[發(fā)明專利]一種基于相位分析光散射技術(shù)和毛細管電極檢測裝置的準確檢測懸浮體系Zeta電位的檢測方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202111152556.9 | 申請日： | 2021-09-29 |
| 公開（公告）號： | CN113884558A | 公開（公告）日： | 2022-01-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李曉光;寧輝;孫健;劉越強;陳權(quán)威;李曉旭;鄭浩;肖永俊 | 申請（專利權(quán)）人： | 丹東百特儀器有限公司 |
| 主分類號： | G01N27/447 | 分類號： | G01N27/447 |
| 代理公司： | 沈陽優(yōu)普達知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234 | 代理人： | 孫奇 |
| 地址： | 118011 遼寧省丹*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 相位 分析 散射 技術(shù) 毛細管 電極 檢測 裝置 準確 懸浮 體系 zeta 電位 方法 | ||
1.一種基于相位分析光散射技術(shù)和毛細管電極檢測裝置的準確檢測懸浮體系Zeta電位的檢測方法，其特征在于：包括毛細管電極、分光片、檢測器、激光器、透鏡組、反光鏡，壓電陶瓷PZT驅(qū)動的反光鏡、數(shù)據(jù)采集卡以及運算單元，其中激光器出射后通過分光片分出兩束光線，一路為入射光，一路為參考光；
所述入射光通過透鏡組照射到毛細管電極中的樣品上；
入射光照射在檢測點位置并穿透電極，檢測器檢測與入射光成12°夾角的散射光；參考光在入射光12°角和樣品散射光合束；
所述入射光照射在樣品上，在毛細管電極兩端施加周期性反轉(zhuǎn)的電壓形成沿毛細管分布的周期性反轉(zhuǎn)電場，懸浮在樣品中的帶電顆粒在電場力的作用下進行電泳運動，由于顆粒的電泳運動產(chǎn)生光學(xué)多普勒效應(yīng)導(dǎo)致樣品的散射光的頻率偏移；
所述參考光經(jīng)過壓電陶瓷PZT驅(qū)動的反光鏡和樣品散射光合束形成拍頻，然后進入檢測器；
所述檢測器輸出信號由數(shù)據(jù)采集卡傳輸至運算單元；
通過鎖相放大技術(shù)進行信號解析得到散射光的相位隨時間偏移量，進而通過偏移量對時間曲線斜率得到散射光的頻率偏移幅值，其偏移幅值通過公式計算得到電泳遷移率，其相對于原入射光頻率偏移的方向與顆粒Zeta電位的符號相關(guān)；
將得到的電泳遷移率帶入Herry方程，計算得到顆粒的Zeta電位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于相位分析光散射技術(shù)和毛細管電極檢測裝置的準確檢測懸浮體系Zeta電位的檢測方法，其特征在于：所述毛細管電極的檢測點位置設(shè)置在電極U形毛細管底部中間位置，毛細管上端兩側(cè)各設(shè)置一個電極片，兩片電極間距大于50mm，樣品盛放在毛細管通道中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于相位分析光散射技術(shù)和毛細管電極檢測裝置的準確檢測懸浮體系Zeta電位的檢測方法，其特征在于：所述毛細管電極的毛細管通光部位光程≤4mm；較小的通光長度有利于高濃度樣品的散射光散射出光，有效的增加了Zeta電位測試對應(yīng)樣品的濃度上限。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于相位分析光散射技術(shù)和毛細管電極檢測裝置的準確檢測懸浮體系Zeta電位的檢測方法，其特征在于：在測試過程中在毛細管電極兩端施加10-30Hz范圍內(nèi)的高頻周期性反轉(zhuǎn)的電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于相位分析光散射技術(shù)和毛細管電極檢測裝置的準確檢測懸浮體系Zeta電位的檢測方法，其特征在于：采用鎖相放大技術(shù)解析散射光和參考光合束后形成的拍頻信號，得到散射光相位隨時間變化曲線即相圖；
通過相圖中相位信號隨時間曲線變化的斜率得到散射光的頻率改變Δf；進而通過公式
得到顆粒的電泳遷移率μ，其中n為分散液的折光指數(shù)，λ為激光波長，θ為散射光和入射光夾角，E為電場強度；
將體系的電泳遷移率帶入Herry方程：
計算出顆粒的Zeta電位信息；其中f(κα)為Henry函數(shù)，κ為德拜半徑倒數(shù)，α代表粒徑，ακ代表了雙電層厚度和顆粒半徑的比值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于相位分析光散射技術(shù)和毛細管電極檢測裝置的準確檢測懸浮體系Zeta電位的檢測方法，其特征在于：在一個測試過程中在毛細管電極兩端施加10-30Hz范圍內(nèi)的高頻周期性反轉(zhuǎn)的電壓，在每一個周期內(nèi)得到兩個相反方向顆粒電泳運動對應(yīng)的相位信號，通過求解每個相位信號隨時間變化的斜率的絕對值得到兩組散射光的頻率改變幅值Δf；一個測試中得到施加周期數(shù)目乘以2倍數(shù)目的散射光頻率改變幅值Δf結(jié)果，通過求取平均值得到這個測試的散射光平均頻率改變幅值結(jié)果
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于相位分析光散射技術(shù)和毛細管電極檢測裝置的準確檢測懸浮體系Zeta電位的檢測方法，其特征在于：通過相圖中相位隨時間的變化趨勢，即相位隨時間變化斜率的符號，判斷顆粒電泳方向，從而得到顆粒表面帶電的符號。
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