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BeNano 180 Zeta Max 나노 입자 및 제타 전위 분석기

0.3nm ~ 15μm까지 나노 입자 크기 및 제타 전위 분석을 정밀하게 측정하는 고감도 분석기

BeNano 180 Zeta Max는 Dynamic Light Scattering (DLS)과 Electrophoretic Light Scattering (ELS) 기술을 기반으로, 나노 입자의 크기 및 제타 전위를 0.3nm부터 15μm까지 측정할 수 있는 고감도 분석기입니다.

이 제품은 바이오, 제약, 화장품, 나노소재 분야에서의 연구 및 개발에 최적화되어 있습니다. 또한, 초소형 샘플(20μL)도 정확하게 분석할 수 있어 소량 샘플로도 높은 정확도를 제공합니다

BeNano 180 Zeta Max – 고정밀 나노 입자 분석과 제타 전위 측정

  • 고감도 분석: 0.3nm ~ 15μm 측정

  • 최소 샘플 용량: 3~5μL만 필요하여 적은 샘플로 정밀한 크기 측정 가능

  • 온도 제어: 실험 조건에 맞는 정밀 온도 제어 제공

  • 자동 최적화 모드: 사용자가 쉽게 설정하고 분석할 수 있는 직관적인 소프트웨어

  • 넓은 적용 분야: 제약, 바이오, 화장품, 나노소재 산업에 최적화

1. 사이즈 측정

동적 광산란(DLS)은 광자 상관 분광법(PCS) 또는 준탄성 광산란(QELS)이라고도 하며 분산에서 입자의 브라운 운동을 분석하여 입자 크기를 결정하는 데 사용되는 기술입니다.
DLS는 입자 크기를 속도와 연관시키는 브라운 운동의 원리에 기반합니다.
작은 입자는 더 빨리 확산하는 반면 큰 입자는 더 느리게 움직입니다.
입자의 산란 강도는 애벌랜치 포토다이오드(APD)로 감지한 다음 상관 함수로 변환합니다.
이 상관 함수에서 수학적 알고리즘을 적용하여 확산 계수(D)를 얻을 수 있습니다.
수력학적 직경(D H )과 분포는 확산 계수를 입자 크기와 연관시키는 스토크스-아인슈타인 방정식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

2. 제타 전위 측정

수용액 시스템에서 하전된 입자는 내측 스턴층과 외측 전단층을 형성하는 반대 이온에 둘러싸여 있습니다.
제타 전위는 전단층 계면에서의 전기적 전위입니다.
제타 전위가 높을수록 현탁액 시스템의 안정성이 높아지고 응집이 적음을 나타냅니다.
전기영동 광산란(ELS)은 산란광의 도플러 이동을 통해 전기영동 이동도를 측정하며, 이는 헨리 방정식을 통해 시료의 제타 전위를 결정하는 데 사용될 수 있습니다.

콜로이드 안정성

안정된 입자계

  • 입자의 높은 반발력
  • 높은 제타 전위

불안정한 입자계

  • 응집, 응집, 침전
  • 낮거나 0인 제타 전위

3. 분자량 측정

정적 광산란(SLS)은 레이리 방정식을 사용하여 샘플의 중량 평균 분자량(Mw)과 2차 비리얼 계수(A2)를 계산하기 위해 산란 강도를 측정하는 기술입니다.

여기서 c는 샘플 농도, θ는 검출 각도, Rθ는 산란광과 입사광의 강도 비율을 θ 각도에서 특성화하는 데 사용되는 레일리 비율, Mw는 샘플의 중량 평균 분자량, A2는 두 번째 비리얼 계수, K는 (dn/dc)²와 관련된 상수입니다

특징 및 이점

  • 비침습적 기술
  • 액체에 용해된 입자에 적합
  • 30nm보다 작은 샘플의 분자량 측정
  • 분자 간 상호 작용을 나타내는 두 번째 비리얼 계수 A2를 제공합니다. 

