一直以来，高浓度样品Zeta电位检测都是市场需求。在电泳光散射技术中，由于需要散射光透过样品进入前向的检测器（通常角度在12-15°方向），样品的浓度不能过高。常用电极包括插入式电极（光程10mm）和毛细管构造电极（常见光程4mm），虽然毛细管电极的光程远低于插入式电极，具有一定的检测高浓度样品的能力，但是往往不能完全满足需求，而且毛细管电极最低样品量为0.75mL，也不能满足微量样品测试的需求。因此丹东百特开发了光程更短的高浓度电极，不但极大地提高了对高浓度样品的检测能力，而且所需样品量仅为～250μ L，电极成本相对较低，可抛弃。

图1. 毛细管电极（左图）和高浓度Zeta电位电极（右图）

在这篇应用报告中，我们使用丹东百特仪器公司最新推出的BeNano 180 Zeta Max纳米粒度及Zeta电位仪和高浓度电极检测了分散在水性环境中的脂肪乳的Zeta电位。

原理

电泳光散射技术ELS是利用激光照射样品溶液或悬浮液，检测前向角度的散射光信号。在样品两端施加一个电场，样品中的带电颗粒在电场力的驱动下进行电泳运动。由于颗粒的电泳运动，样品的散射光的频率会产生一个频移，即多普勒频移。利用数学方法处理散射光信号，得到散射光的频率移动，进而得到颗粒的电泳运动速度，即电泳迁移率μ。通过Herry方程，我们把颗粒的电泳迁移率和其Zeta电位ζ联系起来：

其中ε为介电常数，��为溶剂粘度，f（κα)为Henry函数，κ为德拜半径倒数，α代表粒径，κα代表了双电层厚度和颗粒半径的比值。

我们采用丹东百特公司的BeNano 180 Zeta Max纳米粒度及Zeta电位仪进行测试。仪器使用波长671 nm、功率50 mW的激光器作为光源，设置在12度角的APD检测器进行散射光信号采集。采用PALS相位分析光散射技术，可以有效检测低电泳迁移率样品的Zeta电位信息。

样品制备和测试条件

一个原浓度为20%的脂肪乳样品，通过加入蒸馏水稀释为不同浓度，采用毛细管电极和高浓度电极对样品进行比对检测。

测试在25℃下进行，每个浓度下，使用两种电极均进行三次检测，得到平均值和标准偏差。

测试结果和讨论

图2. Zeta电位随浓度变化曲线

检测结果如图2所示，不论是毛细管电极还是高浓度电极，在每个浓度下的检测结果重复性都很好，显示了较低的标准偏差。两个电极的Zeta电位都随浓度增大而降低。

Zeta电位随脂肪乳样品浓度增加而降低是由两个因素导致的：一是浓度增大后颗粒的电泳运动受限，受阻的电泳运动使检测结果降低；二是强烈的多重光散射也会导致检测值降低。

从结果可以看出，在浓度小于0.6%的范围内，两个电极的结果一致性较好；但是在浓度为0.6%～2%的范围内，毛细管电极的检测结果明显比高浓度电极低，这是由于多重光散射对结果的影响。在浓度6%以上，两个电极的结果都趋近于0，此时浓度太高，脂肪乳颗粒几乎无法有效进行电泳运动。

从结果可以看出，在一个宽泛的较高浓度范围（对于脂肪乳样品而言为0.6%～6%）内，高浓度电极的检测结果相较于毛细管电极更高，说明其受多重光散射的影响更小。使用高浓度电极可以有效提升设备对高浓度样品的检测能力和准确性。