静态光散射

基于动态光散射原理的纳米粒度仪的研制任中京, 陈栋章 (济南微纳颗粒技术有限公司, 济南)摘要:介绍了基于动态光散射原理的纳米粒度仪的工作原理和设计, 重点讲述了我公司自研制的CR128数字相关器的设计原理与性能特点, 以及利用该器件成功研制出的winner801光子相关纳米粒度仪的特性。关键词.. 纳米粒度仪;动态光散射(DLS);光子相关谱(PCS);数字相关器纳米颗粒的尺度一般在1-100nm之间, 是介于原子、分子和固体体相之间的物质状态。由于纳米颗粒具有尺寸小、比表面积大和量子尺寸效应, 使它具有不同于常规固体的新特性。在纳米态下, 颗粒尺寸更是对其性质有着强烈的影响, 纳米材料的粒度大小是衡量纳米材料最重要的参数之一。而常规的基于静态光散射原理的激光粒度仪的测量下限己接近极限, 但仍旧不能对纳米颗粒的粒度测试得出理想的结果甚至无能为力。光子相关光谱(Photon Correlation Spectroscopy,简称PCS)法已被证明是一种适于测量纳米及亚微米颗粒粒度的有效方法。PCS技术也成为动态光散射(Dynamic Light Scattering, 简称DLS) 技术, 主要是研究散射光在某一固定空间位置的涨落现象。其颗粒粒度测量原理建立在颗粒的布朗运动基础之上。由于颗粒的布朗运动, 一定角度下的散射光强将相对于某一平均值随机涨落。PCS技术就是通过这种涨落变化的快慢间接地得到相关颗粒粒度的信息。1 动态光散射基本原理基于动态光散射原理的颗粒粒度测试基本原理如图1.1所示。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/05/201305281054_441893_388_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/05/201305281054_441894_388_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/05/201305281054_441895_388_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/05/201305281054_441897_388_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/05/201305281054_441898_388_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/05/201305281054_441899_388_3.jpg最后再对四路基线求其平均值用于数据分析, 以免突变的光强引起光强自相关函数发生畸变。在如上的算法的基础上, 我们所研制的C R 12 8 数字相关器采用F PG A 技术, 以硬件方式实现。如图2 .1所示, 主要由取样时间发生器、取样时间、光子计数器、12 8 相关运算模块、基线运算模块、相关数据存储器、数据输出及控制电路组成。其工作原理为:选取适当的取样时间, 并在该时间段内将输入的光子数连续计数, 并将计数结果进行128 路自相关运算及基线

动态光散射Dynamic Light Scattering (DLS)，也称光子相关光谱Photon Correlation Spectroscopy (PCS) ，准弹性光散射quasi-elastic scattering，测量光强的波动随时间的变化。动态光散射技术测量粒子粒径，具有准确、快速、可重复性好等优点，已经成为纳米科技中比较常规的一种表现方法。随着仪器的更新和数据处理技术的发展，现在的动态光散射仪器不具有测量Zeta电位、大分子的分子量等的能力，还具具备测量颗粒粒径的功能。微纳研制的winner802光子相关纳米粒度仪就是采用的动态光散射原理，用来测量颗粒粒径大小的。也是国内第一家企业采用动态光散射原理来研制的纳米激光粒度仪，其动态光散射原理建立在分散在液体颗粒的布朗运动基础之上，颗粒越小运动越快，反之，颗粒越大，运动越慢。具有不干扰，不破坏颗粒体系原有状态的特点，从而保证了测试结果的真实性。采用HAMAMATSU高性能光电倍增管和微纳研制的高速数字相关器作为核心部件，通过测试某一个角度的散射光的变化并求出自相关函数（即扩散系数），根据stokes-Einstein方程计算出颗粒粒径及分布。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701211120_01_388_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701211120_01_388_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701211120_01_388_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701211120_01_388_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701211120_02_388_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701211120_02_388_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/01/201701211120_02_388_3.jpg

