[Zeta Potential] 제타전위-이온첨가제가 조류 번식에 끼치는 영향 분석

이번 포스팅에서는 MICROTRAC 의 STABINO ZETA 의 Titration 기능을 활용하여 녹조 제거에 어떻게 활용이 가능한지에 대해서 설명 드리겠습니다.

STABINO ZETA 는 piston 운동을 이용하여 샘플의 cahrge 를 분석하는 방식으로 초고속 Titration 이 가능하여, 분산액(titrant) 등을 설정한 조건에 도달할 때 까지 투입하며 그에 맞추어 변화되는 potential 값을 확인할 수 있습니다.

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● 개요

조류(Algae) 세포 현탁액(Cell Suspension) 에 이온 첨가제를 주입 함으로써 현탁된 세포들의 밀도, 조밀성 및

응집성을 제어할 수 있습니다.

이러한 첨가제에 의한 매개 변수들은 조류(Algae) 의 번식률에 상당한 영향을 미칩니다.

고분자(Polymer) 및 미립자(Samll particles) 를 첨가제로 사용할 수 있으며 MICROTRAC 의 STABINO ZETA 는

이러한 이온 첨가제 투여에 의한 적정(Titration) 과 함께 조류 현탁액을 분석할 수 있는 유용한 장비 입니다.

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● STABINO ZETA 를 이용한 Potential[mV] 과 조류(Algae)의 이온 전하 변화 확인​

실험의 목적에 따라 조류(Algae)의 이온 표면 전하(Ion surface charge) 가 그에 맞게 조절 됩니다.

설정한 지점까지 첨가제를 자동으로 titration 하는 동안 STABINO ZETA 는 세포의 계면 전위를 모니터링 합니다.

이 것은 계면 전하의 이온 강도와 직접적인 관련이 있으며 이는 세포간의 반발력과 관련이 있습니다.

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                             1) 1a : 양이온 고분자 용액으로 적정 ( Titration with cationic polymer solution )

                             2) 1b : 음이온 입자 현탁액으로 적정 ( Titration with anionic suspention )

                             3) 2a : 양이온 고분자 용액으로 적정 ( Titration with cationic polymer solution )

                             4) 2b : 양이온 입자 현탁액으로 적정 ( Titration with cationic suspention )

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● 실험 과정

1) 0.0001 ~ 10% 농도의 샘플 10ml 를 준비 합니다.

2) STABINO ZETA 의 테프론 재질의 원통형 cylinderical 에 샘플을 넣어 줍니다.

3) STABINO ZETA 의 Software 에 의해 PE titration 이 진행되며, 측정이 시작되면 피스톤이

상하로 움직이게 됩니다.

4) 이 때 Streaming potential 이 발생하게 되며 이를 2개의 detector 를 이용하여 받아 들이게 됩니다.

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Strabino®II 는 0.4~300mPa.s 의 점도 범위, 1㎚~300u㎛ 사이 크기의 입자를 분석할 수 있으며 기포(Bubble), 색상(Color) 및 빛의 흡수(Absorption) 등에 민감하지 않습니다. 아울러 분석 시 다른 매개 변수가 필요하지 않으며 titration 시 순환이 필요하지 않습니다. 적정용액(Titrant) 과 샘플의 혼합은 피스톤 운동에 의해 매우 효율적으로 이루어 집니다.

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● 실험 결과

두 종류의 온 첨가제에 의한 5㎛ 크기의 미세 조류의 실험 결과

: 미세 조류의 번식 제어를 위해 이온 전하 를 변화시킴으로써 결과를 확인해 보았습니다. 결과를 보게 되면

첨가제 #1 을 투여한 샘플 보다 첨가제 #2 를 투여한 샘플이 보다 효율적인 번식 및 응집이 일어난 것을 확인할 수 있었습니다.

 

● 결론

STABINO ZETA 의 적정 기능을 활용하여 PE Titration 을 진행하였으며 이를 이용하여 이온 첨가제에 의한 조류 샘플의 응집성을 빠른 시간에 확인할 수 있었습니다. 주변 액체와 입자의 상호 작용에 대한 정보에 의해 기존 방식보다

강력한 Screening Tool 로 써 소중한 정보를 제공합니다. 만약 이런 식으로 적정을 하지 않고 한 순간의 전위(제타전위,계면전위) 만 측정한다면 분산액 내의 전체 적인 정전기적 거동(Electrostatic behavior)을 알 수 없습니다.

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