欢迎来到专业的体外诊断原材料信息平台

当前位置> 首页> 技术文章>

科普丨IVD原料微球粒径测试方法全解析

微球的粒度测量需要充分了解粒子的特性,不同尺度的粒子的测量方式有所不同。在体外诊断试剂领域,常用到的粒子的粒径基本是微米到纳米级别的。对于这类型的粒子,通常不会考虑单个微球的具体粒径,而是以平均粒径和粒度分布的形式来表现。在测定过程中一般需要考虑如下因素:

① 粒子的形状

② 粒径分布范围

③ 测量方法和原理

④ 数据处理统计的方法等各种条件

今天小编为大家整理了几种常见的粒径测量的方法,比如显微镜法筛分法沉降法激光衍射法光子相关光谱法库尔特计数法等等。同一个颗粒,运用不同的方法学测量得到的粒径经常是不同的。


1

显微镜法

显微镜是一种对单个颗粒进行直接观测和测量的方法。除颗粒大小外,它还可以对颗粒的形状(球形、方形、条形、针形、不规则多边形等)、颗粒结构状况(实心、空心、疏松状、多孔状等)以及表面形貌等进行认识和了解。利用光学显微镜或者扫描电子显微镜可以测量100μm-0.01μm范围内的粒子。该法是最直观的测量方法,经常被用来作为其他测量方法的校验和标定

测试时首先将待测样品分散在载玻片上,并将载玻片置于显微镜载物台上。通过选择适当的物镜目镜放大倍数和配合调节焦距到粒子的轮廓清晰。粒径的大小用标定过的目镜测微尺度量。

想要得到粒子的粒径分布,一般需要观测70000个左右的颗粒,这个过程一般需要2-3天。

显微镜法是一种高精度,但费时费力的测量方法。适用于测量少数颗粒的粒径或者待测粒子的粒径比较均一的样本,否则不仅会造成测量的不便,也会由于视场的范围变化,造成测量精度的不准确。

对单个颗粒的测量实例

2

筛分法

筛析法是最简单的也是应用最早和最广泛的粒度测定方法。分为干筛法和湿筛法。可以用单个筛子来控制单一粒径颗粒的通过率,也可以用多个筛子叠加起来同时测量多个粒径颗粒的通过率,并计算出百分数。

待测样品通过一系列不同筛孔的标准筛,每个颗粒都需要和筛孔对比大小,大于筛孔的颗粒被截留,小于筛孔的颗粒通过进入下一级筛子,粒子被分离成若干个粒级,分别称重,可以求得以质量分数表示的粒度分布。

筛析法适用于约10mm至20μm之间的粒度分布测量。如采用电成形筛(微孔筛),其筛孔尺寸可小至5μm,甚至更小。

筛分法原理示意图


3

沉降法

沉降法是根据斯托克斯原理,通过不同时间内粒子的沉降量求得粒子相对粒径的分布,所得粒径也叫做斯托克斯径。

斯托克斯定律定义了球形物体在粘滞层流中克服的阻力的计算方式:F=6πηυR

式中R是球体的半径,υ是微球相对于液体的速度,η是液体的粘滞系数。

悬浮在液体中的粒子,在重力场的作用下克服阻力产生沉降。同种物质的粒子,粒径大沉降快,粒径小沉降慢

沉降法原理示意图

4

激光衍射法

激光衍射法是通过待测粒子在前向某一小角度范围内的散射光能分布来计算粒子的粒径和粒度分布。

光在均匀介质中按照直线方向传播。当遇到微小粒子时,入射光会部分偏离其原来的传播方向,投射到其他方向,叫做光的散射。

当颗粒之间距离足够远,各个颗粒产生的光散射不会因为相干而抵消,可以认为是相互独立的。而光产生偏离的角度和粒子直径的大小有直接关系。在免疫反应中使用的粒子大小基本在1um附近,呈MIE散射方式。对于粒径较大的颗粒,由于在前向小角度范围内的散射以衍射为主,因此又称为衍射法。

激光衍射法需要待测粒子的浓度足够低,以降低颗粒之间散射光的相干。

不同粒径散射示意图

5

 光子相关光谱法

基于动态光散乱(DLS)原理发展的光子相关光谱法(PCS)经过30多年的发展,已经成为测量纳米颗粒粒度的重要手段之一。原理是根据粒子在液体中运动的速度,大粒径粒子运动速度慢,小粒径粒子运动速度快的规律求得粒子的粒度分布。适用于1nm-1μm粒径范围的微球。

悬浮在液体中的颗粒,会发生无序的布朗运动,当一束固定角度的光照射在这些颗粒上时,运动的颗粒会引起散射光强度的变换。运动速度越快,引起的光强度变化越快,而粒径越小,运动速度越快。因此通过对散射光强度的变化的分析就可以得到粒子运动的速度,再利用Stokes-Einstein方程就可以得到粒子的粒度分布。

6

库尔特计数法

库尔特原理是电脉冲法与电感应区技术的结合。库尔特计数法是上世纪50年代一位叫库尔特的人发明的一种粒度测量方法,利用电阻变化产生的电压脉冲进行粒子的粒度测量。常用于血细胞的计数。该法是对粒子或者细胞个体和三维的测量,不但能够准确测量待测粒子的粒径分布,还可以做到粒子的绝对数目和浓度的测量

如下图所示,小孔浸泡在电解液中,内外分别设置阳极和阴极,电流随着电解液的移动通过小孔从阳极流向阴极。而当悬浮在电解液中的颗粒通过小孔时,流经小孔的电解液横截面减小,两级之间电阻增大,电压升高,会产生一个电压脉冲。在一定范围内电压脉冲正比于颗粒的体积。通过电压脉冲的峰值可以计算出各个颗粒的大小,从而统计粒子的粒径分布。

库尔特计数法示意图




来源:北京博尔迈 

声明:本平台注明来源的稿件均为转载,仅用于分享,不代表平台立场,如涉及版权等问题,请尽快联系我们,我们第一时间更正,谢谢!







返回顶部