Почему центрифугирование искажает реальную картину?
Традиционные методы ускоренного старения, такие как центрифугирование, применяют грубую механическую силу. Центробежная сила способна преодолеть силы, удерживающие частицы эмульсии вместе (поверхностное натяжение, стерические или электростатические барьеры), и искусственно разделить фазы. Для чувствительных эмульсий такое воздействие является стрессом, который разрушает их естественную структуру, делая образец непригодным для дальнейшего анализа и давая ложноположительные результаты о нестабильности.
Анализатор стабильности дисперсий BeScan Lab предлагает принципиально иной подход. Он анализирует систему оптически, не вводя в нее никаких агентов и не нарушая её целостность. Это позволяет сохранить образец в естественном состоянии для дальнейших исследований и измерять изменения в реальном времени на молекулярном уровне.
Принцип работы технологии SMLS в BeScan Lab
В основе метода лежит статическое многократное рассеяние света (SMLS, Static Multiple Light Scattering). В анализаторе используется светодиодный источник света с длиной волны 850 нм, который сканирует кювету с образцом по высоте. Система синхронно использует два детектора:
- Детектор обратного рассеяния (135°): улавливает сигналы, отраженные от частиц, что идеально подходит для концентрированных и непрозрачных образцов (до 95% по объему).
- Детектор пропускания (0°): фиксирует сигнал прошедшего сквозь образец света, что необходимо для анализа прозрачных и сильно разбавленных систем.
Сканирование кюветы проводится с высоким разрешением – с шагом всего 20 мкм. Это позволяет в режиме реального времени отслеживать миграцию частиц (оседание или всплывание), изменение их размера и концентрации в разных слоях эмульсии в 200 раз быстрее, чем это можно заметить невооруженным глазом.
Ключевые преимущества неразрушающего анализа
- Неразрушающий контроль: Бесконтактный анализ без разбавления, центрифугирования или сложной предварительной подготовки, сохраняющий первоначальные характеристики образца.
- Высокая чувствительность: Выявление едва заметных изменений на ранних стадиях дестабилизации, задолго до появления видимых глазу признаков (например, расслоения).
- Широкий диапазон концентраций: Прибор корректно работает с образцами, объемная доля дисперсной фазы в которых достигает 95%.
- Температурный контроль: Программируемый нагрев до 80 °C (с точностью ±0,5 °C) позволяет ускорить процесс дестабилизации и на основе кинетики спрогнозировать срок годности продукта в экстремальных условиях хранения.
- Расчет размера частиц: Широкий диапазон расчета (на основе оптических данных) размера частиц от 0,01 до 1000 мкм.
Какие процессы дестабилизации выявляет BeScan Lab?
Специализированное программное обеспечение анализирует полученные оптические данные и позволяет не только качественно, но и количественно оценить стабильность систем. Прибор надежно детектирует:
- Осаждение (седиментацию) и всплывание (креминг) частиц или капель.
- Флокуляцию: обратимое склеивание частиц в агрегаты без слияния их внутренних фаз.
- Коалесценцию: необратимое слияние капель эмульсии с увеличением их среднего размера.
- Разделение фаз: полное расслоение системы на отдельные слои.
- Образование пены на поверхности образца.
Программное обеспечение и количественная оценка
ПО анализатора предоставляет мощные инструменты для интерпретации данных:
- Индекс нестабильности (IUS / ИН): Количественный показатель, который растет со временем. Более медленное увеличение индекса указывает на более высокую стабильность дисперсии, позволяя напрямую сравнивать разные рецептуры или влияние добавок (ПАВ, стабилизаторов).
- Динамика разделения фаз: Гидродинамический анализ толщины слоя и скорости миграции частиц.
- Оптический анализ: Сопоставление сигналов прошедшего и рассеянного света для оценки изменения среднего размера частиц в разных зонах кюветы.
- Температурные тренды: Построение графиков зависимости дестабилизации от температуры для изучения кинетики процесса и экстраполяции срока годности.
Универсальные области применения
Прибор не имеет ограничений по цвету или вязкости образца, что делает его незаменимым инструментом в различных отраслях:
- Фармацевтика: тестирование лекарственных форм (кремы, мази, суспензии) и анализ агрегации биомакромолекул.
- Продукты питания и напитки: проверка стабильности от молока и соков до соусов, оценка диспергируемости сухих порошков.
- Средства для дома и личной гигиены: контроль стабильности косметических эмульсий, лосьонов, шампуней и кремов.
- Агрохимикаты: оценка стабильности пестицидных составов и концентратов суспензий.
- Нефтехимия: контроль долгосрочных характеристик смазочных материалов, эмульсий и поведения полимеров.
- Батареи и источники энергии: проверка стабильности суспензий электродных материалов и электролитов.
- Краски, чернила и керамика: оценка дисперсии пигментов, красителей, глазурей и керамических шликеров для обеспечения однородности.
Технические характеристики и соответствие стандартам
| Принцип измерения | SMLS (статическое многократное рассеяние света) |
|---|---|
| Углы детектирования | Пропускание (0°) и обратное рассеяние (135°) |
| Источник света | Светодиод, длина волны 850 нм |
| Шаг сканирования | 20 мкм |
| Высота области сканирования | От 0 до 60 мм |
| Максимальная концентрация образца | До 95% по объему |
| Рассчитываемый диапазон размера частиц | От 0,01 до 1000 мкм |
| Диапазон изменения температуры | От комнатной до 80 °C (точность ±0,5 °C) |
| Объем образца | От 4 до 25 мл |
| Габаритные размеры (Д × Ш × В) | 460 × 260 × 280 мм |
| Вес | 13,5 кг |
Соответствие международным стандартам ISO: Методика и прибор соответствуют требованиям ISO/TR 18811:2018, ISO/TR 13097:2013 (Руководство по оценке стабильности дисперсий), ISO/TR 21357:2022 и ISO/TS 22107:2021, что подтверждает его надежность и применимость в строго регулируемых отраслях.
Часто задаваемые вопросы
Центрифугирование создает искусственную центробежную силу, которая физически разрушает хрупкие структуры эмульсий, преодолевая силы поверхностного натяжения. Это искажает реальную картину и делает образец непригодным для дальнейшего анализа, в то время как метод SMLS является неразрушающим.
Светодиод (850 нм) сканирует кювету с шагом 20 мкм. Два детектора регистрируют свет: под углом 0° (прохождение) для прозрачных образцов и под углом 135° (обратное рассеяние) для концентрированных и непрозрачных систем, позволяя отслеживать миграцию частиц в реальном времени.
Прибор выявляет ранние признаки осаждения (седиментации), всплывания (креминга), флокуляции (склеивания частиц), коалесценции (слияния капель) и полного разделения фаз задолго до визуальных изменений.
Оптимизация рецептур и контроль стабильности с ПрофЛаб
Внедрение анализатора стабильности дисперсий BeScan Lab позволяет значительно сократить время на разработку новых рецептур и исключить риски брака на производстве. Компания «ПрофЛаб» не только поставляет данное оборудование, но и предлагает полный спектр услуг по его техническому обслуживанию, включая калибровку и обучение персонала работе с ПО.
8 (800) 100-98-81
Бесплатный звонок по России
info@proflabspb.ru
Напишите нам в любое время
