在涂料、陶瓷生产，乃至半导体领域的CMP抛光领域，胶体与悬浮液体系的稳定性都是决定产品性能的基石。zeta电位作为表征胶体分散系稳定性的关键参数，可通过测量带电颗粒在分散介质中滑动面上的电势，直接量化了颗粒间静电排斥力的强度，从而反映颗粒与周围介质（如pH值、离子浓度）共同作用的“系统特性”，通常，颗粒表面的zeta电位绝对值越高，体系通常研发人员可以深入理解分散与聚集的机理，越稳定；反之，当电位趋近于零（等电点），则颗粒极易发生聚沉。鉴于zeta电位在指导配方优化、保障质量方面的重要性，选择一台合适的Zeta电位分析仪至关重要。不同的应用场景和样品特性，对测量原理和设备性能提出了各异的要求。本文将探讨选择Zeta电位设备时的关键考量因素，并系统梳理主流测量原理及其对应的国内外代表性设备，为您的选型提供清晰指引。

一、设备选择的关键考量因素

在选择Zeta电位仪时，应从实际科研或生产的核心需求出发，其中，最重要的就是应明确待测样品性质。进行多维度的综合评估。以下几点是决策过程中需要重点平衡的关键因素：

1、样品性质：这是选型的首要决定因素。当前的zeta电位测量主要有光学法和超声法两大类，需根据待测样品的物理状态（是稀释澄清的胶体，还是高浓度的浆料、膏体）、粒径范围、电导率以及化学兼容性（是否为强酸、强碱或有机溶剂）选择不同原理的测试仪器。例如，对于固含量高达50%-60%的陶瓷、电池浆料，亦或深色吸光的黑色涂料和墨水，基于光学原理的方法便不适用。

2、性能参数与数据质量：除了需要关注仪器的分辨率和精度外，选择时还需明确样品电导率、最大样品浓度、最小样品量、粒径范围等指标参数是否在仪器的测试范围内。

3、功能扩展：现代分析仪器通常将动态光散射和电泳光散射功能集成在同一台设备中，可以一次性测量同一个样品的纳米粒度和Zeta电位。也有些设备集成了自动滴定系统，若需要研究pH、离子强度等参数影响的应用，可按需搭配。

4、操作便捷性与标准化：仪器的操作流程是否简洁、是否需要对样品进行预处理、样品池是否易于清洗或采用一次性设计以避免交叉污染，直接影响日常工作效率。此外，仪器及方法是否符合国际国内标准（如ISO13099系列），对于质量控制和研究结果的可比性、权威性至关重要。

二、基于原理进行设备选型

根据被测对象的物理状态和测量需求，Zeta电位的测量发展出多种技术原理，各有其明确的优势领域和代表性设备，以下进行盘点：

1、电泳光散射法（ELS）

电泳光散射法的原理是通过检测带电颗粒在电场中运动（电泳）时引发的激光散射光频率变化（多普勒频移），来精确计算颗粒的电泳迁移率，即单位电场强度下颗粒的运动速度。再利用亨利方程等物理模型将其转换为Zeta电位。

该技术的优点在于测量速度快、统计精度高，对小颗粒体系的电位变化敏感，可测量纳米至微米级颗粒的Zeta电位，且其常与动态光散射（DLS）无缝集成，可在一次测量中同步获得粒度分布和Zeta电位两大关键参数，为评估胶体稳定性提供一站式解决方案。此外，作为测量Zeta电位最成熟、应用最广泛的技术，电泳光散射法的测试数据也具有较好的可比性和认可度。

但必须强调的是，该方法要求样品必须足够稀释以确保激光有效穿透和散射。对于高浓度、完全不透明的浆料（如陶瓷浆料、电池浆料、膏霜）或非均相悬浮液，ELS无法获得可靠信号，需对样品进行稀释处理。不过，针对这个痛点，不少表征仪器厂家也对技术进行了升级，不再分析散射光难以捕捉的微小频率偏移，转而探测其相位变化，即所谓的相位分析光散射技术（PALS）。由于相位信号对颗粒的慢速运动更为敏感，使得PALS技术的测量灵敏度可比传统频率分析技术有了明显提高，目前也可广泛支持最高浓度40%w/v的浆料检测。

相关品牌仪器：

（1）英国马尔文Zetasizer Ultra系列：作为颗粒表征的行业标杆，马尔文的Zetasizer系列采用了具有恒流模式的M3-PALS快慢场混合相位检测分析技术，利用快慢场结合的方式，能够实现快速表征的同时，减少高离子浓度下电极极化引起的误差。同时，该设备集成了动态光散射（DLS）和非侵入性背散射（NIBS），能够在广泛的样品浓度范围和粒度的测量范内，实现快速、准确、重复性好且高度灵活的粒度分析，同时可选MPT-3自动滴定仪帮助研究pH值变化的影响。

