法國 Cordouan Technologies 原位非接觸奈米粒度儀與 SAXS/SANS 聯用技術方案

日期：2026/07/07

原位非接觸奈米粒度儀 Vasco Kin

奈米顆粒（Nanoparticles），一般指粒度在 1nm - 100nm 之間的粉末或顆粒。奈米顆粒具有特異的表面效應、小尺寸效應、體積效應、量子尺寸效應以及獨特的光學特性、機械性能、電化學性能，在材料科學、生物醫藥、電子元件、石油化工等多個領域展現出廣泛的應用前景。而粒度作為奈米材料最重要的表徵參數之一，直接影響材料的物理和化學性質，進而影響最終產品的性能，因此其檢測技術是工業生產和品質管理的重要工具，對於提高產品品質、降低生產成本以及確保產品安全性和有效性具有不可替代的作用。

在目前常用的幾種粒度檢測方法中，主要有電子顯微鏡方法（TEM\SEM）、動態光散射（DLS）、X 射線繞射（XRD）、X 射線小角散射（SAXS）等方法。其中，電子顯微鏡方法（TEM\SEM）可提供顆粒的直觀圖像，進而分析其粒度大小，但由於其取樣量較少，數據的代表性不足，也不適用於奈米顆粒的原位檢測以及線上品質控制的快速檢測；X 射線繞射法不僅可用於測量奈米材料的晶粒度，還可提供全方位的物相和晶體結構資訊，但這需要待測的奈米顆粒為晶體材料，如果奈米顆粒材料為非晶體，則無法測量；採用 X 射線小角散射方法，可以對晶態和非晶態材料的粒度進行分析，但該儀器價格昂貴，對技術人員的要求極高，不適用於大面積的推廣。

動態光散射技術 Dynamic Light Scattering (DLS)，也稱光子相關光譜 Photon Correlation Spectroscopy (PCS)，測量光強的波動隨時間的變化，透過檢測器將光強的波動轉化為相關方程，根據相關方程計算光強波動的速度，從而得到粒子的擴散速度資訊、粒子的粒徑 d(h) 以及尺寸的分布資訊；該方法具有精準、穩定的優勢，此方法以布朗運動為基本前提，是上億個粒子的統計學效果，使得對粒徑及其分布的測量更加準確，檢測範圍可達奈米級或亞奈米數量級，商業化的奈米粒度儀其分析範圍可以達到 0.5nm - 10μm，DLS 是目前測量亞微米顆粒的產業標準技術。

目前在奈米顆粒的合成過程中，最常用的是實驗室桌上型奈米粒度儀，採用取樣離線分析，進而獲取奈米顆粒的粒度及分布資訊。但隨著技術發展的要求以及實驗的需求，科研和研發工作者越來越需要對奈米合成過程中奈米粒度的變化情況進行分析。透過對奈米合成體系進行粒度的原位表徵，在材料或反應體系的原始狀態下進行即時、動態的分析與監測，打破傳統測試方法的局限性，讓科研工作者能夠深入到微觀世界的核心，捕捉那些稍縱即逝的變化，對體系具有更深刻的認識，對奈米粒子的生長過程進行反應動力學級別的研究，為後續的工藝改進、介面調控、配方開發提供強有力的数据支撐。

基於以上的測試需求，法國 Cordouan Technologies 製造了世界上首台原位非接觸式奈米粒度儀 Vasco Kin。該產品以廣為人知的 DLS 動態光散射技術為基石，集成了穩定的光學單元、靈敏的 APD 檢測器和靈活的非浸入式探頭，結合專用的分析軟體和數學模型，開發出性能卓越的、針對各類奈米體系中顆粒尺寸的原位監測系統。

「Vasco Kin 原位奈米粒度分析儀」不但保持了傳統 DLS 動態光散射儀器的高靈敏度（粒徑範圍 0.5 nm ~ 10 μm）和寬適應性（樣品濃度 1 ppm ~ 40%，視樣品而定），還開創性地採用了非接觸遠端式探頭，將 DLS 技術帶入原位過程監測的廣泛應用場景，並增加了創新的時間關聯功能。

(Vasco Kin 原位非接觸奈米粒度分析儀)

(原位非接觸奈米粒度儀測試原理)

