Zeta電位被用來測量膠體分散體的穩(wěn)定性。它的基礎(chǔ)是電勢與粒子表面的電荷成比例。Zeta電位越大，粒子間的斥力就越強(qiáng)。如此大的斥力使擴(kuò)散的粒子不會(huì)隨機(jī)碰撞在一起形成聚集體。zeta電勢的測量在其他方面也很有用。在本文中，zeta電位被用來測試將血液分離成不同組分的儀器。紅細(xì)胞比白細(xì)胞有更大的表面電位。觀察到，隨著各部分白細(xì)胞濃度的升高，平均zeta電位降低。

Nicomp 380 ZLS使用電泳技術(shù)來測量分散體系的zeta電位。zeta電勢定義為粒子在剪切面上的電勢。這個(gè)平面是靠近表面的距離，在這個(gè)距離之下，周圍的溶劑分子和反離子隨粒子移動(dòng)。因此，在顆粒表面和剪切平面之間包含著所有的相關(guān)表面基團(tuán)、溶劑分子、反離子、表面活性劑和污染物，它們一起作用，屏蔽了實(shí)際的表面電位。因?yàn)楸砻娴膠eta電位，它會(huì)很容易受到稀釋劑條件的影響，即pH值、離子強(qiáng)度、化學(xué)成分和污染程度。

測量是通過將兩個(gè)電極浸入包含樣品的試管(開放式電池設(shè)計(jì))并施加適當(dāng)?shù)碾妶鰜磉M(jìn)行的。電場中的粒子如果帶電荷，就會(huì)沿著電場線以一定的速度向帶相反電荷的電極移動(dòng)。這些粒子的速度或遷移率是通過測量散射激光束相對于參考信號的多普勒位移來獲得的。通過Smoluchowski近似(對高導(dǎo)電性液體中的大粒子有效)，速度或遷移率與zeta電位直接相關(guān)。

與傳統(tǒng)的封閉檢測池設(shè)計(jì)相比，開放式檢測池布局有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。封閉的檢測池受到電滲透現(xiàn)象的困擾，電滲透現(xiàn)象是由于檢測池表面帶電而產(chǎn)生的液體運(yùn)動(dòng)。當(dāng)粒子在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，液體的運(yùn)動(dòng)影響了它們的觀測速度。在毛細(xì)管中有一個(gè)液體的運(yùn)動(dòng)接近于零的位置，因此激光照射的視野體積將是在液體不運(yùn)動(dòng)而粒子的速度將接近電場的這個(gè)區(qū)域。這意味著在使用封閉單元的儀器的正常操作，用戶必須將激光對準(zhǔn)所謂的“固定平面"，以便進(jìn)行測量。這使得測量非常繁瑣。在380zls中使用的開放單元是不受電滲透的影響，因?yàn)榧?xì)胞壁遠(yuǎn)離電極和移動(dòng)的粒子。所以使380zls意味著無需激光對準(zhǔn)。檢測池的位置不再是關(guān)鍵。由于使用便宜的一次性比色皿作為檢測池，可以消除交叉污染并省去清洗步驟，儀器的操作進(jìn)一步簡化。通常，zeta電位通過在幾個(gè)類似樣品中以相同稀釋劑條件進(jìn)行檢測，即pH發(fā)生變化時(shí)。使用這種方法，可以得知取得zeta電位值的要求。假設(shè)當(dāng)粒子之間存在的斥力時(shí)，色散將是穩(wěn)定的。但是zeta勢在大分子化學(xué)領(lǐng)域也有很大的意義。例如，生產(chǎn)基因治療藥物的生物技術(shù)公司需要確定DNA是游離的還是被包裹在能夠穿過細(xì)胞壁的載體(例如脂質(zhì)體)中。細(xì)胞膜的整個(gè)運(yùn)輸區(qū)域依賴于電荷。

本文從一種將血液分離成不同成分的儀器中獲得了幾個(gè)血細(xì)胞樣本。這些細(xì)胞成分從主要含有紅細(xì)胞到主要含有白細(xì)胞。圖1包含了從其中一個(gè)分?jǐn)?shù)得到的功率譜的例子。

下圖中包含兩個(gè)光譜，一個(gè)是在電場關(guān)閉時(shí)采集的參考光譜，另一個(gè)是在通電時(shí)采集的參考光譜。第二個(gè)峰由于粒子沿電場線運(yùn)動(dòng)的速度而發(fā)生了一定的位移。

圖1:分?jǐn)?shù)4得到的Zeta電位功率譜

圖2包含了每個(gè)分?jǐn)?shù)(4到9)的zeta電位圖，只是為了更好地說明總體趨勢。很明顯，每個(gè)連續(xù)的分?jǐn)?shù)(從4到9)的zeta電位的負(fù)值更小。白細(xì)胞的移動(dòng)性比紅細(xì)胞小(回想一下zeta電位與移動(dòng)性成比例)。所以zeta電位數(shù)據(jù)表明，從第4部分到第9部分，白細(xì)胞的相對濃度增加。這與從其他測量中獲得的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。

 圖2:每個(gè)血液組分的Zeta電位圖

該數(shù)據(jù)表明，Nicomp 380 zls可以用于獲得較大顆粒(大于5微米)的zeta電位值。介紹了其在血液成分分離和血液細(xì)胞聚集研究中的應(yīng)用。