Litesizer™ 500与咖啡 因碰撞出精彩

       咖啡是一种艺术，一种生活，一种能让人安静下来的力量。咖啡对于我们来说，已不于一种饮品，当它和其他美好事物出现在一起，被赋予了更多其他内涵；当咖啡 因和科学碰撞，是否出现不一样的火花？

       介绍

       咖啡 因（1,3,7三甲基-2,6黄嘌呤）因为知名的人体作用，是世界上Z广泛消耗的精神药物。它被用作软饮料或功能饮料的添加剂，而且自然存在于咖啡和茶中。自1819年diyi次分离提取，咖啡 因可以从各种植物的种子、叶子和果实中得；例如咖啡豆、茶叶或者可乐果。它可以用水、二氧化碳或者极性溶液提取纯化。咖啡 因分子量是194.2Da，理论颗粒度是0.96nm，固体形态是白色苦味粉末。这里我们证明尽管咖 啡因粒径在亚纳米范围，Litesizer™ 500纳米粒度电位仪可以快速而准确地测定。

       实验设置

       一个2%w/v咖啡 因样品（Sigma-Aldrich，维也纳，奥地利）由过滤的超纯去离子水制备，然后用0.02μm针孔过滤器去除杂质。测SY石英样品池进行。散射角度设置为侧向角度，聚焦位置和光强衰减由仪器自动Z佳化。样品温度平衡10分钟，在20℃下进行测试。运行次数手动设置为1次，持续时间为300秒。

       结果与讨论

       测试重复三次，得到平均流体力学半径是0.94nm、相对标准偏差是4.4%，即与咖啡 因的理论颗粒度0.96nm一致。测试结果汇总在表1。相关函数和粒度分布分别如图1和图2所示。

表1：咖啡 因结果汇总

图1 咖啡 因相关函数

图2 咖啡 因颗粒度光强分布

       总结

       Litesizer™ 500能够高度准确且良好重复性地测试像咖啡 因这样弱散射的小分子。

       随着科技的发展，人们再也不为吃喝拉撒而犯愁，吃就不必说了，一天三餐一顿都不能少，今天我们来讲的就是喝。而我们所喝的饮品也很多，其中一个早已经成了生活的必需饮品，它就是牛奶。总觉得自己不喝它，身体就会缺少营养似的；如今，又会纠结是全脂好，还是脱脂好？

       介绍

       牛奶是乳脂球体在碳水化合物、矿物质、脂肪颗粒和酪蛋白胶束的水溶液，酪蛋白胶束是牛奶中Z大的溶解成分。有四种类型的酪蛋白胶束，粒径在100-200nm之间。这篇研究的目的是使用Litesizer500纳米粒度电位仪测试牛奶的颗粒度和zeta电位，包括全脂和脱脂牛奶；而且研究盐浓度对zeta电位的影响。

       实验

       全脂（3.5%脂肪）和脱脂（0.5%脂肪）牛奶从本地超市采购。对于颗粒度测试，牛奶和去离子水以1:200（v/v）比例稀释，然后过滤（Whatman 5μm针孔过滤器）。颗粒度通过动态光散射测试，在20℃下以背散射模式进行。运行次数、聚焦位置和光强衰减由仪器自动Z优化。

       对于zeta电位测试，制备四种牛奶用NaCl（0,10,20,40mM）溶液以1:200比例稀释。Zeta电位在25℃下用电泳光散射测试。应用电压和运行次数都由仪器自动Z优化。

       结果与讨论

       脱脂牛奶在光强粒度分布时显示一个单峰（图1），对应流体力学直径是175nm、5次重复测试的标准偏差是2.5%。很可能通过5μm针孔过滤器过滤了更大的脂肪颗粒，留下的酪蛋白胶束作为主要颗粒粒径是100-200nm。

Fig.1 DLS intensity size (radius) distribution of skimmed milk

       全脂牛奶DLS测试观察到了不同的现象（图2）。光强粒度分布显示两个峰，表明是一个双峰分布，平均颗粒尺寸是135nm和527nm，标准偏差（5次重复测试）10%左右。小颗粒有可能是酪蛋白胶束，大颗粒可能是残留的中等尺寸脂肪颗粒。与脱脂牛奶相比，全脂牛奶不仅有更多的脂肪而且包含的脂肪颗粒有更宽的尺寸范围。

Fig.2 DLS intensity size (radius) distribution of whole milk

       Zeta电位测试结果如图3所示。脱脂和全脂牛奶样品在四种盐浓度（0,10,20,40mM）测试。脱脂牛奶zeta电位结果分别是-42.0、-37.2、-32.7、-27.6mV，全脂牛奶zeta电位结果分别是-38.9、-35.9、-31.9、-27.0mV。所有数据点（每个数据点重复5次测试）的标准偏差在1.5%以内。两种牛奶随着盐浓度增加zeta电位数值减小。结果是可以预见的，因为盐浓度越高会减弱颗粒的德拜双电层也就是zeta电位。而且在每个浓度脱脂牛奶比全脂牛奶有更高的zeta电位，然而随着盐浓度增加差距在变小。

Fig.3 Zeta potential VS salt concentration for skimmed milk (blue) and whole milk (red)

       结论

       我们成功地用Litesizer™ 500测试了脱脂牛奶和全脂牛奶的颗粒度和zeta电位。