Top 5 tips

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TOP 5 TIPS FOR ZETASIZER
TAMANHO - Dynamic Light Scattering (DLS)
Princípio de funcionamento: 
 Técnica não invasiva para medir o tamanho de partículas e moléculas em dispersão. 
 Analisa a dependência entre o tempo e a intensidade do espalhamento da luz (scattered 
light) com o fim de determinar a velocidade de difusão (movimento browniano) e 
subsequentemente o tamanho hidrodinâmico. 
 Detector detecta os pulsos de luz em função do tempo e a flutuação na intensidade é 
correlacionada (autocorrelation function) para avaliar o quão rapidamente essas 
flutuações ocorrem. Em função disso, um correlograma é gerado. Um algoritmo é, 
então, aplicado para gerar o gráfico de distribuição do tamanho de partícula. 
DICA #1 – Não ignore o correlograma! 
 A autocorrelation function é a base para se obter a informação sobre o tamanho de 
partícula a partir do sinal de intensidade do espalhamento de luz. 
 Dois tipos de algoritmos podem ser usados para converter o correlograma em 
distribuição de tamanho de partícula: 
o Cumulants – Z-average e PDI
o Distribution – Intensidade, Volume, Distribuição do tamanho de partícula (plots 
de tamanho) e os picos correspondentes à informação de tamanho. 
o Se a amostra é monodispersa (apenas uma população) ou é esperado que se 
tenha um baixo PDI, o Z-average é o parâmetro mais adequado a se levar em 
consideração. Se a amostra for polidispersa em natureza, então a análise por 
distribuição é a mais adequada (análise dos gráficos de tamanho). 
Autocorrelation function - Correlograma: 
Quanto mais rápido o 
decaimento, menor o 
tamanho de partícula.
Menor Z-
Average
Maior Z-
Average
 
O ideal é que o decaimento seja o mais 
rápido possível, pois isso indica que há 
somente uma população de tamanho 
na amostra. 
Monodispersed
Multiple size 
populations
- Ruído na baseline pode indicar 
sedimentação (movimentos não 
aleatórios)
- Idealmente a baseline tem que ser
reta (flat – com o mínimo de ruído)
 
Intercepto indica a razão entre sinal/ruído.
Valor mínimo aceitável: 0.1.
Valor máximo: 1
Intercepto = 1 : razão sinal/ruído perfeita (Muito difícil de conseguir) - Quanto mais próximo de 1, melhor.
Razões para valor de intercepto baixo: 1) Baixo sinal (amostra muito diluída) ; 2) Alto ruído (amostra muito 
concentrada ou florescência/ absorbância). 
DICA #2 – A concentração está adequada?
 
Non-Invasive Back Scatter (Tecnologia NIBS): Muda automaticamente o foco da lente de acordo 
com a concentração, o que permite medir uma vasta gama de concentração.
 
Para sistemas muito diluídos, o foco é ajustado para o centro da cuveta para maximizar a 
captura do espalhamento de luz. Por isso, selecionar a cuveta certa é de primordial 
importância! 
Em sistemas muito concentrados pode ocorrer espalhamento múltiplo de luz (multiple 
scattering), o que não é desejado. Se isso estiver acontecendo, o intercepto no correlograma 
será menor. A tecnologia NIBS ajusta o foco da lente para a parede da cuveta a fim de 
minimizar o multiple scattering. 
Cuvetas que funcionam com a tecnologia NIBS:
 
Cuvetas que não funcionam com a tecnologia NIBS:
Essa cuveta permite medir tanto 
o potencial zeta quanto 
tamanho de partícula. 
Entretanto a amostra não pode 
estar muito concentrada.
DICA #3 – Você sabia que se pode estimar viscosidade com DLS?
Para maiores informações checar Application Note no website: “Determining Dispersant 
Viscosity Using DLS”
Importância: Um erro de 10% na viscosidade resultará em um erro de 10% no tamanho de 
partícula. (Com o aumento da viscosidade as partículas não se movem com tanta facilidade, 
gerando um resultado de tamanho de partícula maior do que o real).
Assume-se que as partículas não estão mudando de tamanho. 
Procedimento:
- Amostra diluída em água deionizada
- Selecionar uma molécula padrão (tracer) de tamanho conhecido que seja maior do que a 
amostra. A concentração do tracer a ser adicionada também dever ser maior do que a amostra 
a fim de que ele domine o espalhamento de luz. 
- Medir o tamanho de partícula do tracer em água deionizada (para replicar as condições na 
qual a amostra está diluída). 
- Adicionar o tracer na amostra e fazer medicao do tamanho de particula
Exemplo:
 
