ZetaPotentialmessung

ZetaPotentialMessung bezeichnet die Bestimmung des Zeta-Potenzials in kolloidalen oder nanopartikelhaltigen Suspensionen. Das Zeta-Potenzial ist der elektrische Potenzialwert, der am Rand der mobilen Schicht (der slipping plane) der Partikel relativ zur umgebenden Flüssigkeit liegt. Es dient als Indikator für die Stabilität suspender Systeme, da ein größerer Betrag an Zeta-Potenzial in der Regel stärkere elektrostatische Abstoßung zwischen Partikeln bewirkt.

Die Messung basiert auf der Messung der elektrophoretischen Mobilität der Partikel, aus der das Zeta-Potenzial abgeleitet wird. Die Partikel rutschen in einem angelegten elektrischen Feld, und ihre Geschwindigkeit wird durch Lichtstreuung oder andere optische Verfahren gemessen. Die Beziehung zwischen Mobilität und Zeta-Potenzial wird durch Modelle wie Henrys Gleichung beschrieben; der genaue Zusammenhang hängt von der Partikelgröße, dem Ionengehalt der Lösung und dem Lösungsmittel ab. In Praxis kommen verschiedene Messmethoden zum Einsatz, darunter electrophoretische Lichtstreuung (ELS oder PALS – phase analysis light scattering), Mikroelektrophorese und elektroakustische Messverfahren, die auch bei trüben oder optisch undurchsichtigen Proben funktionieren.

Typische Anwendungen finden sich in der Formulierungsentwicklung von Kolloiden, Emulsionen und Nanopartikel-Systemen. Das Zeta-Potenzial liefert eine schnelle, qualitative Einschätzung der Suspensionstabilität und hilft bei der Optimierung von pH-Wert, Ionenstärke, Pufferzusammensetzung und Temperatur. Es ist wichtig, dass Proben sorgfältig vorbereitet werden, frei von Luftblasen sind und geeignete Messbedingungen (Lösung, Temperatur, Konzentration) gewählt werden, da sich Mobilität und damit das abgeleitete Zeta-Potenzial stark ändern können. Limitierungen umfassen die Abhängigkeit von Modellen und die Tatsache, dass Zeta-Potenzial nicht direkt die Oberflächenpotenziale beschreibt, sondern von der Lage der Slipperhen Zone abhängt.