（2）丹东百特BeNano180ZetaMax纳米粒度及Zeta电位仪：

BeNano180ZetaMax集成了动态光散射DLS、电泳光散射ELS、静态光散射SLS以及透射光检测技术，可以准确的检测颗粒的粒径及粒径分布，Zeta电位，高分子和蛋白体系的分子量、液体的折射率、以及颗粒物浓度信息等等参数。同时经过6代产品的技术迭代与工程优化，该仪器还在光路设计上进行了升级，采用PALS相位分析光散射技术，电位测量分辨率更高，并搭配全新的5.1版软件，算法逻辑得到改进。其创新的零度角模块通过分光片将零度角信号分到两个检测器，实现了多项功能创新。全新的功能包括：RI折射率检测、颗粒物浓度检测、沉降法粒度测试、静态流动模式等。

（3）真理光学Nanolink SZ902系列：该设备采用了真理光学独创的余弦拟合相位分析法（CF-PALS），该技术利用特殊的算法，既实现了传统PALS技术的高灵敏度，又避免了其他参数（如光强）的影响，使测量重复性显著改善。同时该设备还加持了真理光学最新研发的全自动聚焦技术，实现了对纳米样品的多角度测量，无需稀释即可对不同浓度纳米样品的粒度及Zeta电位快速测量。在功能拓展方面，则集成了动态光散射（DLS）、静态光散射（SLS）技术用于粒度表征，可与真理光学的全自动滴定仪联用，检测Zeta电位随pH值、电导率及添加剂浓度的变化趋势。

（4）珠海欧美克NS-Zeta系列：该产品是珠海欧美克在成功引进和吸收马尔文颗粒表征技术在NS-90ZPlus纳米粒度及电位分析仪基础上最新推出的电位分析仪，融合了马尔文帕纳科恒流模式下的M3-PALS快慢场混合相位检测分析技术，并广泛采用全球化供应链的优质光电部件及Scrum软件迭代升级开发模式，使其具有高品质并能随用户需求变化升级管理和报表功能。

2、流动电位法/流动电势法

流动电位法是在外力作用下，迫使液体通过带电表面（多孔膜或材料堆积形成的毛细管等）做定向流动，带电表面双电层的扩散层中的离子也会随之移动，形成电流，从而在毛细管或多孔介质两端产生电位差，通过精确测量该电信号与所施加压力的关系，并代入溶液的粘度、电导率等，即可测定固体表面的Zeta电位。

该技术的优势在于其对于固体材料的外表面敏感，适合测量平面膜、中空纤维膜、颗粒、片材、纤维、仿生材料、生物组织、晶圆等表面的Zeta电位，用于评估膜抗污染性能、评估涂层相容性与结合力、预测蛋白质吸附/细胞粘附行为等。

利用滤网上形成纤维垫，用于测量纤维材料表面ZETA电位的应用案例（来源：中海蓝科）

安东帕SurPASS3用于测量膜样品zeta电位的应用案例

相关品牌仪器：

目前市面上拥有此技术的企业较少，比较具有代表性的为奥地利的安东帕，其SurPASS3系列电位检测仪是流动电位法测量Zeta电位的标志仪器。该仪器配备可调狭缝样品池，支持不同形状和尺寸的样品，可直接通过样品两端的电极测出样品Zeta电位值，并可同时测定电解液的电导率，温度和ph值。

三、电声法（超声法）

电声法测量颗粒的Zeta电位主要基于超声衰减和胶体振动电流（CVI）两种原理。胶体振动电流（CVI），即当超声波穿过分散体系时，带电颗粒在声波作用下发生振动，继而带动其周围的离子氛（双电层）发生扰动，从而产生与颗粒的ZETA电位正相关的交变电流或电势。超声衰减则是超声波通过样品时，带电的微粒也会对声波产生特定的影响，微粒的不同电性和含量会导致声波速度和振幅的变化。因此超声法通过测量声波信号（如衰减谱）或电信号（如电流）的相位差，即可利用相关算法计算出Zeta电位。

由于超声波具有穿透力强，超声法的核心优势在于可以直接、非侵入式地对高浓度、高粘度、不透明原液进行表征，避免了样品稀释导致的参数偏移，可以测得最接近实际工况的表面电性质。同时该技术也能够利用超声波与复杂流体的相互作用，一次性完成粒度、Zeta 电位、流变、pH 值等多维度检测，在涂料、油墨和静电墨粉、纸张涂层、陶瓷以及许多食品、化妆品和制药的制作、分离或混合的过程中都能得到广泛应用。不过由于该技术原理较为复杂，计算依赖于复杂的理论物理模型，目前国内技术发展较不成熟。

相关品牌仪器：

美国分散技术公司（DT）DT-1202系列：该设备通过基于 超声衰减原理和 多频电声技术，可以支持最高50％(V/V)原浓样品的表征，且可以在同一个样品池中，一次性获得粒度、流变等多维度数据，数据关联性高。

来源：DT公司中国代理——仪思奇

小结

选择仪器的过程，本质上是将样品特性、分析需求与测量原理进行精准匹配的过程。通过对不同原理Zeta电位表征仪器的梳理，可以看出每项技术都有其明确的优势领域与应用边界。电泳光散射法（ELS）法仍是目前技术最成熟、数据认可度最高的技术，对于滤膜、片材等固体表面，流动电位法直接有效，而对于深色油墨等无法稀释的高浓度、高粘度、不透明体系，基于超声法的仪器则有突出优势。

粉体圈Corange整理