纳米颗粒跟踪分析仪是一种用于测量和分析液体中纳米颗粒特性的先进仪器，以下是其详细介绍： ### 原理 - **光散射原理**：当激光照射到纳米颗粒上时，颗粒会产生散射光。不同粒径的颗粒，其散射光的强度、角度和偏振等特性不同。通过对散射光的检测和分析，可以获取颗粒的粒径信息. - **布朗运动追踪**：纳米颗粒在液体中会做无规则的布朗运动。分析仪利用高速摄像机或其他检测设备，对颗粒的布朗运动轨迹进行实时追踪。基于布朗运动的特性和相关理论，如斯托克斯-爱因斯坦方程，通过对颗粒运动轨迹的分析，可以计算出颗粒的流体力学半径和扩散系数等参数，进而得到颗粒的粒径分布和浓度信息. ### 系统组成 - **光学系统**：包括激光光源、透镜、反射镜、滤光片等光学元件，用于产生和调节激光光束，以及收集和过滤颗粒的散射光信号。常见的激光波长有405nm、488nm、532nm和642nm等，可根据不同的应用需求选择合适的波长. - **成像系统**：一般由高分辨率的显微镜或摄像机组成，用于观察和记录纳米颗粒的散射光图像或视频。成像系统需要具备高帧率、高灵敏度和低噪声等特性，以确保能够准确地捕捉到颗粒的运动轨迹和细节信息。 - **样品池**：用于容纳待检测的样品溶液，通常具有良好的光学透明度和温度控制功能，以保证样品在检测过程中的稳定性和均匀性。样品池的体积一般较小，可减少样品的用量. - **数据处理系统**：由计算机和专业的数据分析软件组成，负责对采集到的图像或视频数据进行处理、分析和存储。数据处理软件可以实现颗粒的识别、追踪、粒径计算、浓度测量等功能，并提供丰富的数据分析和可视化工具，如粒径分布曲线、浓度-粒径关系图等。 ### 应用领域 - **生物医学研究**：用于研究生物分子、细胞外囊泡、病毒、细菌等纳米级生物颗粒的粒径分布、浓度变化、形态特征等，有助于深入了解生物体内的生理病理过程，如疾病的诊断、治疗和药物研发等. - **药物研发**：可用于药物纳米粒子的制备、表征和性能评价，包括药物载体的粒径控制、药物释放动力学研究、药物与生物分子的相互作用等，为开发高效、低毒的新型药物制剂提供技术支持. - **材料科学**：研究纳米材料的粒度分布、形貌、稳定性等特性，以及纳米材料在溶液中的分散状态、团聚行为等，对于优化纳米材料的合成方法、提高材料性能、拓展材料应用具有重要价值. - **环境科学**：测量空气、水、土壤等环境样品中的纳米颗粒物，了解其来源、分布、迁移转化规律以及对环境和人类健康的影响，为环境污染监测和治理提供科学依据. - **食品科学**：分析食品中的纳米成分、添加剂、污染物等，如纳米级营养成分的粒径和稳定性、食品添加剂的分散状态、食品中纳米污染物的检测等，保障食品的质量和安全. - **化妆品工业**：研究化妆品中的纳米成分，如纳米级保湿因子、防晒剂、抗氧化剂等的粒径分布、稳定性和透皮吸收性能，确保化妆品的安全性和有效性，提高产品质量.