[list][*][b]凝胶初辟本相对，打破传统需散射[/b][/list]终于写到了光散射部分，辉博士还是很兴奋的，毕竟搞了这些年色谱和光散射，很多陈谷子烂芝麻的往事和经验。静态光散射原理的发展快有一个世纪了吧，这项技术和GPC开始联用可以追溯到上个世纪八十年代，那是很多种新技术百花齐放、争相斗艳的年代。当然百花齐放不意味着每一朵花都能盛开到最后。国外很多公司设计出基于静态光散射和色谱连用技术的设备，有基于多角度外推的技术MALS（multi angle light scattering），也有基于小角度直接检测的技术LALS (low angle light scattering)。后来，呵呵，后来故事太多了，有些公司被收购，有些公司消失了，还有一些公司成长成为业内的翘楚！博士对于开发这些技术的先驱们一直充满了崇敬之情，因为如果不是当年他们面对困难所付出的勇气和努力，对了还有智慧（智慧最重要，呵呵），就没有今天我们坐在这里侃侃而谈。前面谈到单RI检测器通过校正只能得到相对分子量信息，对于想要了解高分子真实性能的科研工作者，这是远远不够的。在线光静态散射技术，不需要通过标准样品进行色谱柱校正，可以直接检测绝对分子量的结果，而高分子的绝对分子量直接决定了高分子的物理性能。在这一部分，我们聊聊在线光散射技术的原理和其功能。在线静态光散射检测器通常和RI检测器在GPC中连用，某些行业中，如蛋白质检测，光散射则和紫外检测器连用也经常用到。[b]静态光散射原理[/b][img=,578,325]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909060943550725_4845_3200617_3.png!w578x325.jpg[/img]当一束光撞击到大分子或者颗粒的时候，一部分光会被吸收，并被重新向各个方向发射出去。当一个光子撞击到大分子的时候，光子的部分能量会引发大分子内部的偶极震荡。这部分能量随后以光的形式，向各个方向被重新发射出去。我们每天都可以见到这种现象，例如白云，日落，或者灰尘经过一束阳光或者投影。光散射方面的定律可以帮助我们测量很多和大分子相关的物理量。瑞利理论描述了散射光强度与大分子的尺寸和分子量的关系，定义了发生散射的大分子和颗粒对散射光的强度的影响[img=,230,74]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909060944369098_7516_3200617_3.png!w230x74.jpg[/img]其中C为样品的浓度，θ为测量的角度（散射角），Rθ 为θ角方向的瑞利散射比（散射光与入射光的强度比），Mw 为重均分子量，A2 为第二维里系数，K和Pθ的定义式为[img=,191,65]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909060945059868_192_3200617_3.png!w191x65.jpg[/img]其中λ0 为真空中激光的波长，NA 为阿伏加德罗常数，n0 为溶剂的折光指数，dn/dc为样品在溶剂中的折光指数随浓度增量[img=,253,54]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909060945425178_8444_3200617_3.png!w253x54.jpg[/img]其中Rg 为大分子的旋转均方半径。瑞利散射方程阐述了一定的角度下散射光强度与几个因素有关，其中包扩分子量和分子尺寸，请注意是两个未知数哦。同时也可以发现，较大的分子量和分子尺寸会产生更强的散射光。散射光强的增加与分子量的增加成线性关系，但是不与分子尺寸成线性关系。[b]散射光的角度依赖性[/b]当分子具有较大的尺寸的时候，散射光的强度会随着散射角度的不同发生变化，这就是角度依赖性。瑞利散射方程中，P[sub]θ[/sub]是高分子的形状因子，是未知项，不同的光散射技术对它的处理也不相同。我们再次看看P[sub]θ[/sub]的定义：[img=,253,54]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909060946211678_3558_3200617_3.png!w253x54.jpg[/img]其中n[sub]0[/sub]为溶剂的示差折光指数，R[sub]g[/sub]为大分子的旋转均方半径，λ[sub]0[/sub]为激光在真空中的波长，θ为散射角。