IG-1000

詳細說明

至單一納米顆粒區域

IG-1000榮獲Pittcon2009“撰稿人獎”銅獎

IG-1000 單納米粒度測定裝置:超越單納米區域,深入亞納米區域。

該儀器采用誘導光柵(IG)方法,這種全新的方法基于利用雙向電泳和衍射光現象測量來實現納米范圍粒度的測定。

對于納米顆粒的測量,常規方法采用動態光散射方法,但對于小于100納米的粒子,光將被分散,強度急驟減弱。此外,在單納米粒度區域(例如,粒度小于10納米),物理限制使得很難探測到散射光,因此粒度的測量也會變得困難。IG方法不使用散射光,所以它不受物理限制,并且它不需要輸入折射率作為測量條件。因此它使得納米粒子的測量變得簡易,并具有高靈敏度,尤其是對單納米顆粒粒子分析非常有效。

單納米粒子的高靈敏度分析

誘導光柵技術使用粒子形成的衍射光柵發射出的衍射光,而不是粒子發射出散射光,因此,即便在單一納米顆粒區域,也可獲得充足的信噪比,重復性好,測量穩定。

耐污染

新的測量原理耐受污染,即使樣品混雜了少量異物,要分析的微粒信息也應可靠有效。這意味著以去除粗顆粒為目的樣品過濾是不需要的。

高重現性

穩定的數據。特別是粒度小于10 nm的微粒具有高重復性,避免了單納米顆粒區域內顆粒分析的不確定性和模糊性。同時,可利用衍射光的原始數據進行測量間的比較,藉此可粗輕松的驗證測量結果。

什么是“誘導光柵法”?

納米粒子在介質中的折射率的變化量受其濃度影響。因此,如果在外力的作用下讓顆粒在介質中形成周期性變化的顆粒濃度分布,形成類似光柵的的形狀,那么它將起到衍射光柵的作用。如果除去外力,隨著粒子的分散,光柵也會消失。具體到IG方法,是通過出去外力后,粒子聚集形成衍射光柵逐漸消失所引起的衍射光強度的變化的強度和時間來測定粒子粒徑的。

由雙向電泳形成的微粒的衍射光柵

交變電壓被應用于周期性排列的電極上,電場作用下微粒在液體中電泳并形成周期性濃度分布,聚集的微粒形成了衍射光柵。雖然微粒的周期濃度分布起到衍射光柵(粒子濃度光柵)的作用,但是如果停止交流電壓,粒子將自由擴散并使光柵隨之消失(專利申請中)。

IG方法要點

獨特的電極設計實現了準確的測定

周期性排列的電極本身也作為一種衍射光柵。而電極衍射光柵產生的衍射光比顆粒濃度衍射光柵產生的衍射光弱,為了精確測量由顆粒濃度衍射光擴散造成的主要衍射光的變化,需確保兩種衍射光柵的產生衍射光的位置不重合。為了達到這個目的,電極設計如圖所示修改,以便電極衍射光柵的間距為顆粒濃度光柵的一半(專利申請中)。

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以下數據采用IG-1000單納米粒度測定裝置測定多種實際樣品得到。

富勒醇

富勒醇是單納米粒徑范圍內的一種典型的材料,使用 IG-1000可實現高重現性性的測定。

寬分布的二氧化硅樣品

即使樣本分布很寬,測定結果也不會向較大粒徑的偏移,小粒子的存在可被精確的捕捉到。

含污染物的樣品

測量結果不受極少量的污染物影響。(示例表明在粒徑分布為50納米的樣品中混有1%的1-μm 粒子的測定結果)

混合試樣分析

混合試樣可被準確的測定。IG方法采用由粒子產生的衍射光柵擴散,所以信號尺寸不取決于粒度。這意味著混合樣品的評估是可行的。如果是基于散射光的測定方法,即使體積相同,信號尺寸與粒徑立方成比例,所以混合試樣評估比較困難。

硅膠

聚苯乙烯膠乳

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規格

IG-1000

測量原理

誘導光柵(IG)方法

測量范圍

0.5~200 nm

測量時間

30秒(從測量開始到得到結果)

樣品液體體積

250 ~300 µL

測量組件

光源

半導體激光(波長:785nm;輸出:3mW)

接收光組件

光電二極管

批式池(材料:高耐火玻璃*1)

輸出端

串口輸出(連接器型號:D-Sub,25針,陰極)

溫度設置范圍

7°C~40°C(池底座溫度設置范圍*2)

操作環境

溫度:15°C ~ 35°C

濕度:

20% to 80%(無冷凝)

電源

AC 115 或 230 V ±10%

尺寸及重量

600 (W) x 400 (D) x 200 (H) mm 大約15kg

*1: 不得可能造成耐熱玻璃受損的溶劑。
*2: 只要樣品液體導電性不超過400 μS/cm,就可進行測量。(例如:鹽水和海水只有在被較大稀釋的情況下才能用于測量)

安裝所需零件

微量吸液管 用于將樣品注入池內。微量吸液管量程200 µL,精確度為5%。

*由日本島津公司作為專用配件出售,如需要可從島津訂貨。

IG-1000榮獲Pittcon2009“撰稿人獎”銅獎

在Pitton2009年展會上,島津IG-1000榮獲年度撰稿人獎銅獎。這是一項相當出色的成就,因為有1100多個公司公開展出數以萬計的產品。IG-1000利用新技術測量納米顆粒,這一創新方法被稱為誘導光柵法。相比當前動態光散射(DLS)技術,這項新技術有三項主要優勢。首先,當測量1納米的粒子和100納米粒子時,其靈敏度相同。采用DLS,測量1納米粒子的靈敏度要比100納米粒子的要弱100萬倍。此外,粒子團聚和污染的干擾明顯減少或消除。后面這兩種干擾是DLS方法最主要的問題。其他方法如透射電子顯微鏡法(TEM)與島津IG-1000相比耗費時間,并且價格昂貴。

照片為Eillen M. Skelly Frame博士(國際科學交流編輯)為Haruo Shimaoka博士頒獎 (島津粒度產品經理)。圖片左側為Stefan Fritsch(儀器新聞)和 Bob Clifford博士(島津工業業務部門經理),右側為Yang Yanyin博士(島津產品專家)、Brian Howard (出版商及主編,國際科學交流交流股份有限公司)


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