Was ist die Zetaabweichung?

Zetasizer: Was ist die Zeta-Potential-Abweichung?

Der Bericht der Malvern Zetasizer-Software zum Zeta-Potential zeigt einen Parameter mit dem Namen Zetaabweichung. Sie können diesen Parameter direkt unterhalb des mittleren Zeta-Potentials im Standardbericht Zeta-Potential(M) sehen.

Das mittlere Zeta-Potential resultiert aus der Fast Field Reversal (FFR) Phasenanalyse-Lichtstreutechnik (PALS).

Die Fast Field Reversal liefert eine einzelne Zahl aus der Analyse. Diese Zahl ist das mittlere Zeta-Potential. Die Slow Field Reversal [auch einfach „SFR“] ergibt die Zeta-Verteilung, eine Verteilung von verschiedenen Ladungswerten aus dem Probenmaterial.

Wenn Sie eine vollständige Zeta-Verteilung erhalten, können wir dann die Bin-Werte der Verteilung nutzen, um eine Gesamtabweichung des Mittels abzuleiten. Das Mittel (von SFR) ist definitionsgemäß das gleiche wie das von FFR.

Diese Abweichung ist daher nur verfügbar, wenn es eine Verteilung gibt, und somit ist sie nur verfügbar, wenn eine Slow Field Reversal-Messung durchgeführt wurde.

Drei verschiedene Analysemethoden

Die Zetasizer-Software hat drei verschiedene Analysemethoden für Zeta-Potential-Messungen:

1. Die erste und einfachste Methode ist die monomodale Analyse. Diese Analyse wendet nur ein schnell wechselndes elektrisches Feld an (von etwa 20 Hz). Ein anderer Name dafür ist Fast Field Reversal oder FFR. Sie wird nur ein mittleres Zeta-Potential erhalten.
2. Die zweite Technik wird Allzweckanalyse genannt. Diese wendet eine Kombination von Fast Field Reversal (FFR) und Slow Field Reversal (SFR) an. SFR wendet ein konstantes Feld für etwa 0.6 Sekunden in eine Richtung an, gefolgt von der umgekehrten Feldrichtung. Es gibt eine kurze Ruhepause von 0.2 Sekunden ohne angelegtes Feld dazwischen. Sie wird sowohl ein mittleres Zeta-Potential als auch eine Zeta-Potential-Verteilung erhalten. Wir empfehlen, diesen Allzweckmodus nur bis zu 150 mM Salz zu verwenden. Der Grund für die Einschränkung ist, dass in hochsaltigen Lösungen Joule-Heizung und andere negative Einflüsse die Probe beschädigen könnten.
3. Der dritte und intelligenteste Analysemode ist der Auto-Modus. Mit dieser Einstellung entscheidet ein Algorithmus in der Software automatisch, ob eine Allzweckanalyse [sowohl FFR als auch SFR] oder eine monomodale [nur FFR] Analyse durchgeführt wird. Die Software entscheidet basierend auf der gemessenen Leitfähigkeit der Probe. Wenn die Leitfähigkeit der Probe höher als fünf Milli-Siemens pro Zentimeter (5 mS/cm) ist, wird die Software nur eine Fast Field Reversal anwenden, mit anderen Worten erscheint dann nur ein mittleres Zeta-Potential.

Der bevorzugte Standardmode ist der Auto-Modus. Für weitere Details lesen Sie die Technische Notiz „Zeta-Potential – eine Einführung in 30 Minuten„. (Diese technische Notiz war historisch auch unter dem Titel „MRK654-01 Zeta Eine Einführung in 30 Minuten“ in einigen älteren Malvern-Verweisen zu finden.)

Wie kann ich mir ein Bild von der Qualität meines Zeta-Ergebnisses machen?

Wir empfehlen, dass Sie den Zeta-Qualitätsbericht in Betracht ziehen. Wenn es keine negativen Hinweise auf Probleme mit den Phasendaten gibt, sollte das Ergebnis zuverlässig sein.
Ein weiterer nützlicher Vorschlag ist, wiederholte Messungen anzusehen. Beim Hervorheben von mehreren Einträgen zeigt die Software das Mittel und die Standardabweichung der hervorgehobenen Werte an. Sie können diese am unteren Rand der Registerkarte „Aufzeichnungen“ einsehen. Mit dieser Information ist es einfach, eine Standardabweichung und somit eine Fehlerbestimmung der Aufzeichnungen zu erhalten. Dies ist die beste Methode, um eine Standardabweichung für monomodale Analyseergebnisse zu bewerten.

Welche typischen Werte sind für die Zetaabweichung des Zeta-Potentials zu erwarten?

