余弦波。檢測(cè)到的信號(hào)是由正弦或余弦波相乘，導(dǎo)出兩個(gè)函數(shù)：同相分量和正交分量。把這兩個(gè)分量反正切分解，得到一個(gè)隨機(jī)的振幅，但它的變化率是單位時(shí)間相位差。理論上，這種技術(shù)能夠分辨的頻率差低至0.001Hz,由于噪音和其他限制，實(shí)際上不太可能實(shí)現(xiàn)，不過，已經(jīng)可以觀察到低至0.002Hz的頻移。相位分析光散射法只能得到電泳遷移率的平均值。在實(shí)際應(yīng)用中，綜合應(yīng)用相位分析光散射法和頻譜分析，再加上快速和慢速結(jié)合的電壓反轉(zhuǎn)，用來防止樣品池電極極化和由電泳和電滲造成的分離。用這種方法，可以得到電泳的均值和譜圖[12]。6.5.4調(diào)制布朗運(yùn)動(dòng)的功率譜法這種方法利用交流電場(chǎng)下懸浮顆粒散射光的頻譜分析，來測(cè)量顆粒電泳遷移率的平均振幅，而遷移率信號(hào)是由單獨(dú)的直流電場(chǎng)測(cè)量的。可使用量值具有溯源性的遷移率標(biāo)樣作單點(diǎn)校準(zhǔn)。6.6電泳遷移率的測(cè)量散射光的多普勒頻移與顆粒的電泳遷移率p之間的關(guān)系，取決于儀器的光學(xué)結(jié)構(gòu)。式(3)和式(4)分別為參考光光學(xué)裝置和交叉光光學(xué)裝置的計(jì)算公式[8]?！街校骸鱳——多普勒頻移；λ。——真空中的激光波長(zhǎng)；n——介質(zhì)的折射率；E——電場(chǎng)強(qiáng)度；θ——散射光與入射光的夾角；ξ——散射光與電場(chǎng)方向的夾角；θ′——交叉光束的夾角。…………7zeta電位的計(jì)算ISO13099-1詳細(xì)描述了多種zeta電位的計(jì)算理論。對(duì)于非導(dǎo)電球形顆粒，通常使用亨利(Henry)…………9GB/T32671.2—2019/ISO13099-2:201270——介質(zhì)黏度；K——德拜長(zhǎng)度的倒數(shù)；E——介質(zhì)的介電常數(shù)；a——顆粒半徑；式(5)有如下假設(shè)：a)顆粒所受的總電場(chǎng)是外加電場(chǎng)和顆粒本身所帶電荷電場(chǎng)的疊加；b)因顆粒運(yùn)動(dòng)引起的電場(chǎng)變形(即弛豫效應(yīng))是可以忽略不計(jì)的；c)在流體力學(xué)方程中的慣性項(xiàng)可以忽略不計(jì)；d)表面電位比ksT/e小得多。算和預(yù)先知道許多其他關(guān)于樣品的參數(shù)，而這些參數(shù)的值往往是未知的或很難得到的?？梢栽谖墨I(xiàn)中找到稀釋液中各類顆粒的電泳遷移率和zeta電位之間的關(guān)系，但在實(shí)際應(yīng)用中卻是相當(dāng)有限的。由于大多數(shù)樣品在粒徑分布上的多分散性，因此具有不同的ka值，在實(shí)際應(yīng)用中不可能對(duì)每一部分進(jìn)行復(fù)雜和不同的計(jì)算來獲得完整的zeta電位分布。當(dāng)ka>>1,典型代表為在水性懸浮液中的大顆粒時(shí)，式(5)中f(ka)取值為3/2,稱為肖特基(Smoluchowski)方程。當(dāng)ka<<1,典型代表為在有機(jī)液體的小顆粒時(shí)，式(5)中f(κa)取值為1,該方程稱為休克爾(Hückel)方程。對(duì)于這些理論的全面描述，參見ISO1308測(cè)量步驟8.1要求的干擾。操作區(qū)域應(yīng)符合當(dāng)?shù)氐慕】岛桶踩ㄒ?guī)。儀器應(yīng)當(dāng)包含一個(gè)剛性的內(nèi)置光學(xué)平臺(tái)，或安裝在警示——儀器中激光光源的輻射可能導(dǎo)致眼睛永久性的損傷，切勿直視激光束或其反射光，避免用具有鏡面反射能力的物體阻擋激光束，遵守當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)的激光輻射安全法規(guī)。確認(rèn)樣品池與所用介質(zhì)的兼容性。顆粒的電泳遷移率完全取決于懸浮液的化學(xué)特性，如果需要對(duì)的稀釋劑進(jìn)行稀釋?？