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时间:2018-11-01
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1、第一节介绍1.1库尔特原理在1940晚期,华来史.库尔特发明了一种技术,用于近似的记数和测量均匀分布在电解液中的微粒,并获得了专利。最初的时候,利用该项技术的仪器仅用于血细胞的分析,但是随着时间的流逝,该类仪器在工业界亦成为极其重要的工具。库尔特原理,亦称之为电敏感带(ESZ)方法,是许多国家和国际标准的参考,这种分析法,即基于库尔特原理的分析仪器经常作为参考,来评估其它微粒测量仪器和测量技术。在ESZ方法中,悬浮液通过一个小圆柱形的开口(即小孔)小孔两边有分离的电极,之间有电流流过。虽然电流的幅度较小,(通常是1mA),但分离电极的限制而产生的阻抗在小孔内
2、形成可观的电流密度,每一个微粒通过小孔(敏感带)时,排开了相当于自身体积的导电液,即刻增加了小孔的电阻。图1.1.1Multisizer3利用的库尔特原理的概略示意图电阻的变化产生了微小但成比例的电压变化,通过放大器,电压波动转变成足够的电压脉冲以便能精确测量。库尔特原理认为脉冲的幅度是与产生脉冲的微粒的体积是直接成比例的。通过在电压单位上衡量这些脉冲的高度,就能获得和显示粒度分布图。并且,如果利用定量仪器通过小孔抽取已知量的悬浮液,那么脉冲数的统计就反映了此悬浮液中每单位体积微粒的浓度。121在工业应用的历史上,通常以线性表格的形式来报告微粒的粒径,因此微
3、粒的体积要转化成等体积的球体直径(ESD),在这种情况下,微粒粒径就是等体积球体的直径。在生物学和生物医学研究中,通常(在报告细胞分析的结果时)更加习惯于使用实际的体积单位,在这些应用当中,微粒粒径通常使用菲升或立方微米来表示(fL,µL3).假定微粒的表面积可以从完美球体的表面积获得,这个完美球体的ESD与微粒的体积的ESD相等,那么我们就可以计算微粒的表面积。在关于使用电敏感带的方法获得微粒粒径分布的国际标准中,对于使用库尔特原理进行微粒粒径分布的测量进行了描述,并给出了指导。1.2关于Multisizer3库尔特计数仪BeckmanCoulterMul
4、tisizer3(DPP),同时提供了范围在0.4um到2000um之间的微粒的粒径和计数。是一台灵活的,多通道的分析仪。它应用了库尔特原理(即库尔特电阻法)和最新发展的数字脉冲技术数据可以用特有的DPP电路进行处理。使用任何的装有版本为95、98、2000或NT4.0的视窗操作系统和BeckmanCoulterMultisizer3的操作软件的计算机(装有PentiumII或类似的处理器)都可以获取数据,进行显示或重新分析。Multisizer3使用特有的不含水银的测量系统,以稳定的速度抽吸悬浮液通过小孔,并精确的测量所抽吸的液体的体积,准确的计算出微粒的
5、浓度。另一方面,假如液体的体积测量不重要或不是关键的,仪器提供了连续流动测量的方式,用户可以自己定义分析的参数,例如进样时间或微粒计数。通过使用最新的数字脉冲测量技术,一个完整的分析结果(可能含有数以万计的微粒脉冲)可以保存在内存或磁盘上,以供重新调用和再分析。这种技术第一次实现了:通过改变所感兴趣的粒径范围而实时的成百倍的增加分析结果的解析度,而不用再度分析样品。通过软件中的“脉冲到粒径的转换设置”功能,样品只要通过小孔一次,从最低解析度到最高解析度的测量都有可能进行。脉冲的高度值都被独立的保存起来,这意味着没有必要预先决定样品分析的解析度(或者叫做“通道
6、”或“分级”)。解析度的选择仅仅取决于分析者的判断力,在分析之前或分析之后,甚至在分析过程当中,都可以进行解析度的选择。对于一个小孔的全部或部分可测范围,通道数可以从4个到300个。数目较少的通道数由于结果的统计上的分散度比较小,所以粒径分布的表现有所提高。而提高特别感兴趣的部分的通道数会对于结果的细节部分有所增强。对于微粒的粒径,更多的通道数提供了更多的细节。Multisizer3先进的数字电子技术使得实时的改变分析的通道数成为可能。而不会失去任何其它解析度所要的数据信息。做样的结果也可以以完全处理的形式(精简格式)保存在磁盘空间上。虽然这样做会失去原始的
7、脉冲数据而不能以不同的解析度重新分析,但是利用软件的“缩放”功能,处理的结果仍然可以放大,或者选择感兴趣的部分。121通过特有的算法,我们可以对结果的数目数据和粒径分布进行校正,以抵消样品在通过小孔的时候偶尔发生的多个微粒同时通过的情况(重合)。有一个显示条提供了实时的样品悬浮液的浓度情况。Multisizer3的软件提供了一个脉冲监视器的窗口,作为小孔的电性能的显示。窗口的时基可以调节成为脉冲浓度或独立脉冲形状。通过最小化线宽的影响和扩大小孔敏感带,电脉冲的编辑功能可以将相当窄的粒径分布进一步分解。可以将数据以数目、体积、质量和表面积分布的形式图示。或者是
8、粒径对含量的表格。所有的显示格式可以分为微分形式和累
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