粒径多分散指数测试

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-03-23  

本检测详细介绍了粒径多分散指数(PDI)测试这一关键物性表征技术。文章系统阐述了其核心检测项目、广泛的应用范围、主流及前沿的检测方法原理,以及对应的精密仪器设备。内容涵盖从基础概念到实际操作的多个层面,旨在为材料科学、制药、化工等领域的研发与质控人员提供全面的技术参考。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

平均粒径:通过多种算法(如强度平均、体积平均)计算得到的颗粒体系的代表性尺寸,是描述体系中心趋势的核心参数。

多分散指数:衡量颗粒尺寸分布宽度的关键无量纲参数,其值越接近0表示分布越均一,越接近1或更大则表示分布越宽。

粒径分布曲线:以图表形式展示不同粒径颗粒的数量、体积或强度占比,直观反映体系的单分散性或多分散性。

分布模态:判断粒径分布是单峰、双峰还是多峰,这对于分析样品纯度、是否存在团聚或多种组分至关重要。

Zeta电位:虽然常与PDI联测,但作为独立项目,它表征颗粒表面电荷,直接影响体系的胶体稳定性。

散射光强分布:动态光散射技术的基础原始数据,通过分析光强波动来反演颗粒的扩散系数和粒径。

颗粒浓度:某些高级技术可以估算或测量样品中颗粒的绝对数量浓度或质量浓度。

团聚状态分析:通过对比体积分布与数量分布,或观察分布曲线的异常峰,判断样品中是否存在二次团聚。

样品稳定性评估:通过在不同时间点连续测量PDI和平均粒径,量化评估胶体或悬浮液随时间变化的稳定性。

分子量估算:对于高分子或蛋白质溶液,通过流体力学半径与分子量的经验关系,间接估算其分子量。

检测范围

纳米药物递送系统:如脂质体、聚合物胶束、纳米晶等,其PDI直接影响药物的载药量、释放行为和体内分布。

生物大分子:包括蛋白质、抗体、核酸(如mRNA-LNP)等,监测其聚集状态和溶液均一性。

无机纳米材料:如二氧化硅、金属(金、银)、量子点等纳米颗粒的合成质量控制与批次一致性检验。

乳液与微乳:食品、化妆品及工业乳液中的液滴尺寸分布,直接影响产品稳定性、外观和性能。

颜料与涂料:颜料颗粒和涂料中填料的粒径分布影响产品的着色力、遮盖力光泽度和流平性。

陶瓷浆料与粉末:前驱体浆料的颗粒分布影响烧结后的陶瓷致密度、强度和微观结构均匀性。

聚合物微球:色谱填料、标准颗粒、功能微球的单分散性是其高附加值的关键指标。

细胞与外泌体:在生物研究中,用于快速测定细胞碎片、外泌体等生物颗粒的尺寸分布。

工业粉尘与气溶胶:环境监测和职业健康领域,分析空气中悬浮颗粒物的尺寸分布。

食品与饮料:如巧克力中的可可颗粒、果汁中的果肉纤维分布,影响口感和品质。

检测方法

动态光散射:最常用的方法,通过分析颗粒布朗运动引起的散射光波动来测量流体力学直径及PDI。

激光衍射法:基于夫琅禾费衍射或米氏散射理论,测量较宽粒径范围(微米至毫米级)的体积累积分布。

静态光散射:通过测量不同角度下的散射光强,依据理论模型计算分子量、均方根半径及角度依赖性。

离心沉降法:在离心力场下,根据颗粒沉降速度的差异测定粒径分布,适合高浓度或密度差异大的样品。

电镜图像分析法

纳米颗粒跟踪分析:通过显微镜追踪单个颗粒的布朗运动轨迹,直接统计并给出基于数量的粒径分布。

场流分离联用技术:一种分离技术,与光散射等检测器联用,可高效分离复杂样品并测量各组分的粒径。

超声衰减谱法:通过测量超声波在悬浮液中传播的衰减谱,反演颗粒的粒径分布,适合高浓度不透明样品。

电阻法(库尔特原理):颗粒通过微孔时引起电阻变化,脉冲信号与颗粒体积成正比,直接计数并测量。

X射线小角散射:利用同步辐射或实验室X射线源,测量纳米尺度(1-100 nm)的结构信息,得到统计平均的粒径数据。

检测仪器设备

动态光散射仪:核心设备,包含激光器、高灵敏度探测器(如APD、PMT)和相关器,用于测量PDI和流体力学直径。

激光粒度分析仪:基于激光衍射原理,配备多元探测器阵列和强大的米氏理论计算软件,测量范围宽。

纳米颗粒跟踪分析仪:配备激光光源、高灵敏度CCD/CMOS相机和专用分析软件,可实现单颗粒可视化追踪与计数。

离心沉降式粒度仪:内置高速离心机和光学沉降监测系统,用于测量亚微米至微米级的精细粒度分布。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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