梢葬槍?duì)不同的測(cè)量選用不同的樣品池。有些樣品池是一次性的。為了避免污染應(yīng)仔細(xì)清洗已使用過的樣品池。如果在一個(gè)高離子濃度樣品的測(cè)量后進(jìn)行一個(gè)低離子濃度樣品的測(cè)量，測(cè)量結(jié)果可能錯(cuò)誤的電位差梯度。如果樣品池被污染，那么樣品池內(nèi)的電滲情況也將和原先的不一致。GB/T32671.2—2019/ISO13099-2:2012量結(jié)果的誤差約為每度2%。顆粒的最終運(yùn)動(dòng)速度取決于液體的黏度。電極間施加的電位差可以是在極性反轉(zhuǎn)前有限時(shí)間內(nèi)施加的一個(gè)直流電壓，尤其是對(duì)于高導(dǎo)電液體必需采用這種方法，可有效抑制焦耳-湯普森熱效應(yīng)的影響。這種方法的操作可能會(huì)導(dǎo)致脈沖很短，以至于在頻譜圖中出現(xiàn)邊峰，在這種情況下可采用相位分析光散射如果測(cè)試的樣品采樣充分并具有代表性，測(cè)定得到應(yīng)謹(jǐn)慎以避免在樣品制備過程中改變待測(cè)樣品的電泳遷移率。任何容器諸如玻璃燒杯或注射器的表面有可能吸引來自樣品中的特定離子，或之前清潔過程中殘留的污染物，或部分容器材料有可能會(huì)在一些情況下，使用特殊設(shè)計(jì)的樣品池，可以在很小的散射角下測(cè)量中等濃度樣品的電泳遷移率[]。但在大多數(shù)情況下，小角散射光學(xué)裝置儀器要求對(duì)樣品進(jìn)行稀釋，從而允許散射光通過測(cè)量zeta電位不僅是顆粒的一項(xiàng)屬性，而且還依賴于顆粒表面和液體之間的化學(xué)平衡。液體化學(xué)性質(zhì)和離子成分的任何變化都會(huì)影響這種平衡，并因此影響zeta電位。備應(yīng)遵循這樣一個(gè)原則，稀釋后的樣品不改變?cè)俭w系的zeta電位。改的唯一參數(shù)是顆粒濃度。只有基于平衡稀釋樣品制備過程，才能保證原始體系和稀釋后樣品具有相有兩種方法可用于稀釋液體的收集。一種方法是采用沉淀或離心技術(shù)提取上層清液，該上層清液應(yīng)在報(bào)告測(cè)量結(jié)果的同時(shí)附一份詳細(xì)的樣品制備方法和稀釋劑準(zhǔn)備過程，通過幾次徹底的稀釋和樣品測(cè)量以證明采用的方法至少是穩(wěn)定的且測(cè)量結(jié)果具有一致性。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的使用應(yīng)遵循ISOGuide30中的要求。電泳遷移率標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(RM)應(yīng)足夠均勻和穩(wěn)定，應(yīng)包含電泳遷移率在時(shí)間和溫度變化下的測(cè)量值，GB/T32671.2—2019/ISO13099-2:2012泳遷移率有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(CRM)可用于儀器校準(zhǔn)、測(cè)量方法驗(yàn)證和材料賦值，其標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)具有量值溯源性和某一置信水平下的不確定度。許多標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)值尚不具有量值溯源性，目前尚未有電泳遷移率的具量值溯源性的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。b)按操作規(guī)程進(jìn)行測(cè)量；c)在適當(dāng)濃度下或?qū)ο♂寴悠愤B續(xù)3次測(cè)量。在本部分中規(guī)定，當(dāng)標(biāo)樣標(biāo)準(zhǔn)值的絕對(duì)值大于2×10?m2/(V·s)時(shí)，平均電泳遷移率測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不應(yīng)大于10%。