[發明專利]基于納米金顆粒增強的液體痕量濃度檢測方法及裝置

有效

• 申請號: 201810211449.0
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108469415B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 陶衛;趙輝;胡艷麗;何巧芝;陸志謙;呂鵬飛;劉權;鄭超
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀

本發明提供一種基于納米金顆粒增強的液體痕量濃度檢測方法，包括：采用激光束照射光聲池內的待測液體，激發產生出光聲信號；獲取所述光聲信號，處理后得到所述光聲信號的強度值；當待測液體的濃度改變時，對激光的吸收比例也隨之改變，最終影響光聲信號的強度值，利用光聲信號的強度值高低實現液體濃度的高精度測量；所述待測液體中添加有表面修飾層的納米金顆粒，表面修飾層是能與待測液體的待測物質特異性結合的分子。本發明還提供一種可以實現所述檢測方法的液體濃度檢測裝置。本發明利用納米金顆粒的超強吸收特性，極大地提高了光聲信號的強度，解決了傳統光聲檢測在液體環境中檢測靈敏度低的不足，使檢測精度可達痕量檢測級別。

技術領域

本發明涉及一種液體檢測技術，具體地說，涉及一種基于納米金顆粒增強的液體痕量濃度檢測裝置及檢測方法。

背景技術

濃度是液體的關鍵化學參數之一，在化工、醫藥、食品等行業的工業生產中，必須嚴格限制某些物質的含量，都需要對物質濃度進行精確檢測。特別是在一些濃度基地的濃度檢測場合，高精度的液體濃度檢測尤為重要。

傳統的液體濃度檢測方法主要有比重計法、化學滴定法、電感耦合等離子體質譜、旋光法、吸收光譜法等。其中，比重計法是目前應用最為廣泛的液體濃度檢測方法，通過分布稱量溶質和溶劑的質量與體積、計算得出濃度，但它只適用于液體中只含單一溶質的濃度檢測，不具有特異性分析的功能；化學滴定法是以化學反應為基礎的方法，檢測精度較高，可以用于多溶質液體的濃度分析，但是檢測耗時長，操作繁瑣，且檢測精度依賴于操作人員對指示劑變色的辨別能力；電感耦合等離子體質譜法是目前精度最高的液體物質濃度檢測方法，適用于復雜環境下的物質濃度分析，但檢測過程需要在專業的實驗室環境下操作，設備費用和維護費用十分昂貴，對有機物的檢測能力不足，對沒有標液的物質不能檢測；旋光法利用物質的旋光性對被測物質進行檢測，其檢測精度較高，但是應用領域非常窄，不適用于無旋光性或旋光性小的物質；吸收光譜法是目前研究最為成熟的液體濃度光學檢測方法，可以通過光譜吸收峰的位置和強度來檢測液體中不同成分的含量，但其難以檢測具有強散射的物質，特異性檢測能力較差，且檢測精度受制于設備的光分辨率，因此精度很難提高。

上述各種傳統的液體濃度檢測光學方法(如吸收光譜法、熒光分析法等)的特異性檢測完全依賴于物質的光譜響應，然而不同物質光譜的重疊性使得傳統光學方法的特異性難以提高。除此之外，這些方法的設備光源波長必須與被測物質的光譜響應相匹配，否則精度很難滿足檢測要求，這極大增加了設備成本。

經檢索，中國發明專利申請號：201210324391.3，該發明公開一種用于無創血糖檢測的差動液體光聲池組件，由激光器、半反半透鏡、測量光聲池、參考光聲池、底板組成。由激光器發出的激光束投射到半反半透鏡后分為兩束：一束為測量光束，投向測量光聲池，并產生測量信號；另一束為參考光束，投向參考光聲池，并產生參考信號。測量光聲池內裝有不同濃度的葡萄糖溶液，因此測量信號與葡萄糖溶液的濃度和純水正相關。

但是上述方法在液體環境中檢測靈敏度低還有待進一步提高。

發明內容

本發明針對現有的液體濃度檢測方法存在的精度低、選擇性差、速度慢等多種弊端，提出一種結構簡單、操作方便、能夠實現液體中特定物質痕量級濃度檢測的裝置及方法。

根據本發明的第一方面，提供一種基于納米金顆粒增強的液體痕量濃度檢測方法，所述方法包括：

采用激光束照射光聲池內的待測液體，激發產生出光聲信號；

獲取所述光聲信號，處理后得到所述光聲信號的強度值；

當所述待測液體的濃度改變時，所述待測液體對激光的吸收比例也隨之改變，最終影響所述光聲信號的強度值，利用所述光聲信號的強度值高低實現液體濃度的高精度測量；

其中：所述待測液體中添加含有納米金顆粒的溶膠，所述納米金顆粒的表面被修飾了一層能與液體中的某種待測物質特異性結合的分子；