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ナノ粒子の分散性

ナノ粒子は製薬や塗料業界で幅広く使用されており、その分散性が製品品質に直結します。しかし、ナノ粒子は凝集しやすく、安定した分散を保つことが難しいため、製品の信頼性に影響を及ぼすことがあります。この記事では、ナノ粒子の分散性に関する課題と、分散性を改善するための測定技術について詳しく解説します。

ナノ粒子の分散性に関する課題

ナノ粒子は極めて微細であるため、分散液中で凝集しやすく、その結果として分散状態が不安定になりやすいという課題があります。特に製薬や塗料業界では、ナノ粒子の分散性が製品の品質に直結するため、適切な分散が必要です。凝集が進むと、効果や機能が損なわれる可能性があるため、分散性の改善が求められます。

ナノ粒子の分散性改善のための測定技術

ナノ粒子の分散性を正確に評価するためには、動的光散乱法(DLS)やレーザ回折散乱法(LD)などの測定技術が必要です。DLSではゼータ電位を測定することで粒子の分散安定性を評価でき、これにより凝集の発生を抑制することが可能です。また、LDは広範囲な粒径分布をカバーしており、分散状態の評価に役立ちます。これらの技術を用いることで、粒子の安定性と分散性をリアルタイムでモニタリングすることが可能になります。

分散性評価の重要性

ナノ粒子の分散性評価は、製薬や塗料業界において品質管理の重要な要素です。分散性が高いほど、薬剤の均一な分布や塗料の均一な発色が確保され、製品の信頼性が向上します。このため、ナノ粒子の分散性評価には最新の測定装置が必要不可欠であり、高精度な測定技術が製品品質向上に貢献します。

ゼータ電位と分散安定性

ゼータ電位は、分散系の安定性に直接影響を与える要素です。ゼータ電位が高い場合(±30mV以上)、粒子は互いに反発し合い、安定した分散が保たれやすくなります。特にDLSを使用したゼータ電位の測定は、インク、顔料、医薬品などで粒子の凝集を防ぐために重要です。

製薬・塗料業界における測定装置の導入効果

製薬や塗料業界では、ナノ粒子の分散性と安定性を正確に評価するために、高精度な測定装置の導入が求められます。分散性が向上することで製品の品質が安定し、顧客満足度も向上します。ゼータ電位を測定することで、凝集のリスクを軽減し、製品の均一性や耐久性を高めることが可能です。

まとめ

ナノ粒子の分散性は、製薬や塗料業界において製品品質に直結する重要な要素です。分散性の評価には、動的光散乱法やレーザ回折散乱法といった測定技術が不可欠であり、これらの技術を活用することで、分散性の向上と品質管理が実現できます。今後の品質向上に向けて、分散性評価装置の導入を強く推奨します。

【測定原理で選ぶ】1分でわかる粒子径測定装置の比較表

測定したいサンプルの種類や求める精度によって、最適な粒子径分布測定装置は異なります。この比較表では、【LD】【DIA】【DLS】の3つの主要な測定原理ごとに、粒子径測定分布測定装置を徹底比較。研究開発や品質管理の課題解決に最適な装置選びの第一歩として、ぜひご活用ください。

  • LD
  • DIA
  • DLS

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製品名 SYNC (マイクロトラック・ベル) Mastersizer 3000 (マルバーン・パナリティカル) Partica LA-960V2 (堀場製作所) SALD-2300 (島津製作所) MT3000 II (マイクロトラック・ベル) SALD-7500nano (島津製作所)

引用元:マイクロトラック・ベル公式(https://www.microtrac.com/jp/products/particle-size-shape-analysis/laser-diffraction/sync/)


引用元:マルバーン・パナリティカル公式HP(https://www.malvernpanalytical.com/jp/support/product-support/mastersizer-range/mastersizer-3000)


引用元:堀場製作所公式HP(https://www.horiba.com/jpn/scientific/products/detail/action/show/Product/partica-la-960v2-1944/)


引用元:島津製作所公式(https://www.an.shimadzu.co.jp/products/particle-size-analysis/particle-size-analyzer/sald-2300/index.html)


引用元:マイクロトラック・ベル公式HP(https://www.microtrac.com/jp/products/particle-size-shape-analysis/laser-diffraction/s3500/)


引用元:島津製作所公式HP(https://www.an.shimadzu.co.jp/products/particle-size-analysis/particle-size-analyzer/sald-7500nano/index.html)