除特別樣品或稀釋后樣品，中間精密度試驗(yàn)應(yīng)遵循8.2.2所述。在本部分中規(guī)定，當(dāng)標(biāo)樣標(biāo)準(zhǔn)值的絕對(duì)值大于2×10?m2/(V·s)時(shí)，平均電泳遷移率測(cè)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不應(yīng)大于15%。儀器的測(cè)量準(zhǔn)確度應(yīng)采用國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織認(rèn)可的有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，或符合ISOGuide30要求的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。可采用各向同性的剛性球形顆粒，電泳遷移率的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)通過光學(xué)方法在規(guī)定的條件下測(cè)量得到，其量值具有可溯源性。中間精密度試驗(yàn)應(yīng)按照8.2.3規(guī)定的程序測(cè)量。時(shí)，測(cè)量的平均值與標(biāo)樣標(biāo)準(zhǔn)值的相對(duì)誤差不超過10%。如果測(cè)量誤差較大，應(yīng)尋求專家建議并檢查儀器操作情況。8.3測(cè)量誤差來源顆粒系統(tǒng)的zeta電位在很大程度上受懸浮液的影響。如果測(cè)試樣品是高濃度懸浮液，應(yīng)制備相同化學(xué)成分的稀釋液來稀釋，能保持與真實(shí)zeta電位相一致的液相離子濃度懸浮液。可以通過過濾或沉淀來得到上清液，或通過緩沖液來模仿懸浮液。任何用于上述懸浮液制備的玻璃器皿或其他容器都應(yīng)是清潔的且無離子污染。夠的可以檢測(cè)到的散射光。GB/T32671.2—2019/ISO13099-2:2012相位分析光散射方法可用于測(cè)量具有較低流動(dòng)性的非常小的顆粒，該方法可以大大減少布朗運(yùn)動(dòng)上消除了擴(kuò)散的影響。液體介質(zhì)在激光波長(zhǎng)范圍內(nèi)應(yīng)是透明無吸收的，液體介質(zhì)黏度不宜太高(最好低于10mPa·s),在測(cè)量溫度下無揮發(fā)。由于顆粒在電場(chǎng)梯度下獲得的最終速度與黏滯力有關(guān)，因此zeta電位測(cè)量的準(zhǔn)確性依賴于溫度測(cè)量的可靠性。應(yīng)有足夠的時(shí)間使樣品達(dá)到熱平衡，水在室溫附近的黏度變化約每度2%。實(shí)驗(yàn)室可在最初測(cè)量時(shí)建立在儀器允許溫度范圍內(nèi)不同溫度下的zeta電位測(cè)量值。對(duì)于低于室溫下的測(cè)量，應(yīng)采取預(yù)防措施以避免光程中樣品池表面可能出現(xiàn)的冷凝現(xiàn)象?？墒褂酶稍锟諝饣虻?dú)獯祾摺．?dāng)使用參考光光學(xué)裝置時(shí)，樣品池表面的劃痕或污染會(huì)產(chǎn)生微量的不利影響。當(dāng)使用交叉光光學(xué)當(dāng)懸浮液具有較高離子強(qiáng)度時(shí)，如在生理鹽水中的血紅細(xì)胞溶液，會(huì)因焦耳-湯姆遜熱效應(yīng)引起熱氣泡可能來自裝樣過程中溶解在液體中的空氣，或由于電化學(xué)反應(yīng)如在電極表面發(fā)生的電解等。黏附在毛細(xì)管壁上的氣泡會(huì)使電場(chǎng)畸變，導(dǎo)致靜止層位置的不確定性。附著在電極表面的氣泡會(huì)導(dǎo)致不正確的電導(dǎo)率測(cè)量結(jié)果。zeta電位是通過測(cè)量電泳遷移率計(jì)算得到，計(jì)算理論和方程的合理性依賴于懸浮液的性質(zhì)，詳見ISO13099-1。GB/T32671.2—2019/ISO13099-2:2012而產(chǎn)生的變化將導(dǎo)致最終的測(cè)量結(jié)果的變化。