CN105572020B - 一种纳米粒子计数方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米粒子计数方法，包括以下步骤：取纳米粒子溶液，选择三个连续级的10倍稀释梯度得到三个稀释度溶液；从每个稀释度溶液中分别取三份样品得到A1、A2、A3，然后取盐溶液，将A1、A2、A3分别与盐溶液汇合流出形成液滴，逐滴滴下；用激光束从液滴一侧射入，从液滴中射出形成投影；获取每滴溶液的投影图像，对投影图像采用模式识别判断是否有纳米粒子，采用MPN计数方法计算纳米粒子数量；本发明计数准确，需要的装置简单、成本低，容易实现。

Description

一种纳米粒子计数方法
技术领域
本发明涉及一种粒子计数方法，具体涉及一种纳米粒子计数方法。
背景技术
纳米粒子是一种尺寸为1～100nm的超细粒子，纳米材料如今在许多学科领域都具有很广泛的应用，然而对于纳米溶液中粒子的数量计算都比较传统和粗糙；传统的纳米粒子的技术方法有扫描电镜计数、数学计算等方式；扫描电镜计数是对一滴纳米溶液进行电镜扫描，然后逐个数出扫描图中纳米粒子的个数，最后推导该溶液中纳米粒子的数量；数学计算法是将纳米粒子统统看成球形，根据所合成的纳米粒子的粒径计算粒子体积，乘以密度得到每个粒子质量，再用该溶液所用的金属质量除以单个粒子质量既得总粒子数；扫描电镜法成本高且操作复杂，而且计数也不准确；数学计算法是将所有粒子视为球状，事实上纳米粒子都是不规则状态，数学计算法是一种较为粗糙的计数方法，结构不太准确。
发明内容
本发明提供一种利用概率理论估算纳米粒子数量的方法。
本发明采用的技术方案是：一种纳米粒子计数方法，包括以下步骤：
取纳米粒子溶液，选择三个连续级的10倍稀释梯度得到三个稀释度溶液；
从每个稀释度溶液中分别取三份样品得到A1、A2、A3，然后取盐溶液，将A1、A2、A3分别与盐溶液汇合流出形成液滴，逐滴滴下；
用激光束从液滴一侧射入，从液滴中射出形成投影；
获取每滴溶液的投影图像，对投影图像采用模式识别判断是否有纳米粒子，采用MPN计数方法计算纳米粒子数量。
进一步的，所述激光束为可见光激光。
进一步的，所述激光束波长为532nm。
进一步的，所述液滴采用双通道或多通道蠕动泵形成。
进一步的，操作过程在黑暗的环境中进行。
进一步的，所述盐溶液为钙、镁、钾的氯化物或硫酸盐溶液中的一种。
进一步的，所述MPN计数方法步骤如下：
每个液滴中有纳米粒子标记为+,没有纳米粒子标记为-；
每个稀释度的三份样品A1、A2、A3中存在+,记为1,没有+,记为0；
将每个稀释度的三份样品的标记相加,为该稀释度的标记；
将三个稀释度的标记按顺序排列,形成一组三位数,检索MPN表中的排列查每毫升中纳米粒子数量。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用MPN法计数，该方法服从泊松分布理论，计数结果比较准确；
(2)本发明需要的装置简单、成本低，采用激光发射器和蠕动泵等简单地设备即可实现。
附图说明
图1为实施例中检测溶液稀释方法示意图。
图2为本发明结构示意图。
图中：1-激光发射器，2-液滴，3-纳米粒子，4-屏幕，5-拍照装置，6-处理装置，7-蠕动泵。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
一种纳米粒子计数方法，包括以下步骤：
取纳米粒子溶液，选择三个连续级的10倍稀释梯度得到三个稀释度溶液；
从每个稀释度溶液中分别取三份样品得到A1、A2、A3，然后取盐溶液，将A1、A2、A3分别与盐溶液汇合流出形成液滴，逐滴滴下；
用激光束从液滴一侧射入，从液滴中射出形成投影；
获取每滴溶液的投影图像，对投影图像采用模式识别判断是否有纳米粒子，采用MPN计数方法计算纳米粒子数量。
进一步的，所述激光束为可见光激光。
