Malvern Panalytical Mastersizer 3000
Лазерный дифракционный анализатор размера частиц с диапазоном 0,01-3500 мкм. Двойной источник света: He-Ne лазер 632,8 нм + синий LED 470 нм. Точность 0,6%, повторяемость 0,5%. Мокрая (Hydro) и сухая (Aero) дисперсия. Время измерения менее 10 секунд.
ООО «Спин Аналитика» не осуществляет продажу оборудования. Платформа является информационно-навигационным сервисом.
Ключевые характеристики
| Тип | Лазерный дифракционный анализатор размера частиц |
| Точность | 0,6% (по латексным стандартам) |
| Форм-фактор | Настольный модульный |
| Повторяемость | 0,5% (CV) |
| Время измерения | < 10 с |
| Модули дисперсии | Hydro LV/MV/EV/Insight (мокрая), Aero S/M (сухая) |
| Воспроизводимость | 1% (CV) |
| Источник света (синий) | LED, 470 нм, 10 мВт |
| Источник света (красный) | He-Ne лазер, 632,8 нм, 4 мВт |
| Программное обеспечение | Mastersizer 3000 Software (21 CFR Part 11 опция) |
| Диапазон размеров (сухой) | 0,1-3500 мкм |
| Диапазон размеров (мокрый) | 0,01-3500 мкм |
| Угловой диапазон детекции | 0,015-144° |
Описание
Назначение
Malvern Panalytical Mastersizer 3000 - лазерный дифракционный анализатор размера частиц для определения распределения частиц по размерам в диапазоне от 10 нм до 3,5 мм.
Место в линейке
Mastersizer 3000 - флагман линейки дифракционных анализаторов Malvern. Новая версия Mastersizer 3000+ добавляет функции Pro (расширенная аналитика). Для наночастиц (0,3 нм - 10 мкм) Malvern предлагает Zetasizer (DLS). Для крупных частиц и гранул - Morphologi 4 (визуальный анализ).
Malvern Panalytical (часть Spectris plc) - де-факто стандарт лазерной дифракции: установленная база Mastersizer исчисляется десятками тысяч приборов.
Принцип работы
Частицы проходят через лазерный луч и рассеивают свет под углами, обратно пропорциональными размеру частицы. Крупные частицы рассеивают свет под малыми углами, мелкие - под большими.
Матрица детекторов регистрирует интенсивность рассеянного света в диапазоне углов 0,015-144°. Алгоритм Mie/Fraunhofer восстанавливает распределение частиц по размерам из углового распределения интенсивности.
Двойной источник: He-Ne лазер (632,8 нм, красный) для частиц > 1 мкм и синий LED (470 нм) для субмикронных частиц. Комбинация расширяет нижний предел до 10 нм.
Позиция на рынке
Mastersizer - наиболее распространённый лазерный дифракционный анализатор в мире. Метод лазерной дифракции стандартизирован (ISO 13320). Результаты Mastersizer воспроизводятся между лабораториями.
Основные конкуренты: HORIBA LA-960V2, Beckman Coulter LS 13 320 XR, Microtrac SYNC.
Ключевые технологии
Двойной источник света (красный лазер + синий LED)
He-Ne лазер (632,8 нм, 4 мВт) оптимален для частиц от 1 мкм до 3,5 мм: стабильная длина волны, низкий шум. Синий LED (470 нм, 10 мВт) расширяет диапазон до 10 нм за счёт более короткой длины волны, которая сильнее рассеивается на наночастицах.
Комбинация двух источников покрывает 5 порядков размеров (10 нм - 3500 мкм) в одном приборе.
Обратная оптика Фурье (Reverse Fourier)
Сходящийся лазерный луч (Reverse Fourier) фокусирует рассеянный свет на детекторную матрицу. В отличие от параллельного луча (классический Фурье), сходящийся луч повышает разрешение при малых углах рассеяния - критично для крупных частиц.
Эффективное фокусное расстояние 300 мм.
Модули дисперсии
| Модуль | Тип | Образец | Назначение |
|---|---|---|---|
| Hydro LV | Мокрая | 600 мл | Малые объёмы, ценные образцы |
| Hydro MV | Мокрая | 120 мл | Универсальный, минимальный объём |
| Hydro EV | Мокрая | 120 мл | Автоматическое определение |
| Hydro Insight | Мокрая | 600 мл | С визуализацией дисперсии |
| Aero S | Сухая | Порошок | Сухие порошки (дисперсия сжатым воздухом) |
| Aero M | Сухая | Порошок | Мягкая дисперсия (для хрупких образцов) |
Модули подключаются к оптическому блоку и меняются за 1-2 минуты.
Алгоритмы Mie и Fraunhofer
Модель Mie учитывает оптические свойства частиц (показатель преломления) и точна для частиц от 10 нм. Модель Fraunhofer не требует знания оптических свойств, но работает только для частиц > 5 мкм.
ПО автоматически выбирает модель или использует обе параллельно для cross-check.