在此情況下，建議報(bào)告測(cè)量結(jié)果的變化率，而不是絕b)樣品標(biāo)識(shí)和接收樣品日期； h)檢測(cè)報(bào)告結(jié)束標(biāo)識(shí)。GB/T32671.2—2019/ISO13099-2:2012(資料性附錄)毛細(xì)管樣品池內(nèi)的電滲電滲是液體相對(duì)于一個(gè)固定的、帶電表面的運(yùn)動(dòng)。對(duì)毛細(xì)管電泳池施加電場(chǎng)時(shí)，靠近毛細(xì)管表面的液體將沿著所施加的電場(chǎng)移動(dòng)。當(dāng)整個(gè)毛細(xì)管是封閉系統(tǒng)時(shí)，在管壁處運(yùn)動(dòng)的液體必將在毛細(xì)管末端回流，并推動(dòng)液體以反方向流向毛細(xì)管中心部分，形成拋物線的液體流，如圖A.1所示。對(duì)于固定形狀、幾何尺寸簡(jiǎn)單的毛細(xì)管樣品池，如果所有管壁都具有相同的表面電荷狀態(tài)，我們可以從理論上預(yù)測(cè)其電滲的情況。1——靜止層。圖A.1毛細(xì)管樣品池內(nèi)液體流動(dòng)剖面圖對(duì)于圓柱形毛細(xì)管樣品池，電滲液體流動(dòng)分布可用式(A.1)表示。…………A0.——電滲液體在滑移面的流動(dòng)；r軸間距；Rap——毛細(xì)管半徑。類似的公式可衍生到矩形毛細(xì)管樣品池[4]。拋物線的形狀流量曲線隨取決于表面狀況的μo..而變化。由于電滲對(duì)液體運(yùn)動(dòng)的影響，觀察到的多普勒頻移不再是純粹來源于顆粒的運(yùn)動(dòng)，而是電泳、顆粒布朗運(yùn)動(dòng)以及液體電滲的最終結(jié)果。為了正確地測(cè)量顆粒的運(yùn)動(dòng)，測(cè)量應(yīng)是在液體靜止不動(dòng)的位置進(jìn)行，即μ=0,稱為靜止層。對(duì)于圓形的毛細(xì)管，靜止層是一個(gè)圓，r=0.707Rp。對(duì)于矩形毛細(xì)管，靜止層是一個(gè)矩形，到管壁的距離取決于毛細(xì)管的寬度與高度的比率，寬高比為3時(shí)，上、下靜止層分別位于毛細(xì)管高度的84%和16%。圖A.2顯示了矩形毛細(xì)管樣品池中不同位置的電泳遷移率值。方形標(biāo)注的曲線來自聚苯乙烯膠乳樣品PSL(a=155nm),其電泳遷移率為-4.2×10?m2/(V·s),三角形標(biāo)注的曲線來自濃度為1mmol/L的NaBr溶液中吸附了正十二烷基離子的PSL樣品(a=45nm)。曲線的對(duì)稱形狀表明，上、下層樣品池表面具有相同的zeta電位。兩個(gè)箭頭處表示電滲量為零的兩個(gè)靜止層位置，在此位置測(cè)量可以獲得真正的電泳遷移率。GB/T32671.2—2019/ISO13099-2:2012在實(shí)際情況中，當(dāng)入射光束被放置在靜止層位置時(shí)，可以消除大部分液體電滲的影響。由于光束有一定厚度，被測(cè)顆粒實(shí)際是在靜止層周圍的非零厚度層中被觀察到。對(duì)于矩形毛細(xì)管，可以預(yù)計(jì)，靜止層上、下方的液體只有少量與平均凈零電滲速度方向相反的電滲。對(duì)于圓形毛細(xì)管樣品池，由于靜止層不是一個(gè)平面，即使當(dāng)光束中心正好位于靜止層上，也會(huì)導(dǎo)致零液體速度的偏差。x/% 圖A.2在樣品池不同位置獲得的表觀電泳遷移率值[8]如果受離子和其他物質(zhì)的吸附作用、空氣或氣體氣泡的影響，毛細(xì)管的不同側(cè)面的表面電位會(huì)變得不均勻，然后產(chǎn)生不對(duì)稱的液體曲線。這個(gè)曲線可以用來確定矩形毛細(xì)管上下表面的表面電位[15]。電滲的另一個(gè)影響是測(cè)量得到的遷移率分布變寬。任何光束具有一定的厚度，當(dāng)光束中心位于靜止層時(shí)，部分光束照射到右側(cè)的液體、部分光束照射到左側(cè)的液體，即使顆粒具有理想的單分散流動(dòng)性，所報(bào)告的流動(dòng)性也將是一個(gè)分布，而不是一個(gè)單一的值，雖然其平均值可能仍然是正確的。在毛細(xì)管中心的流動(dòng)曲線，有一個(gè)非常平坦的斜坡，在此位置，液體和顆粒的流速相似，遷移率分布變寬是最小的。