4. 미세유변학 측정

동적 광산란 미세유변학(DLS 미세유변학)은 동적 광산란을 이용하여 유변학적 특성을 측정하는 경제적이고 효율적인 기술입니다.
콜로이드 추적 입자의 브라운 운동을 분석함으로써, 일반화된 스토크스-아인슈타인 방정식을 이용하여 점탄성 계수, 복소 점도, 크리프 컴플라이언스와 같은 시스템의 점탄성 특성에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.

특징 및 이점

  • 연구 중인 재료 내에서 추적 입자의 열 구동 운동을 측정하여 유변학적 거동을 조사합니다. 
  • 단일 측정으로 광범위한 주파수 범위 측정을 용이하게 합니다. 
  • 희석되고 구조가 약한 용액에 적합
  • 간편한 조작으로 1~2분 안에 빠른 결과를 제공합니다.
  • -15°C ~ 120°C의 광범위한 온도 범위에서 유변학적 통찰력을 제공합니다.
  • 기존의 기계적 유동학을 보완합니다.

5. 유량 모드 측정

DLS 유동 모드는 복잡한 다분산 시스템의 고해상도 크기 결과를 제공합니다.
GPC/SEC 또는 FFF 와 같은 전단 분리 장비와 결합하면 입자는 단분산 분획으로 분리되어 크기 순서대로 BeNano를 통과합니다.
각 분획의 크기는 지속적으로 측정되고 합산되어 고해상도 크기 분포를 도출합니다. 

BeNano는 RI 또는 ​​UV 신호를 수집하여  일괄 모드 측정에 비해 알고리즘에 관계없이 더욱 정확한 부피 및 수량 분포를 제공합니다.

특징 및 이점

  • GPC/SEC, FFF 등에 연결되는 DLS 분석기
  • RI, UV 또는 기타 감지기에서 최대 3개의 신호 수신 
  • 밴드 확장을 방지하기 위한 27 μL 저용량 유동 셀
  • 최대 1.3 : 1의 높은 크기 해상도
  • 강도뿐만 아니라 숫자와 볼륨에 따라 가중치가 부여된 크기 분포
  • 단백질, 폴리머 등 복잡하고 다분산된 시스템에 적합합니다.

6. 온도 추세 측정

특징 및 이점

  • -15°C ~ 120°C까지 프로그래밍된 온도 추세 측정 
  • 다양한 온도에서 입자 크기와 제타 전위를 분석하는 데 중요합니다.
  • 단백질 제형 안정성의 간편한 검사 
  • 고온 시뮬레이션을 통해 실시간 노화를 가속화합니다.
BSA 단백질의 크기 대 온도 추세 측정

7. 투과율 측정

특징 및 이점

  • 샘플을 통과하는 빛의 세기를 감지하여 투과율을 빠르게 측정합니다.
  • 최소 3 μL의 샘플 용량이 필요합니다.
  • 산업 제품의 배치 일관성을 평가하기 위한 민감 지표
  • 샘플 불안정성을 식별하기 위한 정량적 도구
투과율 측정 모니터링 샘플 불안정성

8. 굴절률 측정

BeNano 180 Zeta Max는 뛰어난 정밀도로 액체의 굴절률(RI)을 측정할 수 있습니다. 

특허받은 쐐기 모양의 큐벳이 액체 샘플을 담고, CMOS 검출기는 액체를 통과한 후 빛의 경로가 휘는 것을 측정하여 RI를 계산합니다.

특징 및 이점

  • 특허받은 기술은 1.2~1.6의 넓은 굴절률 범위를 지원합니다.
  • 2개의 교정 참조만 필요하며 외삽에 적합한 선형 교정을 활용합니다.
  • 추적 입자나 점도에 대한 사전 지식이 필요하지 않습니다.
  • 굴절률이 알려지지 않은 분산제에 대한 DLS 및 ELS 측정이 가능합니다.
  • 유기용매와 수성용매 모두에 적합
굴절률이 알려진 두 기준 물질의 광점 위치를 측정하여 교정 곡선을 만든 다음, 이를 사용하여 알려지지 않은 샘플의 굴절률을 결정합니다.