从定义式中可知，1/P[sub]θ[/sub]受很多参数的影响，既包扩样品也包括实验条件，如溶剂的示差折光指数（n[sub]0[/sub]），激光在真空中的波长（λ[sub]0[/sub]）散射角（θ）和大分子的旋转均方半径（Rg）。这意味着对于大分子，散射光的强度与测试角度相关，这就是角度依赖性。产生角度依赖性的原因，是当分子的尺寸增加后，散射光的光子彼此之间会发生干涉等相互作用，如下图[img=,690,234]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909060947188008_3081_3200617_3.png!w690x234.jpg[/img][list][*]各向同性的散射体的尺寸相对于激光的波长来说较小，各向散射光均匀分布。各向异性散射体的尺寸相对于入射激光的波长明显较大，各个方向的散射光强度不等。[*]当大分子的尺寸相对于激光的波长来说较小的时候，如上，散射的形式表现为单点散射，这时各个方向的散射光的强度相同，这样的大分子被称为各向同性散射体。[/list]当大分子的尺寸相对于激光的波长来说明显变大的时候，分子的尺寸和结构开始变得重要。来自激光的光子会在大分子中的不同部位发生散射。这种情况与大分子的Rg有关。这些发生散射的光子彼此之间相互作用，导致测量的光强受观测位置影响。这样的大分子被称为各向异性散射体。在各向异性散射中，所有的相互作用都是造成衰减的，因此散射光的强度相比于各向同性的散射是降低的。如果我们用这个散射强度去计算分子量，我们就会得到偏低的结果。那么怎么办呢？瑞利散射方程告诉我们如果可以在0度角测量散射光强度，那么sin[sup]2[/sup](θ/2)就等于0，1/Ｐ[sub]θ[/sub]的值就是1。不过由于0度存在强度很高的入射激光，所以我们很难分辨出单独的0度角高分子散射光的强度。由于不能够直接在0度角测量，我们需要一种替代的手段。于是就出现了市场上的两种技术，即多角光散射MALS和小角光散射LALS。万变不离其宗，他们的目的都是为了检测0度角附近的散射光强，从而得到准确的大分子的分子量的信息，只不过，MALS利用的是外推的方式，LALS直接在0度角附近检测而免除了外推的过程。总结：[list][*]Rg小于12nm（~入射激光波长1/40）的分子，散射光表现为各向同性，几乎不表现出角度依赖性，那么这时候任何角度检测的结果都是正确的，不需要多角MALS也不需要小角LALS，实际上一个单90度角得到的结果是非常好的[*]Rg大于12nm（~入射激光波长1/40）的分子，散射光表现出各向异性，散射光的强度与散射角有关，需要0度角的散射光强来准确计算分子量，此时需要多角MALS或者小角LALS技术[/list][b] 旋转均方半径Rg的计算[/b][img=,690,357]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909060948475418_2265_3200617_3.png!w690x357.jpg[/img][align=center][b]Guinier图表示KC/R[sub]θ[/sub]对应sin[sup]2[/sup]（θ/2）的函数关系。其截距为1/Mw，起始部分的斜率与Rg有关[/b][/align][b] [/b][list][*]Rg可以从角度依赖性曲线（Guinier 图）中起始部分的斜率中计算[*]必须要足够显著的角度依赖性来计算曲线的斜率[/list]曲线起始部分的斜率可以表示为[img=,139,51]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909060949118845_5780_3200617_3.png!w139x51.jpg[/img]Rg可以从这个公式中得到，然而，对于较小的大分子，曲线的斜率可能非常小，甚至淹没在噪音当中。只有当大分子的尺寸相对入射光波长非常显著的时候，曲线的斜率才会被精确的计算，从而获得可信的Rg。入射波长为633nm激光可以计算的Rg的下限约为12nm左右。但是，绝对的下限可能高于或低于12nm，这与样品，溶剂和测试条件都有关系。很多MALS仪器制造商提出的Rg下限为10nm（甚至更低），这通常是对于标准样品或者具有较高dn/dc或者浓度的样品的理想情况。实际使用的过程中，很多样品无法达到这样的下限。另外极端条件如样品的dn/dc很低或者不在理想条件下，其Rg的下限都会远高于12nm的理论值。[b] GPC/SEC与静态光散射连用[/b][img=,690,60]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909060949352365_2620_3200617_3.png!w690x60.jpg[/img]GPC/SEC可以使我们轻松的将光散射数据和浓度检测器提供的数据联系起来进行计算。最常用的浓度检测器是示差折光检测器RI或者紫外检测器UV。