BeScan Lab

BeScan Labでお手に入れる情報

 

• 不安定性指数（I_US）
• 平均粒子径（Mean particle size）
• 流体力学的分析　（Hydrodynamic analysis）
• レーダー図による局部的な安定性評価（Radar chart for regional I_US）
• 温度トレンド試験（Temperature trend testing）
• 粒子移動率（Particle migration rate）

 

BeScan Labで原材料から完成品までサポート！

 

分散性安定性評価装置BeScan Lab（ビースキャンラボ）は、製品ライフサイクル全体において重要な役割を果たし、製剤設計、製造、使用前の各段階をサポートします。これにより、製剤の最適化、製造工程中の品質管理、最適な輸送および保存条件の調査、再分散性に関する研究が可能になります。

 

1. 研究開発

調製の階段で、原材料の採用から、優れた分散性と均一性を確保するためお役に立ちます。

 

2. 製造工程

製造方法、時間、温度など製造工程を最適化し、効率を高めます。

 

3. 貯蔵・輸送

様々な環境条件下における製剤の安定性を評価し、不安定な状態を観察し、保存期間を予測できます。

 

4. 使用前処理

不安定化の可逆性と規格への準拠状況の検討に参考になります。

 

特徴・利点

 

多様な分散系の完全非破壊測定

• • 接触不要、希釈不要、せん断不要
  • 最大95%v/vの高濃度分散体の評価が可能
  • 粒子径測定範囲：0.01～1,000 μm

 

迅速かつ直感的な安定性評価

• • 高性能LEDと超高感度検出器を搭載し、20-micronのスキャンステップにより、目視より200倍速くなるスピードで、微妙な変化をリアルタイムでモニタリング
  • 80℃までの加熱温調機能により加速試験を対応可能 

 

定性的・定量的な安定性評価

• • さまざまな不安定現象の識別：クリーミング、沈降、凝集、合体、相分離など
  • 不安定性の定量化と動力学の研究

 

測定原理

 

静的多重光散乱（SMLS）技術を用いて、分散系の安定性を評価します。BeScan Lab内では、2つの検出器とLED光源を備えたセットアップがサンプルセルに沿って上昇し、サンプルをスキャンします。高濃度サンプルの場合、後方検出器が後方散乱光信号を検出するために使用され、希釈サンプルの場合、前方検出器が透過光信号を検出するために使用されます。

 

【アプリケーション】

 

• BeScan Lab によるビール泡の評価 
• BeScan Labによる3Dプリント用スラリーの分散剤効果および安定性評価
• イブプロフェンの安定性評価における BeScan Lab の活用
• BeScan Labを用いた温度変化に伴うポリNIPAmゲルの構造変化解析
• SMLS 技術を用いた分散剤が懸濁液の安定性に及ぼす影響の検討
• BeScan Lab による洗浄効率の評価

 

多様な応用分野

 

• 農薬：農薬製剤
• 電池・エネルギー：電極材料や電解質の安定性
• セラミックス：セラミックススラリー、釉薬や顔料
• パーソナルケア：化粧品、ローション、クリームなど
• 食品・飲料：牛乳やソースなど
• 石油化学：石油製品、潤滑油
• 医薬品：製剤、生体高分子の凝集
• 塗料・コーティング・インク：塗料、インクや顔料の分散性評価

 

 

静的多重光散乱（SMLS）

 

静的多重光散乱（Static Multiple Light Scattering, SMLS）は、高濃度の液体分散系を直接評価するための光学的手法です。本技術では、試料に光を照射し、粒子や液滴によって多重散乱された光を検出することで、分散系の特性を解析します。

 

BeScan Labでは、850 nm LEDを光源として使用し、0°の検出器で透過光を、135°の検出器で後方散乱光を測定するシステムを採用しています。この測定手法により、試料を垂直方向にスキャンしながら、透明な分散体では透過光、不透明な分散体では後方散乱光を解析し、分散状態を詳細に評価することが可能です。

 

検出信号は20 μm間隔で取得され、分散体粒子の粒子径（d）および濃度（Φ）の変化を高精度で測定できます。

 

信号表示

 

カスタマイズ可能なスキャン手法により、異なる測定時間ごとの信号を異なる色で表示し、スキャン結果の変化を直感的に確認できます。各スキャン結果の重なり具合を比較することで、時間経過や高さによる信号の変動を捉え、基準値との相違を可視化することが可能です。これにより、分散系の不安定性に伴う局所的な変化を詳細に評価できます。

 

本例では、沈降が進行する際に後方散乱信号（dBS）が特徴的な変化を示すことを確認できます。具体的には、粒子の移動により上部では信号が減少し、下部では信号が増加する傾向が見られます。

 

特長

• 多用途な測定

色や粘度の制約がなく、低濃度から高濃度（最大95% v/v）まで、幅広い試料の測定が可能。

 

