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                                當(dāng)前位置 > 首頁 > 技術(shù)文章 > 散射濁度儀與透射濁度儀的技術(shù)力比較詳解

                                散射濁度儀與透射濁度儀的技術(shù)力比較詳解

                                瀏覽次數(shù):1064 發(fā)布日期:2023-9-5  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責(zé)任自負(fù)

                                如何區(qū)分散射比濁法和透射比濁法?

                                散射比濁法(nephelometry)和透射比濁法(turbidimetry)都可以用于測定溶液的渾濁程度。兩種技術(shù)都是基于懸浮固體顆粒引起的光散射原理,容易被混淆。

                                透射比濁法是測量由不溶性顆粒的散射效應(yīng)引起的通過樣品的光強(qiáng)度損失的過程。與吸光度類似,透射比濁法對透過樣品的光強(qiáng)度進(jìn)行量化,具體而言,測量光的衰減。在透射濁度儀中,已知波長的光射入含有不溶性顆粒的溶液樣品,正對光源的檢測器收集通過樣品的光(圖1a)。

                                散射比濁法通過直接量化樣品中不溶性顆粒散射的光強(qiáng)度來確定溶液的濁度。通常,檢測散射光的方向與入射光源呈一定角度,以避免透射光的潛在干擾(圖1B)。

                                圖1:透射濁度檢測和散射濁度檢測原理的區(qū)別。
                                 

                                濁度通常以NTU(散射濁度單位)表示,濁度分析不僅在水質(zhì)檢測中發(fā)揮重要作用,對生命科學(xué)研究也是大有幫助,可用于檢測細(xì)菌細(xì)胞生長情況,以及抗體或化合物沉淀等。

                                經(jīng)過校準(zhǔn)的散射濁度儀或透射濁度儀都可以用于測量NTU值。然而,使用透射濁度儀獲取數(shù)據(jù)較為耗時,且步驟較多,所需的樣品體積也比較大。

                                為此,我們使用NEPHELOstar®Plus提供一種更高通量、更簡單、試劑體積更小的NTU采集方法。在本實驗中,我們用NEPHELOstar Plus的RNU(相對散射濁度單位)與HACH®透射濁度儀的NTU結(jié)果進(jìn)行比較。

                                 

                                測定原理

                                如前所述,在散射比濁法中,通過樣品的光被其中的懸浮顆粒散射,測量前向散射光的強(qiáng)度,以得出溶液中懸浮顆粒的濃度。

                                NEPHELOstar Plus以直徑和強(qiáng)度可調(diào)的635 nm激光二極管作為光源。使用Ulbricht球體收集散射角度高達(dá)80度的光線(圖2)。

                                 

                                圖2:NEPHELOstar Plus檢測原理。如果樣品中幾乎沒有顆粒物,不會引起光散射,光不會到達(dá)檢測器,RNU較低。如果溶液中存在一定的顆粒物,檢測器可接收到散射光線,RNU讀數(shù)就會升高。

                                 

                                結(jié)果與討論

                                我們首先確定透射濁度計的檢出限(LOD),使用純水作為空白,并用一系列福爾馬肼標(biāo)準(zhǔn)液(0.063至100 NTU)重復(fù)測量。用該范圍內(nèi)的讀數(shù)生成線性標(biāo)準(zhǔn)曲線,r²為0.9999。計算出的透射濁度儀檢出限為0.119 NTU(圖3)。

                                圖3:用于計算檢測限的福爾馬肼標(biāo)準(zhǔn)曲線

                                 

                                接下來確定NEPHELOstar Plus的NTU LOD,同樣使用純水作為空白,并用福爾馬肼標(biāo)準(zhǔn)液重復(fù)測量(據(jù)HACH®濁度儀結(jié)果,NTU值范圍為0.057至97.912)。圖4顯示數(shù)據(jù)的線性擬合良好。


                                圖4:散射濁度與透射濁度數(shù)據(jù)的線性擬合。先后使用HACH 2100N與NEPHELOstar Plus讀取不同濃度的福爾馬肼標(biāo)準(zhǔn)液。

                                 

                                結(jié)果表明,超過90 NTU(r²=0.999)的線性擬合良好。通過些測量,可以對二者的性能、讀取時間和樣品體積進(jìn)行比較(見表1)。NEPHELOstar Plus在靈敏度方面略勝一籌,在其他指標(biāo)上具有較大優(yōu)勢。

                                 

                                 

                                _

                                LOD (NTU)

                                讀取時間

                                樣品體積

                                NEPHELOstar Plus

                                0.363

                                每孔2秒

                                200 µl

                                透射濁度儀

                                0.119

                                ~1分鐘

                                ~ 30 mL

                                表1:NEPHELOstar Plus vs. 透射濁度儀

                                 

                                最后探究的是NEPHELOstar Plus對于較高NTU的檢測范圍。我們再次評估福爾馬肼標(biāo)準(zhǔn)液在透射濁度計上的平均NTU值,并將這些結(jié)果與相同標(biāo)準(zhǔn)液在散射濁度儀上的讀數(shù)進(jìn)行比較(圖5)。


                                圖5:散射比濁法與透射濁度法的高NTU線性擬合。先后使用HACH 2100N與NEPHELOstar Plus讀取不同濃度的福爾馬肼標(biāo)準(zhǔn)液。由于缺乏線性相關(guān)性,去掉兩個NTU最高的標(biāo)準(zhǔn)液(779和971 NTU)讀數(shù)。

                                如圖3所示,線性關(guān)系(r²=0.995)至少保持到測量值為〜194 NTU的標(biāo)準(zhǔn)液。我們還評估了降低激光強(qiáng)度對線性相關(guān)性是否有影響,而并未發(fā)現(xiàn)正影響(數(shù)據(jù)未顯示)。

                                 

                                結(jié)論

                                01

                                NEPHELOstar Plus與透射濁度儀的靈敏度相近。

                                02

                                使用NEPHELOstar Plus,每個樣品的讀取時間少于2秒,而使用透射濁度儀,每個樣品的讀取時間超過1分鐘。

                                03

                                NEPHELOstar Plus所需的單個樣品體積為0.2ml,而透射濁度儀需要30ml。

                                 

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