9. 농도 측정

BeNano는 특허받은 LEDLS 기술을 통해 각 집단의 입자 부피 분율과 밀리리터당 입자 수 농도(particles/mL)를 측정합니다. 

입사광은 시료를 통과하여 광전 다이오드 검출기에 도달하고, 광전 다이오드 검출기는 투과된 세기를 기록합니다.
이 세기를 공시료 용액의 세기와 비교하고, 동적 광산란을 통해 얻은 입자 크기 분포와 데이터를 결합하여 입자 농도를 측정합니다.

특징 및 이점

  • 단일 각도 감지로 빠른 측정이 가능합니다.
  • 교정이 필요 없어 샘플 준비가 간소화됩니다.
  • 스크리닝 유형 측정에 이상적
  • 수성 및 유기 샘플 모두에 적합
개별 인구 농도를 분석함으로써 사용자는 샘플 준비, 제형 조정 또는 추가 분석에 대한 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있습니다.

10. 침전물 크기 측정

BeNano 180 Zeta Max는 침전법을 기반으로 입자 크기 결과를 제공합니다. 입자의 침전 속도는 입자 크기와 직접적인 관련이 있으며, 입자가 클수록 더 빨리 침전됩니다.
PD 검출기는 시간 경과에 따른 투과 강도 변화를 모니터링하여 최대 50마이크론 크기의 입자 크기와 분포를 측정할 수 있습니다.

침전법의 개략도

특징 및 이점

  • 최대 50μm까지 크기 측정 범위 확장 
  • 나노입자와 미립자를 모두 포함하는 샘플에 적합하며 광범위한 분포 샘플의 요구 사항을 충족합니다.
  • 레이저 회절 결과와 일치하는 마이크론 크기 입자에 대한 볼륨 기반 크기 분포를 제공합니다.
  • 여러 피크에 대해 최대 1.5배 크기 해상도 달성
5μm + 10μm 폴리스티렌 혼합물

10. 침전물 크기 측정

BeNano 180 Zeta Max는 침전법을 기반으로 입자 크기 결과를 제공합니다. 입자의 침전 속도는 입자 크기와 직접적인 관련이 있으며, 입자가 클수록 더 빨리 침전됩니다.
PD 검출기는 시간 경과에 따른 투과 강도 변화를 모니터링하여 최대 50마이크론 크기의 입자 크기와 분포를 측정할 수 있습니다.

침전법의 개략도

특징 및 이점

  • 최대 50μm까지 크기 측정 범위 확장 
  • 나노입자와 미립자를 모두 포함하는 샘플에 적합하며 광범위한 분포 샘플의 요구 사항을 충족합니다.
  • 레이저 회절 결과와 일치하는 마이크론 크기 입자에 대한 볼륨 기반 크기 분포를 제공합니다.
  • 여러 피크에 대해 최대 1.5배 크기 해상도 달성
5μm + 10μm 폴리스티렌 혼합물

11. pH 자동 적정 측정

BAT-1 + 탈기 장치는 BeNano 180 Zeta Max와 완벽하게 통합되어 자동 산-염기 적정 및 등전점(IEP) 측정을 지원합니다.
이 시스템은 측정 중 시료 흐름을 자동으로 활성화하여 높은 효율, 일관되고 사용자에 의존하지 않는 결과, 그리고 정밀한 적정을 보장합니다.

적정액에서 용해된 기체를 제거하기 위한 탈기 장치(옵션)를 사용할 수 있습니다. 기포 발생을 방지하면 제타 전위 측정의 정확도가 향상됩니다.

특징 및 이점

  • pH 1~13까지 정확한 크기 및 제타 전위 분석 
  • 부식성 액체에 대한 노출을 최소화하여 안전성 향상 
  • 자동화된 워크플로는 교육 요구 사항과 연구자 작업량을 줄여줍니다. 
  • 수동 단계가 줄어들어 인적 오류가 최소화됩니다.
  • 각 측정 주기를 단 30분 만에 완료합니다.
  • 스마트 적정: 초기 pH와 목표 pH를 기반으로 소프트웨어를 통해 필요한 적정제를 자동으로 선택할 수 있습니다.
이 소프트웨어는 자동으로 크기와 제타 전위 대 pH 곡선을 생성하고 등전점(IEP)을 식별할 수 있습니다.

