Simplificação da Medição do Potencial Zeta através do M3-PALS

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Simplificação da Medição do Potencial Zeta através do M3-PALS 

Introdução

  O potencial zeta é uma medida da intensidade da repulsão ou atração entre partículas e é considerado um parâmetro importante em diversas indústrias, como a cervejaria, cerâmica, farmacêutica e tratamento de água.
No entanto, a medição do potencial zeta pode ser complicada e requer um certo nível de expertise para obter resultados precisos e confiáveis. A Malvern Instruments simplificou essa medição com a nova série Zetasizer Nano, além de melhorar a precisão das medições com a nova tecnologia de medição chamada M3 PALS.

  Compreender o potencial zeta de dispersões permite controlar as interações eletrostáticas destas, o que pode, por sua vez, controlar a estabilidade de emulsões ou dispersões. Isso é crucial para a eficácia, vida útil e desempenho do produto.

  Ao longo dos últimos 20 anos, a conscientização sobre a importância do potencial zeta aumentou, bem como as tecnologias e dispositivos disponíveis para medi-lo. No entanto, alguns desafios ainda permanecem, como a facilidade de uso dos dispositivos e a contaminação cruzada das amostras no próprio sistema.

  O sistema Zetasizer Nano aborda esses problemas ao medir o potencial zeta usando a tecnologia M3 PALS. Essa técnica de próxima geração combina a patenteada técnica de medição em Modo Misto (M3) com a estabelecida Dispersão de Luz de Análise de Fase (PALS). A combinação dessas técnicas permite medições mais precisas e simples, além de permitir o desenvolvimento da primeira célula descartável do mundo para a medição do potencial zeta, eliminando a contaminação cruzada.

PALS

  O PALS é uma variação de um velocímetro Doppler a laser (LDV). O LDV utiliza uma célula eletroforética clássica na qual um campo elétrico é aplicado, medindo a mobilidade das partículas através dos movimentos das partículas que causam mudanças na frequência da luz. A mobilidade medida é convertida em potencial zeta utilizando teorias estabelecidas. Essa técnica geralmente requer a aplicação de um campo elétrico elevado que pode causar problemas térmicos em amostras de alta condutividade.

  O PALS, sendo uma técnica muito mais sensível, determina as mudanças de frequência usando a informação contida na fase da luz espalhada. Apesar de utilizar o mesmo esquema óptico que o método LDV, a técnica usa um método diferente para processamento do sinal. A mudança de fase medida é diretamente proporcional à mudança na posição das partículas. Utilizando a fase, permite identificar resoluções de cerca de mil vezes maiores que a análise de frequência.

  A técnica PALS foi originalmente desenvolvida para melhorar a sensibilidade de medições em amostras de baixa mobilidade dinâmicas onde a mobilidade eletroforética é inferior a 10-8m2/sV, comum em meios aquosos. Esta técnica é normalmente aplicada sob a forma de um campo elétrico senoidal através de eletrodos de placas paralelas simples, e sua habilidade de distinguir mobilidade eletroforética de flutuações térmicas é especialmente útil quando a estabilidade térmica é difícil de alcançar devido ao aquecimento Joule.

Técnica de Medição M3-1

  O M3 é uma técnica relativamente nova que utiliza a eletroforese dentro de uma célula capilar para medir o potencial zeta. Isso é feito combinando a capacidade de medição ótima na camada estacionária (descrita abaixo) e a recentemente proposta técnica de reversão rápida de campo (FFR: Fast field reversal, descrita abaixo) para alcançar precisão e resolução sem precedentes.

  Se sujeitas a uma influência de campo elétrico, partículas ultrafinas de muito pouca massa inercial alcançarão velocidades terminais em micro-segundos. A velocidade real é determinada pela carga relacionada à partícula (potencial zeta), a viscosidade do meio e o campo elétrico aplicado.

 

Figura 1] Célula capilar mostrando a posição da camada estacionária