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FMS Nicomp 380 OL 在线纳米激光粒度仪

品牌：美国pss

型号：FMS Nicomp 380 OL 在线纳米激光粒度仪

产地：美国


适用于纳米载药、磨料、化学机械抛光液(CMP SLURRY)、陶瓷、粘土、涂料、污染物监测、化妆品、乳剂、食品、液体工作介质/油、墨水胶束

  • 技术参数
  • 性能特点
  • 应用范围
  • 相关下载

粒径检测范围

0.3nm-10μm

数字相关器通道数

1024

分析方法

动态光散射，Gaussian单峰算法和 Nicomp多峰算法

pH值范围

2-12

温度范围

0℃-90 ℃

激光光源

15mW,25mW,35mW,50mW,90mW激光光源（任选）

检测角度

90°

检测器

APD(雪崩二极倍增管，可7倍增益放大)

 可用溶剂

水相,绝大多数有机相

样品池

标准4 mL样品池（1cm×4cm，高透光，石英玻璃或塑料）；

1mL样品池（玻璃，高透光率微量样品池，最小进样量10μL）

分析软件

Windows 兼容软件；

验证文件

有

电压

220–240VAC，50Hz或100–120VAC，60Hz

计算机配置要求

Windows 7及以上版本windows操作系统，40Gb硬盘，2G内存，USB接口

外形尺寸

56 cm * 41 cm * 24cm

重量

约26kg（与配置有关）

配件

大功率激光二极管

PSS使用一系列大功率激光二极管来满足更多更苛刻的要求。使用大功率激光照射，以便从小粒子出货的足够的入射光。15mW, 35mW, 50mW, 100mW — 波长为635nm 的红色二极管。20 mW 50 mW 和 100 mW 波长为 514.4nm的绿色二极管。

雪崩光电二极管检测器（APD Detector）

提供比普通光电倍增管(PMT)高20倍的灵敏度。

自动稀释系统模块

将初始浓度较高的样本自动稀释至可检测的的浓度，可稀释初始固含量为50%的原始样品，本模块可免除人工稀释样品带来的外界环境的干扰和数据上的误差，此技术被用于批量进样和在线检测的过程中。


仪器型号：FMS Nicomp 380 OL

工作原理：动态光散射（Dynamic Light Scattering, DLS）

检测范围： 0.3nm-10.0μm


FMS Nicomp 380 OL在线纳米激光粒度仪（纳米粒度仪）使用动态光散射（Dynamic Light Scattering, DLS）原理，可以对纳米级别的分散体系进行测量获得粒度分布。PSS的Nicomp 380 OL系列机台结合了实验型机型（N3000）的优势，除传统的高斯分布外，更可以给出Nicomp多峰分布。动态光散射在线测量粒度的难题一是需要稀释，二是自动进样。PSS利用自动稀释技术成功解决了这两个难题，在纳米载药生产工艺中已有成功应用。其和实验室用机型一脉相承的数据处理软件更可以实现远程数据读取和分析，对关键工艺流程控制有独特优势。

 

技术优势

n 在线数据和实验室型机台数据一脉相承；

n 模块化设计便于维护和升级；

l 自动稀释模块；

l 自动进样系统；

n PMT&APD双检测器自由选配；

n 可搭配不同功率光源；

n 精确度高，最接近样品真实值；

n 快速检测，可以追溯历史数据；

n 结果数据以多种形式和格式呈现；

n 符合USP,CP等个多药典要求；

n 无需校准；

n 复合型算法：

l 高斯（Gaussion）单峰算法与Nicomp多峰算法自由切换


纳米载药在线监控背景


纳米药物研究近些年主要着重在药物的传递方向并发展迅猛，纳米粒的大小可以有效减少毒性和副作用。所以，控制这些纳米粒的粒径大小是非常必要的。以前我们检测产品的粒度大都是在实验室完成的，然而现在我们也可以在制备过程中可以进行在线检测。PSS粒度仪和某知名医疗公司在英国剑桥MA完成这一开拓性的实验创举——将动态光散射技术运用到药物纳米载体Accurins的生产线上。