측정 모드 Measurement Modes

  • Backscattering Dynamic Light Scattering (후방산란 동적 광산란)
    90° 광학보다 더 많은 산란광을 수집하여 작은 입자에 대한 민감도를 향상시킵니다. 자동 조정 측정 위치는 최대 40% w/v 농도에서도 정확한 크기 측정을 보장합니다.

  • Phase Analysis Light Scattering (상 분석 광산란)
    약한 전기영동 신호에서 강한 신호까지 정확히 구별하여 제타 전위 측정을 우수하게 수행합니다. 특히 등전점 근처나 고염도 조건에서 뛰어난 성능을 발휘합니다.

  • Autotitrator & Degasser (자동 적정기 및 탈기기)
    BAT-1 자동 적정기는 pH 1에서 13까지 자동화된 적정을 지원합니다. 삼중 채널 탈기기와 연동되어 적정 중 공기 방울을 제거할 수 있습니다.

  • Novel 0° Detector Module (새로운 0° 탐지기 모듈)
    0°에 위치한 이 모듈은 포토다이오드와 CMOS 카메라를 사용하여 침강을 통해 굴절률, 농도 및 미세 입자 크기를 측정합니다.

  • Ultra-Low Sample Volume (초저용량 샘플)
    초기 연구에 적합하며, 모세관 크기 셀은 3~5μL만 필요하여 적은 샘플로 정밀한 크기 측정을 가능하게 합니다.

  • Adjustable Correlator Mode (조정 가능한 상관 모드)
    샘플 유형에 따라 짧은, 중간, 긴 시간 상관 모드를 설정할 수 있어 강력하고 적응 가능한 상관 함수 계산을 보장합니다.

  • Work in Combination with GPC/SEC or FFF (GPC/SEC 또는 FFF와의 결합 작업)
    흐름 모드를 사용하여 고해상도 크기 분석을 가능하게 합니다. BFC-1 신호 수집기는 GPC/SEC 또는 FFF의 RI 또는 UV 신호를 자동으로 수집하여 정확한 부피 가중 결과를 제공합니다.

  • Regulatory Compliance (규제 준수)
    ISO 22412와 ISO 13099 규격을 준수하며, IQ/OQ 도구와 FDA 21 CFR Part 11 지원 기능이 있어 규제 환경에서도 사용할 수 있습니다.

Dynamic Light Scattering (DLS)
– Applications
Electrophoretic Light Scattering (ELS)
– Applications
Static Light Scattering (SLS)
– Applications
DLS Microrheology
– Applications
1) 입자 크기 및 분포
폴리머, 콜로이드, 생체거대분자 등
2) PNIPAm 폴리머 등 열에 민감한 시스템에 대한 연구.
3) 중합공정 및 반응기구에 관한 연구
4) 자기조립, 중합 및 해중합 등의 반응 속도론적 분석
1) 콜로이드, 단백질, 나노금속 등을 포함한 입자 현탁액
2) 화학, 생물학, 수처리, 페인트 등의 산업
3) 제품 안정성 관리 및 모니터링
4) 서스펜션 시스템의 안정성 연구 및 제어
5) 표면 특성 및 개질 연구
1) 화학공학: 폴리머, 미셀 및 거대 분자의 특성화
2) 생명과학: 단백질, 폴리펩티드, 다당류의 특성 분석.
3) 의약품: 약물 및 생체거대분자의 응집 및 안정성에 관한 연구.
1) 폴리머 용액
2) 단백질 용액
3) 젤 시스템