进一步的，所述激光束波长为532nm；采用波长为532nm的激光可以减小光线的衍射作用。
进一步的，所述液滴采用双通道或多通道蠕动泵形成，通过蠕动泵的两根或多根导管将纳米粒子溶液和盐溶液汇合。
进一步的，操作过程在黑暗的环境中进行；在黑暗的环境中拍出的照片更加清晰，判断更加准确。
进一步的，所述盐溶液为钙、镁、钾的氯化物或硫酸盐溶液中的一种；纳米粒子溶液和盐溶液混合能够使纳米粒子产生凝聚现象，使得投影中能清晰辨认出纳米粒子。
根据纳米粒子的大致浓度确定稀释倍数，将三个连续级的10倍稀释梯度，如图1中所示，从左到右，最左边100溶液为原溶液，取1mL原溶液加水至10mL溶液为10-1浓度的溶液，依次类推得到10-2、10-3浓度的溶液；分别取稀释后的纳米粒子溶液，每个稀释度取1mL样品，取三份1mL样品；每份样品分别与盐溶液通过双通道蠕动泵的两根导管逐滴滴下；采用激光束照射液滴，在屏幕上投射出阴影；拍摄投影照片，将照片采用模式识别方法判断是否有纳米粒子，并采用MPN计数法计算纳米粒子溶液中纳米粒子的数量；对每滴水样的投影拍摄照片进行电脑识别，具体识别过程如下：
每个液滴中有纳米粒子标记为+,没有纳米粒子标记为-；
每个稀释度的三份样品A1、A2、A3中存在+,记为1,没有+,记为0；
将每个稀释度的三份样品的标记相加,为该稀释度的标记；
将三个稀释度的标记按顺序排列,形成一组三位数,检索MPN表中的排列查每毫升中纳米粒子数量。
使用时，采用双通道蠕动泵7通过两根导管将纳米稀释后的纳米粒子溶液和盐溶液分别抽出，溶液从导管的两头流入，汇合流出形成液滴2；由于液体的折射作用，液滴2可类似于一个凸透镜，采用激光发射器1将一束激光光线从液滴2的一侧射入，光线呈扩束发散的趋势从液滴2射出并投影至屏幕4上；液滴2中的纳米粒子也将被放大并投影；由于纳米溶液与盐溶液结合会发生凝聚现象，所以在屏幕4上能清晰的辨认出凝聚后的纳米粒子；采用拍照装置5对投影到屏幕4上的画面进行拍照，将拍摄的照片传送到处理装置6，处理装置6对拍摄的图像进行模式识别，识别液滴中是否有纳米粒子存在；由于纳米粒子在溶液中的分布是随机的，所以检测纳米粒子时，可按照概率中的泊松分布来计算纳米粒子的数量，采用MPN计数方法计算纳米粒子数量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种纳米粒子计数方法，其特征在于，包括以下步骤：
取纳米粒子溶液，根据纳米粒子的大致浓度，选择三个连续级的10倍稀释梯度得到三个稀释度溶液；
从每个稀释度溶液中分别取三份样品得到A1、A2、A3，然后取盐溶液，将A1、A2、A3分别与盐溶液汇合流出形成液滴，逐滴滴下；
用激光束从液滴一侧射入，从液滴中射出形成投影；
获取每滴溶液的投影图像，对投影图像采用模式识别判断是否有纳米粒子，采用MPN计数方法计算纳米粒子数量；
所述液滴采用双通道或多通道蠕动泵形成；所述盐溶液为钙、镁、钾的氯化物或硫酸盐溶液中的一种。
2.根据权利要求1所述的一种纳米粒子计数方法，其特征在于，所述激光束为可见光激光。
3.根据权利要求2所述的一种纳米粒子计数方法，其特征在于，所述激光束的波长为532nm。
4.根据权利要求1所述的一种纳米粒子计数方法，其特征在于，操作过程在黑暗的环境中进行。
5.根据权利要求1所述的一种纳米粒子计数方法，其特征在于，所述MPN计数方法步骤如下：
每个液滴中有纳米粒子标记为+,没有纳米粒子标记为-；
每个稀释度的三份样品A1、A2、A3中存在+,记为1,没有+,记为0；
将每个稀释度的三份样品的标记相加,为该稀释度的标记；
将三个稀释度的标记按顺序排列,形成一组三位数,检索MPN表中的排列查每毫升中纳米粒子数量。
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