Solução de sacarose 30% (Tamanho: 1.58 nm – Porem, é sabido que o tamanho da sacarose é 
menor)
Tracer: Latex em água deionizada (Tamanho da solução padrão: 227nm) 
Tracer + Latex: Tamanho 665nm – Tamanho muito maior do que 227nm. 
  nsample = (665/227) * 0.887 = 2.598
POTENCIAL ZETA – Electrophoretic Light Scattering
Princípio de funcionamento: 
 Mede a mudança na frequência do espalhamento de luz das partículas que foram 
submetidas à um campo elétrico com o fim de determinar a carga que apresentam 
no meio dispersante (potencial zeta): 
o Quando o campo elétrico é aplicado, as partículas se movem em direção ao 
eletrodo de carga oposta. Esse movimento ocorre com uma velocidade “x”. O 
laser é, então, aplicado à essas partículas em movimento e, dependendo da 
velocidade dessas partículas, a frequência do laser sofre uma mudança 
(frequency shift). Essa mudança na frequência é convertida para velocidade, 
que é dependente da carga (potencial zeta) da molécula. Quanto mais 
rápido for o movimento, maior será o potencial zeta da amostra. 
 A determinação do potencial zeta é chave para entender a estabilidade do sistema 
coloidal.
 É esperado que amostras com potencial zeta maior do que +30mV ou -30mV sejam 
estáveis na dispersao. Portanto, um potencial zeta alto equivale a uma dispersão 
aquosa estável.
 Um potencial zeta baixo (i.e., próximo a um valor neutro) significa que não há 
energia suficiente entre as partículas. Isso faz com que as partículas se agreguem, o 
que pode culminar em separação de fase (obviamente não desejável para 
formulações). 
DICA #4 – Diluição da amostra 
 O potencial zeta é tanto uma função da carga da superfície da partícula quanto da carga 
do meio no qual as partículas estão dispersas. Na realidade, o potencial zeta é a carga 
que a partícula adquire naquele dispersante específico. Portanto, a composição iônica 
da solução dispersante é de extrema importância. 
 Por exemplo, ao mudar o pH de uma amostra de básico para acido, o potencial zeta 
pode ser revertido. 
 Ao diluir a amostra é importante manter os parâmetros químicos do dispersante o mais 
próximo possível da condição original:
o pH
o Condutividade
o Concentração de aditivos 
DICA #5 – Phase plot 
 O phase plot é tao importante quanto o correlograma em DLS.
 O phase plot mostra a diferença de fase entre a frequência pulsada e a frequência 
referência em função do tempo. A diferença de fase é proporcional ao potencial zeta 
das partículas. 
 Quanto menor o potencial zeta (i.e., quanto mais próximo de 0), maior será o ruído no 
phase plot. 
 Exemplo de um phase plot com potencial zeta alto (formato bem definido): 
Sem ruído
É nessa fase que o valor
do potencial zeta é obtido 
Fase inicial
Fast Field Reversal (FFR) 
Slow Field Reversal (SFR) 
É nessa fase que o gráfico do 
potencial zeta é obtido
1- Aplicação do campo em uma 
direção – Partículas movem-se
2- Parada – Partículas param de 
acelerar
3-Reversão do campo 
Partículas se movem na direção 
oposta 
1
2
3
 Se a condutividade da amostra for maior do que 5 mS/cm apenas a fase inicial é obtida, 
ou seja, se a condutividade for maior do que 5mS/cm, o gráfico de distribuição não será 
gerado. (Isso é feito automaticamente para prevenir dano à amostra). O plot será visto 
como “No data available”. 
 Duas possíveis razoes para um phase plot sem formato bem definido: potencial zeta da 
amostra muito baixo ou a célula de medida precisa ser trocada. 
 A parede da célula de medida de potencial zeta tem carga negativa. Portanto, se a 
mesma célula for usada muitas vezes para medir amostras com carga positiva, pode 
haver depósito de material na superfície da célula. Nesse casos, aconselha-se fazer 
medições de padrões para averiguar se a célula ainda podeser utilizada.