湿式分散
乾式分散 ×
画像解析が可能 × × ×
オートサンプラ × × × ※オプションで多機能サンプラあり ×
ペーストセル × × 〇 ※オプションで高濃度測定ユニットあり ×
粒子径測定範囲 0.02~2000μm 0.01µm~3500µm 湿式: 0.01~3000μm
乾式: 0.01~5000μm
17nm(0.017μm)~2500μm 0.02μm~2000μm 7nm(0.007μm)~800μm
光源 単色(赤色)3本レーザ(半導体レーザ) 赤色レーザ1本(He-Ne)、青色LED1本 赤色1本レーザ(半導体)、青色LED1本 要問合せ 単色(赤色)レーザ(半導体レーザ)3本 単一光源・単一光学系(半導体レーザ)、SLIT光学系
検出部 有効素子数150 要問合せ 有効素子数87 合計84素子
(前方78、側方1、後方5)
要問合せ 合計84素子
(前方78、側方1、後方5)
製品名 CAMSIZER® X2 (マイクロトラック・ベル) CAMSIZER 3D (マイクロトラック・ベル) Litesizer DIA 500 (アントンパール) QICPIC (日本レーザー) AF-3000 (ジャスコインタナショナル) FF-3000S (ジャスコインタナショナル) iSpect DIA-10 (島津製作所)

引用元:マイクロトラック・ベル公式HP(https://www.microtrac.com/jp/products/particle-size-shape-analysis/dynamic-image-analysis/camsizer-x2/)


引用元:マイクロトラック・ベル公式HP(https://www.microtrac.com/jp/products/particle-size-shape-analysis/dynamic-image-analysis/camsizer-3d/)


引用元:アントンパール公式HP(https://www.anton-paar.com/jp-jp/products/details/litesizer-dia/)


引用元:日本レーザー公式HP(https://www.japanlaser.co.jp/product/sympatec_qicpic/)


引用元:ジャスコインタナショナル公式HP(https://www.jascoint.co.jp/products/particle/dry.html#af3000)


引用元:ジャスコインタナショナル公式HP(https://www.jascoint.co.jp/products/particle/dry.html#ff3000)


引用元:島津製作所公式HP(https://www.an.shimadzu.co.jp/products/particle-size-analysis/particle-size-analyzer/ispect-dia-10/index.html)

湿式分散 × × ×
乾式分散
3D画像解析 × × × × × ×
オートサンプラ × × × × ×
粒子径測定範囲 0.8μm~8000 μm 20μm~30mm 0.8µm~8000µm 0.55µm~34000µm 7μm~5mm 30μm~30mm 5µm~100µm
光学系 2カメラ(Basic・Zoom) 2カメラ(Basic・Zoom) 1カメラ 1カメラ 1カメラ 1カメラ 1カメラ
画素数 Basic: 420万
Zoom: 420万
Basic: 500万
Zoom: 900万
500万 420万 500万 500万 要問合せ
製品名 NANOTRAC WAVE II (マイクロトラック・ベル) nanoSAQLA (+AS50) (大塚電子) Zetasizer Advance Ultra/Pro/Lab (マルバーン・パナリティカル) ELSZneo (大塚電子) nanoPartica SZ-100V2 (堀場製作所)

引用元:マイクロトラック・ベル公式HP(https://www.microtrac.com/jp/products/dynamic-light-scattering/nanotrac-wave-ii/)


引用元:大塚電子公式HP(https://www.otsukael.jp/product/detail/productid/131/category1id/37/category2id/30/category3id/82)


引用元:マルバーン・パナリティカル公式HP(https://www.malvernpanalytical.com/jp/products/product-range/zetasizer-range/zetasizer-advance-range)


引用元:大塚電子公式HP(https://www.otsukael.jp/product/detail/productid/136/category1id/37/category2id/30/category3id/81)


引用元:堀場製作所公式HP(https://www.horiba.com/jpn/scientific/products/detail/action/show/Product/nanopartica-sz-100v2-series-1945/)

粒子径・粒子径分布の実測 × × × ×
光源寿命・耐久性 ×
付帯分析(ゼータ電位/分子量等) ×
オートサンプラ × × × ×
粒子径測定範囲 0.8nm~6500nm 0.6nm~10μm Ultra: 0.3nm~15μm
Pro/Lab: 0.3nm~10μm
0.6nm~10μm 0.3nm~10μm
光源 半導体レーザ 半導体レーザ He-Neガスレーザ 半導体レーザ 半導体レーザ
ゼータ電位(測定レンジ) -200~200mV なし 要問合せ -200~200mV -200~200mV
メーカー マイクロトラック・ベル株式会社 大塚電子株式会社 スペクトリス株式会社マルバーン・パナリティカル事業部 大塚電子株式会社 株式会社堀場製作所