ПО Mastersizer 3000
Управление, сбор данных, расчёт распределений (D10, D50, D90, span), мониторинг SOP. Аудит-трейл и 21 CFR Part 11 (опция). Экспорт в PDF и Excel.
Для кого подходит
- Фармацевтика - контроль размера частиц API и наполнителей по USP <429>
- Цемент и строительные материалы - контроль помола клинкера, измельчения добавок
- Пищевая промышленность - размер частиц муки, какао-порошка, специй, эмульсий
- Горнодобывающая промышленность - контроль помола руды, классификация песка
- Химическая промышленность - контроль размера пигментов, наполнителей, катализаторов
- Керамика и абразивы - контроль гранулометрического состава порошков
- Почвоведение и экология - гранулометрический анализ почв и донных осадков
Особенности эксплуатации
Программное обеспечение
Mastersizer 3000 Software - управление, SOP, расчёт распределений. Параметры: D10, D50, D90, D[4,3], D[3,2], span. 21 CFR Part 11 (опция). Экспорт в PDF, Excel, LIMS.
Требования к установке
- Форм-фактор: настольный (оптический блок + модуль дисперсии)
- Электропитание: 100-240 В, 50/60 Гц
- Температура: 10-35 °C
- Для Aero S/M: сжатый воздух 1-4 бар
Обслуживание и расходные материалы
Оптическое окно: чистка изопропанолом. He-Ne лазер: ресурс > 10 000 часов. Калибровка: по стандартным латексным микросферам (NIST-трассируемые). Расходных материалов минимум.
Обучение
Базовое освоение: 1-2 дня. Разработка SOP и интерпретация результатов: 1 неделя. Malvern предлагает обучающие курсы.
Ограничения
- Лазерная дифракция измеряет эквивалентный сферический диаметр (не форму частиц)
- Для частиц < 10 нм чувствительность снижается (нужен Zetasizer)
- Для сухих образцов нужен сжатый воздух
- Стоимость прибора с комплектом модулей дисперсии существенна
Области применения
Сравнение с аналогами
LA-960V2 - лазерный дифракционный анализатор с диапазоном 0,01-5000 мкм (шире Mastersizer на верхнем пределе). Использует красный и синий лазеры. По точности и повторяемости приборы сопоставимы. Mastersizer имеет большую установленную базу и более широкий выбор модулей дисперсии. HORIBA предлагает расширенный диапазон.
LS 13 320 XR - дифракционный анализатор с технологией PIDS (поляризованная дифракция) для субмикронных частиц. Диапазон 0,017-2000 мкм. PIDS повышает разрешение в области 40 нм - 2 мкм. Mastersizer шире по верхнему пределу (3500 vs 2000 мкм) и имеет большую установленную базу.
SYNC - дифракционный анализатор с одновременным измерением формы частиц (DIA). Диапазон 0,01-2800 мкм. Уникальное преимущество - размер + форма в одном приборе. Mastersizer измеряет только размер, но имеет более широкий набор модулей дисперсии и большую установленную базу.
Частые вопросы
Чем лазерная дифракция отличается от DLS (Zetasizer)?
Лазерная дифракция (Mastersizer) работает в диапазоне 10 нм - 3,5 мм и измеряет ансамбль частиц одновременно. DLS (Zetasizer) работает в диапазоне 0,3 нм - 10 мкм и измеряет гидродинамический диаметр по брауновскому движению. Для субмикронных частиц и наночастиц DLS точнее. Для частиц > 1 мкм лазерная дифракция быстрее и проще.
Мокрая или сухая дисперсия?
Мокрая (Hydro): для порошков, которые диспергируются в жидкости (вода, спирт, гексан). Даёт лучшее разделение агломератов. Сухая (Aero): для порошков, которые нельзя мочить или нужно анализировать «как есть» (цемент, мука, фармацевтические гранулы). Для большинства задач мокрая дисперсия предпочтительнее.
Зачем два источника света?
Красный He-Ne лазер (632,8 нм) оптимален для частиц > 1 мкм. Для субмикронных частиц (10 нм - 1 мкм) интенсивность рассеяния на красном свете слабая. Синий LED (470 нм) рассеивается сильнее на мелких частицах (интенсивность пропорциональна 1/λ⁴). Два источника расширяют динамический диапазон.
Дополнительные материалы
Коды для госзакупок
Возможные коды ОКПД2 для закупки данного оборудования по 44-ФЗ и 223-ФЗ. Выбор кода зависит от назначения и контекста закупки.
Коды КТРУ регулярно обновляются Минфином и зависят от конкретных характеристик закупаемого оборудования (автоматическое/полуавтоматическое, с охлаждением/без и т.д.). Актуальные коды КТРУ доступны только в Единой информационной системе закупок.
Информация о кодах ОКПД2 носит справочный характер. Коды приведены в качестве примера возможных вариантов классификации данного оборудования. Выбор кода, его соответствие нормативно-правовым актам и целесообразность применения определяются заказчиком самостоятельно. ООО «Спин Аналитика» не несёт ответственности за некорректное применение указанных кодов при осуществлении закупочных процедур.