Es wird zunehmend schwieriger, Zeta-Potentialwerte nahe der Ladungsneutralität zu messen. Eine gute Faustregel ist, etwa 10% des Mittelwerts als Zetaabweichung zu erwarten. Allerdings, wenn man sich der Null nähert, wird diese Abweichung wahrscheinlich etwa zwei Millivolt (2mV) oder größer sein. Als Orientierung ist eine gute Erwartung für eine Zeta-Potential-Abweichung 10% oder 2 mV – je nachdem, welcher Wert größer ist. Eine andere Möglichkeit, die typischerweise erreichbaren Zeta-ζ-Abweichungen auszudrücken, wäre ein σ von 10% relativ, aber nicht weniger als 2 mV.

Hilfe: Warum gibt es keine Zeta-Abweichung? Warum gibt es keine Zeta-Verteilung?

Wenn die Messung nur FFR = Monomodale Analyse durchführt, wird keine Zeta-Potential-Verteilung erhalten (da dies SFR erfordert). Dies kann entweder passieren, weil Sie es im Experiment speziell angefordert haben oder aufgrund der Leitfähigkeit Ihrer Probe, die höher als der Schwellenwert im Automatikmodus ist. Da es keine Zeta-Verteilung gibt, gibt es keine Standardabweichung des Mittels (und somit keine Zeta-Abweichung), und Sie können dies als 0,00mV im Standardbericht Zeta-Potential (M) im Softwarefenster feststellen.

Um eine Vorstellung vom ‚Fehler im Zeta‘ zu bekommen, führen Sie eine Reihe von wiederholten Messungen durch, um sich die Statistik (d.h. das Mittel und die Standardabweichung) des mittleren Zeta-Potentials anzusehen. Sollte es in der Aufzeichnungsansicht keine Statistikleiste geben, fügen Sie sie hinzu, indem Sie die Registerkarte „Aufzeichnungsansicht“ auswählen und dann im Hauptmenü „Ansicht – Statistikleiste“ auswählen und in den Feldern Mittel, Standardabweichung und Re

lative Standardabweichung ein Häkchen setzen. Die Statistiken für alle hervorgehobenen Aufzeichnungen werden dann in den drei grauen Zeilen unten im aktiven Fenster angezeigt.

Hilfe: Phasendaten sind gut, Verteilungsdaten schlecht?

Wenn der Zeta-Qualitätsbericht anzeigt, dass „Phasendaten gut sind“, ist das Ergebnis der FFR = monomodalen Analyse zuverlässig. Sie können also weiterhin den mittleren Zeta-Potentialwert verwenden. Die Verteilungsdaten stammen aus dem SFR-Teil. Wenn diese Verteilungsdaten schlecht sind, ist die Verteilung nicht zuverlässig. Dies kann beispielsweise passieren, wenn die Probe besser für die monomodale Analyse geeignet ist. (Beispiele sind auch zu hohe oder zu niedrige Probendichte oder hohe Leitfähigkeit). In vielen Fällen sollte der Automodus dies handhaben, aber manchmal kann er das nicht.

Ein besonders ungewöhnlicher Zustand ist die Meldung „Phasendaten schlecht, Verteilungsdaten gut“. Diese Meldung zeigt im Grunde, dass die Rohphasendaten schlecht sind, aber dass die daraus abgeleitete Verteilung in Ordnung aussieht. Oft ist dies höchstwahrscheinlich ein Artefakt und führt nicht zu wiederholbaren Verteilungsdaten.

Was sind die Gesamtanzählungen in meiner Zeta-Potential-Verteilung?

Die Zeta-Verteilung ist eine auf Intensität basierende Verteilung. Sie stellt dar, wie viel Licht (oder Streuintensität oder Photonenanzahl) zum Signal aus den verschiedenen scheinbaren Zeta-Potential-Bins (oder Klammern) beigetragen hat. Das bedeutet wiederum, dass alles in der Probe, das mehr Licht streut, proportional mehr zur Verteilung beiträgt. Diese Intensitätsverteilung ist unterschiedlich zu einer Zahlverteilung oder einer Volumenverteilung. Für Größenverteilungen ist dies eine Frage, die wir häufig bekommen, siehe Blog mit einem Link zur entsprechenden technischen Notiz. Für Zeta-Potential ist diese Frage jedoch selten.

Am häufigsten ist nur das mittlere Zeta-Potential relevant, das einen Gesamtdurchschnitt (Intensitätsmittelwert) der Zeta-Potential-Werte darstellt. Das mittlere Zeta für die obige Verteilung war -68.6 mV± 6.5 mV.

Hoffentlich beseitigt das oben Gesagte einige Verwirrungen über die Zeta-Potential-Abweichung in der Zetasizer-Software.

Früher

• Zeta-Abweichung größer als der Mittelwert – Wie kann das sein?
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