此生物医药公司专门从事给将给药纳米载体Accurins(见图1)用于治疗癌症以及其他需要大量用药的重病。通过控制释放聚合物，靶向和传递医疗媒介的载体的能力，研发新颖的靶向疗法的纳米科技可行平台。


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图1：  Accurins 技术

 Accurins就是典型的由PLA-PEG聚合物（聚丙交酯—聚乙二醇）和API(药物活性成分)组成的80nm-120nm的纳米粒子，PLA聚合物部分提供了相对的疏水内芯来包裹斥水性的API药物成分,且PLA聚合物可生物降解。亲水性的PEG聚合物部分被用来覆盖住颗粒表面，以达到预期的摆脱调理素的作用（免疫）和血液循环时网状内皮系统里的细胞吞噬作用。80nm-120nm大小的纳米粒经由 血管时渗漏（加大渗透性和滞留时间以及顺磁共振作用），刚刚好可以聚集在肿瘤部位而不被脾脏过滤掉。这也是一个可以保持物理化学性能（载药量、控制释放、过程能力、包括最后无菌渗入和冻干）的尺寸大小。

 Accurins是通过高压均质来剪切油滴和水混合的分散相从而制备成纳米乳剂，控制乳滴粒径大小相当重要，因为它决定了最终药物产品的整个粒度分布。影响乳滴的大小因素很多，包括原料特性，配方，均质机的性能，和生产过程的设置参数等等。整个过程主要就是通过控制均质机的来调节批次的粒径大小。

  此生物医药公司目前在研究一款用于临床的产品-BIND-014，也是一种在研发的Accurins，它用于运载多烯紫杉醇（传递前列腺癌薄膜抗体PSMA）到实体瘤和癌细胞上面。这里所有试验都是围绕着BIND-014 Accurins来展开的。


动态光散射原理在线应用方案


动态光散射技术DLS数几十年一直是实验室里标配的检测粒度的仪器，但在线检测颗粒度的仪器却非常少。Particle Sizing System(PSS)美国PSS粒度仪公司现在为客户的生产线上提供了跟踪在线检测产品的粒度仪。PSS在线系统会随机从生产线上抽取一只样品，进行自动稀释以避免多重散射带来的影响，然后检测该样品，检测完后，继续不断地重复检测（如果2所示）。一个完整的检测循环大约需要2分钟， 这样就可以持续地将产品的粒度信息提供给监测整个生产操作的工程师。

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图2： 携带自动稀释的动态光散射DLS在线系统的简化图。



近十几年来，动态光散射技术（Dynamic Light scattering, DLS），也被称为准弹性光散射（quasi-elastic light scattering, QELS）或光子相关光谱法（photon correlation spectroscopy， PCS）,已经被证明是表征液体中分散体系的粒径分布（PSD）的极有用的分析工具。DLS技术的有效检测粒径范围——从5am（0.005微米）到10几个微米。DLS技术的优势相当明显，尤其是当检测到300nm以下亚微米的粒径范围时，在此区间，其他的技术手段大部分都已经失效或者无法得到准确的结果。因此，基于DLS理论的设备仪器被广泛采用用以表征特定体系的粒度分布，包括合成的高分子聚合物(如乳胶，PVCs等)，水包油和油包水的乳剂，囊泡，胶团，微粒，生物大分子，颜料，燃料，硅土，金属晶体，陶瓷和其他的胶体类混悬剂和分散体系。

应用动态光散射原理测量粒度分布，得到的一个累积结果，这决定了动态光散射仪比较容易实现在线检测的方式，但是测量过程中的浓度因素和自动进样缺限制了测量的精确性和便利性。

 

动态光散射（DLS）原理    


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图3：DLS系统示意图

最新的动态光散射方法（DLS）从传统的光散射理论中分离，不再关注于光散射的光强值，而关注于光强随着时间的波动行为。简单来说，我们在一定角度（一般使用90°角）检测分散溶剂中的混悬颗粒的总体散射光信息。由于粒度的扩散，光强值不断波动，理论上存在有非常理想化的波动时间周期，此波动时间和粒子的扩散速度呈反比例关系。我们通过光强值的波动自相关函数的计算来获得随时间变化的衰减指数曲线。从衰减时间常量τ，我们可以获得粒子的扩散速度D。使用Stokes-Einstein 方程式，我们最终就可以计算得出颗粒的半径（假定其是一个圆球形状）。