產品核心優勢與特點

動態光散射技術：基於動態光散射技術（DLS）。

非接觸原位量測：獨特的非接觸式與原位（In-situ）量測。

高解析即時相關：具備高解析度與即時相關功能，時間解析度達 200ms。

穩頻固態雷射器：搭載高可靠性的穩頻固態雷射器。

高靈敏光子計數：採用新一代高靈敏度光子計數器（APD）。

開機即測免預熱：儀器開機無需預熱，可立即投入使用。

零組件無維護維修：儀器內部無活動部件，性能可靠且無需維護。

寬廣粒度分析範圍：粒徑分析範圍達 0.5 nm - 10 μm。

光纖探頭精準遠端：光纖探頭設計，確保實驗室與原位遠端量測具備相同的精確度，與傳統 DLS 數據毫無差異。

模式快速彈性切換：現場原位量測模式與實驗室桌上型量測模式可快速轉換。

適用場景及特色：

密閉裝置原位量測：可在反應器、高壓滅菌釜、微波消化儀、密封小瓶等裝置內部直接量測，實現現場篩選與製程優化。
流動狀態樣品分析：可量測流動狀態下樣品的粒徑分布。允許在微流體晶片中或/和出口處進行量測，用以評估流速對流體中粒徑分布的影響（例如 LNP 脂質奈米顆粒合成、小分子藥物傳輸等），實現現場篩選並優化製程。
高濃度免稀釋測試：可測試的樣品濃度範圍極廣，完全不需要稀釋樣品。
原包裝長效穩定性：原位遠端量測無需額外取樣，可在樣品原包裝（如氣密瓶或多孔盤）中進行連續、長時間的非接觸式量測，以追蹤粒徑分布並評估樣品的長期穩定性。
微量需求節省成本：最小樣品量僅需 50 μL，特別適合應用於生物製藥等高昂貴樣品。
極端與高危環境量測：採用無接觸式量測，可在高溫、高壓、具放射性或有毒環境下，安全實現粒徑分布的原位量測。

超強的擴充技術

具備強大的擴充彈性，可將高解析度奈米粒度原位量測系統 VASCO KIN™ 與其他光譜法或光學儀器（如：X 射線小角散射 SAXS、小角中子散射 SANS、拉曼光譜 Raman、紫外-可見光光譜 UV-Vis 等）進行聯用。

線上微流體量測探頭：即時配方製程控制

連續流量量測：可在連續流動的流量條件下進行即時量測。
動態流速控制：支援在不同流速下進行即時監控與控制。
即插即用模組：採用即插即用模組設計，完全無需繁瑣的光路對準與校準。
維持無菌完整：無需分批進行樣品處理，可完美保持樣品的完整性與無菌性。

可更換式玻璃微流體通道

即插即用模組：採用即插即用模組設計，完全無需光路對準與校準。
多元通道管徑：可依據您的應用需求，提供最合適的內部通道直徑（0.5 - 200 mm）。
微流體晶片整合：可與各式微流體晶片（Microfluidic chips）完美結合。
產線輕鬆導入：易於裝配與導入生產線中，並與市售標準管路規格相容。
維持無菌完整：無需分批進行樣品處理，完美維持樣品的完整性與無菌性。

基於 SAXS 和 DLS 聯用技術的特點，以及在機械與整合方面的限制，德國多特蒙德工業大學（Technische Universität Dortmund）A. Schwamberger 等人聯合 Cordouan Technologies 公司以及 Bruker AXS 公司，開創性地設計了一種創新的奈米顆粒表徵工具實驗方法。該方法結合了實驗室小角 X 射線散射儀器（SAXS in Lab）、時間分辨原位動態光散射（In-situ DLS）設備與微流體反應器。團隊針對 SAXS in Lab 和 In-situ DLS 的聯用技術進行了設計與優化，以滿足在奈米顆粒合成過程中進行時間分辨監測的嚴格要求。

本實驗利用原位 DLS 設備 Vasco Kin，直接量測位於 SAXS 真空樣品室內、直徑為 2.0 mm 的玻璃毛細管中之樣品。接著利用此組合式的 SAXS 與 DLS 設備，分別對已知尺寸的市售金奈米顆粒懸浮液進行了測試。此外，團隊也在二氧化矽奈米顆粒的合成過程中，成功進行了同步的 SAXS 與 DLS 量測。

Vasco Kin 時間分辨功能介紹

Cordouan Technologies 創新地將「時間分辨（Time-Resolved）」概念引入奈米粒度分析中，能夠在極短時間內獲取大量的數據點。透過時間分辨功能監測合成過程，並即時回饋調整參數，從而精確量測出粒徑的微小變化，快速且準確地測得奈米顆粒的粒徑與粒徑分布。

此技術實現了對奈米顆粒粒度的即時（Real-time）監測，能夠及時捕捉顆粒在合成、團聚、分散等動態製程中的細微變化，為研究開發與生產製程提供即時的回饋與控制。在實際應用中，這種精準控制能讓奈米顆粒在材料科學、電子學等領域更好地發揮效能；例如在電子學領域中，精確控制尺寸的奈米顆粒可用於製造高性能的電子元件。