• 非破壊・その場測定

試料の前処理を必要とせず、分散系の本来の特性を維持したまま測定可能。

 

• 広範な粒子径範囲

0.01～1,000 μmの粒子を測定でき、さまざまなサイズの分散系に対応。

 

• 多様な分散体に適用可能

エマルション、サスペンション、フォーム（泡）など、さまざまな分散系に対応し、高分解能で安定した測定を実現。

 

 

 

専用ソフトウェア — 高精度な定性・定量安定性評価

定性分析 – 不安定化現象の識別

 

BeScan Labは、近赤外光と20μmの高分解能を活用し、視認できる前の段階で相分離、沈降、クリーミング、凝集（フロック形成、合体、凝固）といった不安定化現象を検出します。

 

1. フロック形成（Flocculation） 分散体全体の透過光または後方散乱光信号に均一な変化をもたらす現象。

• 廃水処理、電極スラリー、掘削液などで一般的に見られる。

 

2. 相分離（Phase Separation） 時間の経過とともに、異なる相の界面が変化していく現象。

• 塗料・コーティング剤、化粧品などで一般的に見られる。

 

 

3. 沈降（Sedimentation） 不透明な試料では、上部での後方散乱光信号が減少し、下部で増加する現象。

• スラリー、顔料、農薬、ワクチン、ボディローションなどで一般的に見られる。

 

4. クリーミング（Creaming） 不透明な試料では、上部での後方散乱信号が増加し、下部で減少する現象。

• 乳飲料、脂質エマルジョン、農薬などで一般的に見られる。

 

定量分析 - 不安定性指数による評価手法

BeScan Labでは、分散系の安定性を数値化する不安定性指数（I_US）を提供しています。この指数は、試料全体の高さと時間にわたるすべての信号変動を合計することで算出され、試料内の微細な変化を捉えます。I_USの数値が大きいほど安定性が低いことを示し、試料の比較に役立ちます。各スキャン後に自動的に不安定性指数が算出され、以下の式に基づいて計算されます。

BeScan Labでは、時間経過に伴う不安定性指数の変化を測定し、異なる試料の安定性を比較できます。不安定性指数の増加が遅いほど、分散系の安定性が高く、曲線はより平坦になります。この傾向を分析することで、長期的な安定性の予測が可能となります。

Time-dependent instability index

 

「One-to-many」システム - 複数試料の同時測定ソリューション

BeScan Labでは、最大10試料の同時測定が可能であり、単一のソフトウェアインターフェースで制御できます。「One-to-many」システムにより、測定時間を大幅に短縮し、柔軟な測定が可能になります。
さらに、各BeScan Labは独立して制御できるため、異なる試料の測定条件を最適化できます。

最大10台の装置を制御可能

 

1. 相分離動態解析と平均粒子径 流体力学的解析により、層の厚さや粒子の移動速度を時間経過に沿って評価することができます。この解析を基に、流体力学的平均粒子径を算出することが可能です。

2. 光学解析と平均粒子径の変動 粒子径の変動解析は、BeScan Labを使用することで実現できます。これにより、透過光および後方散乱光信号との相関を通じて粒子径の変動を評価することが可能です。

3. 温度傾向測定 最大80°Cまでの温調可能な温度傾向測定により、極端な条件下での安定性を探るとともに、不安定化を促進します。

4. レーダーチャート 各スキャンの全体および局所的な不安定性指数をレーダーチャートで表示します。これにより、局所ごとの安定性（上、中、下）を直感的に確認できます。

 

コアリングセル・Coring cell コアリングセルは遠心分離機を使用する時に適用され、ペースト、クリーム、フォームなど、粘度が高くメニスカスの品質が低いサンプルに対する効果的な解決策です。

遠心分離機・Centrifuge 遠心分離機では最大4つのサンプルを処理でき、遠心力を利用してサンプルの上部を平坦にします。最大回転速度は5,000 rpmです。

低容量サンプルセル・Low-volume sample cell 低容量サンプルセルは、貴重なサンプルや少量のサンプルに適しています。最小2mLの量で測定が可能です。

 

                                                           

装置仕様
測定原理	SMLS (静的多重光散乱)
検出角度	透過光0°、後方散乱光135°
光源	850 nm LED
スキャンステップ	20 μm
スキャン高さ	0 - 60 mm
最大体積率	95%
粒子径測定範囲	0.01 - 1000 μm
温度範囲	室温- 80 ℃ (±0.5 ℃)
サンプル量	4 - 25 mL
測定モード	Regular（一般）/Fixed point（定点）/Temp. trend（温度傾向）
寸法	460(L) x 260(W) x 280(H) mm
重量	13.5 kg
電源	AC100 - 240 V、50 - 60 Hz、3.8 A
ISO準拠	ISO/TR 18811:2018, ISO/TR 13097:2013 ISO/TR 21357:2022、ISO/TS 22107:2021

 * 試料種類や試料前処理によって異なります。