 

具体解释可以参考我司动态光散射仪器3000系列介绍资料。


动态光散射（DLS）的优缺点    



动态光散射仪器的优点是1）操作简单；2）不需要光学参数；3）不需要校准；4）容易实现在线检测；5）可检测纳米级别颗粒。但是其缺点在于：1）只能进行湿法检测；2）检测范围窄，只能检测亚微米级别颗粒；3）容易受浓度，温度等因素影响；4）基于数学模型计算得到结果，容易产生偏差。

针对其缺点，使用现代化的自动控制技术，引入自动稀释是必不可少的。


自动稀释原理    


动态光散射原理测量粒度分布很容易受浓度高低的限制，因为浓度过高，粒子之间会有多重光散射效应，导致检测结果不准确，浓度过低，采集到的信号弱且数量少，也会导致检测结果产生偏差。PSS粒度仪使用自动稀释机制，可以将样品稀释到目标浓度，然后再采集数据，从而实现高浓度样本的检测。

系统可以根据稀释倍数自动计算给出原样品颗粒浓度，解决了高浓度样品的检测难题，适合测试其他技术手段无法检测高浓度样本，更加适合测量样品量稀少且珍贵的样品。

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图4自动稀释原理图




纳米载药

纳米药物研究近些年主要着重在药物的传递方向并发展迅猛，纳米粒的大小可以有效减少毒性和副作用。所以，控制这些纳米粒的粒径大小是非常必要的。

涂料

涂料种类繁多，用途广泛。涂料的颗粒大小及粒度分布直接影响涂料的质量和性能。

污染物监测

粒度检测分析在产品的污染监测方面起着重要作用，产品的污染对产品的质量影响巨大。绝大多数行业都有相应的标准、规程或规范，必须严格遵守和执行，以保证产品满足质量要求。

化妆品

无论是普通化妆品还是保湿剂、止汗剂，它们的性能都直接与粒度的大小和分布有关。化妆品的颗粒大小会影响其在皮肤表面的涂抹性能、分布均匀性能以及反光性能。保湿乳液(一种乳剂)的粒度小于200纳米时才能被皮肤良好吸收，而止汗剂的粒度只有足够大时才能阻塞毛孔起到止汗的作用。

乳剂

乳剂是两种互不相溶的液体经乳化制成的非均匀分散体系，通常是水和油的混合物。乳剂有两种类型，一种是水分散在油中，另一种是油分散在水中。常见的乳剂制品有牛奶（水包油型）和黄油（油包水型），加工过程中它们均需均质化处理到所需的粒径大小以期延长保质期。

食品

食品的原料（粉末及液体）通常来源于不同的加工厂，不同来源的原料必须满足某些特定的标准以使最终制品的质量均一稳定。原料性质的任何波动都会对食品的口味和口感产生影响。用原料的粒度分布作为食品质量保证和质量控制（QA/QC）的一个指标可确保生产出质量均以稳定的食品制品。

液体工作介质/油

液体工作介质（如：油）越来越昂贵，延长液体介质的寿命是目前普遍关心的问题。机械设备运转过程中会产生金属屑或颗粒落入工作介质中（如：油浴润滑介质或液力传递介质），因此需要一种方法来确定介质（油）的更换周期。通过监测工作介质（油）中颗粒的分布和变化可以确定更换工作介质的周期以及延长其使用寿命。

墨水

随着打印机技术的不断发展，打印机用的墨水变得越来越重要。喷墨打印机墨水的粒度应当控制在一定的尺度以下，且分布均匀，大的颗粒易于堵塞打印头并影响打印质量。墨水是通过研磨方法制得的，可用粒度检测分析仪器设备监测其研磨加工过程，以保证墨水的颗粒粒度分布均匀，避免产生聚集的大颗粒。

胶束

胶束是表面活性剂在溶液中的浓度超过某一临界值后，其分子或离子自动缔合而成的胶体尺度大小的聚集体质点微粒，这种胶体质点与离子之间处于平衡状态。乳液、色漆、制药粉体、颜料、聚合物、蛋白质大分、二氧化硅以及自组装TiO2纳米管(TNAs)等

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