的遷移率分布可以修正在靜止層獲得的遷移率分布的平均值。減少電滲的一種方法是在毛細(xì)管內(nèi)表面涂覆特定材料，以減少管壁的zeta電位。通常采用聚乙二醇-聚乙烯亞胺(PEG-PEI)涂層或嫁接，以顯著降低寬范圍pH、離子強(qiáng)度的電滲。當(dāng)作為常規(guī)程序時(shí)，需要進(jìn)一步證明涂層的穩(wěn)定性和易用性。避免電滲的另一種方法是使用高頻率極性變化的直流電場(chǎng)(>10Hz)。主要的想法是，液體比顆粒需要更長(zhǎng)的時(shí)間到達(dá)終點(diǎn)速度。對(duì)于非移動(dòng)的顆粒到達(dá)它們的電泳速度的加速時(shí)間在納秒到微秒的范圍內(nèi)，但對(duì)于液體它是在分秒的范圍內(nèi)，如果電場(chǎng)極性變化迅速，液體是靜態(tài)的，就可消除電滲的影波，不可避免地降低了頻譜分辨率。這使頻譜變得復(fù)雜，特別是對(duì)于多分散性的流動(dòng)材料。可采用普通直流測(cè)量和高頻電場(chǎng)反轉(zhuǎn)測(cè)量相結(jié)合的方法，高頻場(chǎng)反轉(zhuǎn)測(cè)量得到樣品的移動(dòng)平均值，直流測(cè)量得到無GB/T32671.2—2019/ISO13099-2:2012[1]Reuss,A.Mem.Soc.Imp.D.Moscow1807,11,p.327.[2]Zsigmondy,R.Colloidsandtheultramicroscope.NewYork,NY:Wiley,1914.[3]Gittens,G.J.,James,A.M.Animprovedmicroelectrophoresisapparatusandtechniqueforstudyingbiologicalcellssurfaces.Anal.Biochem.1960,1,pp.478-485.[4]Goetz,P.J.,Penniman,J.G.Anewtechniqueformicroelectrophoreticmeasurements.Am.Lab.1976,8,pp.21-30.[5]Goetz,P.J.System3000automatedelectrokineticanalyzerforbiomedicalapplications.In:Schutt,W.,Klinkmann,H.,editors.Cellelectrophoresis.NewYork,NY:deGruyter,1985,pp.41-55.[6]O'Brien,R.W.,Cannon,D.W.,Rowlands,W.N.Electroacousticdeterminationofparticlesizeandzeta-potential.J.ColloidInterfaceSci.1995,173,pp.406-418.[7]Sutherland,W.H.,Pritchard,J.A.V.Animprovedapparatusformicro-electrophoresis.In:Preece,A.W.,Sabolovic,D.,editors.Cellelectrophoresis:Clinicalapplicationandmethodology.Elsevier,1979,pp.421-31.[8]Xu,R.Particlecharacterization:Lightscatteringmethods.Chapter6.Dordrecht:Kluwer,2000,pp.299-343.[9]Xu,R.Progressinnanoparticlescharacterization:Sizingandzeta-potentialmeasurement.Particuology2008,6,pp.112-115.[10]Xu,R.Methodstoresolvemobilityfromelectrophoreticlaserlightscatteringmeasurement.Langmuir1993,9,pp.2955-2962.[11]Miller,J.F.Thedeterminationofverysmallelectrophoreticmobilitiesinpolarandn