 
Functionality Parameter BeNano 180 Zeta Max
Size measurement Size measurement range 0.3 nm – 15 μm*
Sample volume Sample volume 3 μL – 1 mL*
Detection angle Detection angles 90° & 173° & 11.2°
Analysis algorithm Algorithm types Cumulants, General Mode, CONTIN, NNLS
Upper limit of concentration range Maximum concentration 40% w/v*
Detection position Detection position Movable
Zeta potential measurement Detection angle 12°
Zeta potential measurement range Measurement range No actual limitation
Electrophoretic mobility Electrophoretic mobility > ± 20 μm·cm/V·s
Conductivity Conductivity range 0 – ≥270 mS/cm
Sample volume (Zeta) Sample volume 0.75 – 1 mL
Sample size Sample size range 1 nm – ≥120 μm*
Other measurements Molecular weight (Mw) measurement 342 Da – 2 × 10⁷ Da*
DLS microrheology measurement Microrheology data MSD, G’, G”, η*, J
Refractive index measurement Refractive index 1.2 – 1.6
Concentration measurement Concentration range 1 × 10⁸ particles/mL – 1 × 10¹² particles/mL*
Sedimentation particle size measurement Size range 1 μm – 50 μm*
System parameters Temperature control range -15 ℃ – 120 ℃, ± 0.1 ℃
Condensation control Condensation control Dry air or nitrogen
Laser source Laser source 50 mW Solid-state laser, 671 nm†, Class 1
Correlator Correlator channels Up to 4000 channels, 1011 linear dynamic
Detector Detector type Avalanche photodiode (APD)
Intensity control Intensity control range 0.0001% – 100%, manual or automatic
Dimensions (L x W x H) Dimensions 24.61 × 15.75 × 9.65 in (57.32 lb)
Power supply Power supply range AC 100 – 240 V, 50 – 60 Hz, 4A
Compliance Regulatory compliance 21 CFR Part 11, ISO 13321, ISO 22412, ISO 13099
* Dependent on samples and accessories    † 10mW 633 nm HeNe laser available on request

BAT-1 Autotitrator

BeNano 시리즈의 강력 추천 액세서리인 BAT -1 자동 적정기는 pH에 따른 제타 전위 분석 및 콜로이드 시스템의 등전점(IEP) 측정에 이상적인 선택입니다.
0.28 μL의 정밀도를 갖춘 고정밀 적정 펌프 3개가 장착되어 있으며, 최적의 적정제를 선택하고 적정 효율과 정확도를 최적화하기 위해 첨가량을 지능적으로 조절합니다.

특징 및 이점

  • 고정밀도와 빠른 피드백 속도를 갖춘 복합 전극
  • 고정밀 3원 적정 펌프
  • 높은 유량 용량과 높은 유량 속도를 갖춘 제어 가능한 페리스탈틱 펌프
  • 내부 자기 교반 시스템
  • SOP 운영
  • 교체 가능한 튜브
  • 부식 방지 설계
  • 일반용 전극
  • 지능화
  • 등전점의 결정

작동 원리

BAT -1 자동 적정기는 BeNano 시리즈와 함께 사용하여 넓은 pH 범위에서 제타 전위를 측정하도록 설계되었으며, 다양한 조건에서 제타 전위 및 시료 안정성에 대한 정보를 제공합니다. 작동 순서는 다음과 같습니다.

a) 검출할 시료와 적정제를 용기에 각각 준비합니다.

b) BeNano 소프트웨어에서 측정할 샘플의 양, 적정제 농도, 초기 pH, 목표 pH, pH 간격, 목표 pH 허용치 등을 설정하여 적정 SOP를 만들거나 편집합니다.

c) 측정을 시작하기 위해, 샘플은 자동 계산을 통해 첫 번째 pH 값에 접근하도록 적정되고, 제타 전위 측정을 위해 페리스탈틱 펌프에 의해 접힌 모세관 셀에 주입됩니다.

d). 최종 목표 pH에 자동으로 도달할 때까지 위의 절차를 반복합니다.

e) 제타 전위 대 pH의 전체 데이터와 추세 플롯을 저장하고 출력합니다.

f). 설정 pH 범위에 등전점이 포함되는 경우 등전점을 제공합니다.

BAT-1 자동 적정기 브로셔 다운로드

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