Zeta電位是反映懸液中顆粒表面帶電性質的重要參數，對乳液、凝膠、懸液等體系穩定性研究有重要指導意義。那如何測量懸液中顆粒的Zeta電位呢？現在市面上有很多種技術都可以實現電位測試，比如動態圖像電泳法、超聲波電泳技術等，但相對最為成熟的方法還是電泳光散射技術，其主要測試原理如下：

圖1. 顆粒的電泳和Henry方程

      我們知道，對于一個帶電的顆粒，如果我們將其置于一個已知強度的電場中，由于電場力的存在，帶電粒子就會在電場中進行電泳運動，其中正電荷往負極走，負電荷往正極走。根據Henry方程，在單位電場條件下，顆粒的電泳遷移率將會直接正比于顆粒的Zeta電位。換句話說，只要能夠準確測量帶電粒子在電場中移動的速度，就可以通過Henry方程得到顆粒的Zeta電位。但對于微觀顆粒其尺寸非常小，移動速度又相對較慢，因此常規的測試方法要想準確測得顆粒的移動速度將會面臨較大挑戰，而電泳+光散射的方式，則恰恰可以較好地解決這個問題。根據光學多普勒效應，一束光照射到一個移動的物體上，散射光的頻率將會發生變化，物體移動越快，則反射波頻率變化越大，通過測量散射光頻率的變化，即可得到顆粒的移動速度，從而計算出顆粒的Zeta電位。

圖2. 多普勒效應

      雖然其理論上已經相對成熟，但要真正實現Zeta電位的準確測試還是會面臨很多實際問題和挑戰。比如由于顆粒移動速度相對較慢，顆粒移動引起的光波頻率變化只有幾十到幾百赫茲，而本身一束激光的頻率在10¹⁴赫茲左右，這就意味著這個頻率變化非常小，很難準確測到。還有待測顆粒非常小，很多都在納米級別，這也就意味著散射光信號非常弱，而弱信號對噪音和擾動非常敏感等等。應對于這些難點和測試需求，丹東百特儀器有限公司在BeNano系列儀器中采取了一系列新的技術和設計，比如采用現在最先進的拍頻+相位分析技術，就是來解決頻率變化很小這個難題的。通過使用高靈敏度的APD雪崩光電二極管代替常規的PMT檢測器來增加弱信號的靈敏度，同時各種光纖和光路補償技術的應用極大的優化了光路穩定性，大大拓展了其應用領域和效果。

圖3. 電泳光散射光路示意圖

      這樣，一臺技術先進、結果準確的Zeta電位儀器就研發出來了，但是要想真正讓其發揮大的作用，實驗過程和條件也缺一不可。畢竟顆粒可能懸浮在不同的液體環境中，其本身電位會受多種環境因素，比如溶液pH值、電導率、組成成分及濃度等影響，究竟有何影響，我們將在《Zeta電位的前世今生三》中揭曉。