现在常用的静态光散射仪器有2种，分别RALS与LALS联用，和多角光散射MALS。[b] 光散射检测器1 - RALS/LALS直角和小角联用光散射检测器[/b]RALS与LALS具有一定的互补性的。RALS灵敏度高，适合测量散射光各向同性的样品，LALS适用于测量散射光各向异性的样品，可以提供非常准确的结果。如下图，RALS/LALS联用检测器将两种检测器整合在一个流通池当中。在Zimm图上，RALS主要测试分子尺寸小于临界半径12nm的各向同性散射体，LALS则精确测试分子尺寸大于临界半径12nm的各向异性散射体。软件会自动根据检测器的信号在RALS与LALS之间进行切换。对于各向异性散射体，两个检测器计算的分子量的比值可以用于估计Ｐθ，这样再对分子结构进行假设（无规线团或刚性球），就可以估计分子的Rg了。[img=,687,252]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909060950302655_7653_3200617_3.png!w687x252.jpg[/img][b]左图，RALS/LALS联用检测器结构与流通池流路。激光从流通池末端进入，检测器布置在90度和小角度方向。右图，使用RALS/LALS联用时，对应的Zimm图为两个点，其中RALS为各向同性散射体提供高灵敏度的检测，LALS为各向异性散射体提供高精确度的检测[/b]RALS/LALS联用的特点：[list][*]对于分子体积不大的大分子，RALS可以提供最高的灵敏度[*]对于分子体积较大的大分子，LALS可以提供最好的准确性[*]可以比较两个角度的散射光强度[*]对两个角度的数据进行分析，可以计算Zimm曲线的斜率，进而计算Rg，当然这个Rg的准确程度比MALS得到的Rg要差一些，毕竟只有两个点的外推[*]RALS/LALS联用检测器具有很小的流通池，这其实是相对MALS检测池的优势之一，毕竟检测池小了，扩散效应会降低很多[b][/b][/list][b]光散射检测器2 - 多角光散射MALS[/b]如名称所示，MALS检测器在多个角度检测散射光的强度，如下图。将这些角度的数据点添加在Zimm图中，通过最合理的拟合曲线外推至0度角，就可以计算分子量。曲线起始部分的斜率可以精确的计算分子尺寸Rg。[img=,686,252]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909060951288805_6810_3200617_3.png!w686x252.jpg[/img][align=left][b]左图：MALS检测器结构与流通池流路。激光从流通池末端进入，检测器布置在多个角度方向上 。右图：使用MALS时，可以得到一条完整的拟合曲线 ，这条曲线外推至0度可以计算大分子的分子量，曲线起始部分的斜率可以计算Rg[/b][/align][b] 多角光散射的外推模型小分子[/b] 小分子线团、蛋白质、单克隆抗体等样品为均匀散射，不需要外推。[b] 大分子[/b] 外推模型包括： [list][*]Zimm外推，Kc/R[sub]θ[/sub]对于 sin[sup]2[/sup](θ/2)外推拟合，适用于适用于适中分子大小 Rg ~ 20-50 nm的分子线团 [*]Deby外推，R[sub]θ[/sub]/Kc 对于 sin[sup]2[/sup](θ/2)外推拟合，在一个比较宽的Rg范围内使用，是一种广谱的拟合模型，其适合范围比Zimm模型更加宽泛 [*]Berry外推，（Kc/R[sub]θ[/sub]）[sup]0.5[/sup]对于 sin[sup]2[/sup](θ/2)外推拟合，适用于比较大的分子 Rg 50 nm[/list][img=,634,189]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909060951554498_5952_3200617_3.png!w634x189.jpg[/img][b]左图：为小分子量聚合物的Zimm曲线，散射光为均匀散射，没有角度依赖性右图：为高分子量聚合物的Zimm曲线，散射光为非均匀散射，具有角度依赖性，需要外推得到0度角的散射光[/b] 其中在拟合过程中，用户可以适当删除一些与拟合曲线偏差较大的光散射数据点，以及使用1-5阶指数拟合方式（线形好尽可能用低阶指数），以达到更好的拟合效果。MALS特点：[list][*]由于可以获得多个角度的散射光强度，使用者可以通个比较相邻的角度的数据更好的确定结果的准确性[*]MALS可以测量各种大分子的分子量，因为计算过程已经将角度依赖性考虑在其中了[*]通过多个角度的数据，可以精确的计算Rg[*]根据Zimm曲线的形状，MALS可以洞察散射光的角度依赖性的情况[*]需要选择合适的模型，这点非常重要，毕竟Zimm，Debby，Berry的最适合的范围不同[*]如果某个角度的数据不合理或者噪音太高，计算过程中可以将其去掉，这样做不会对结果造成太大的影响[*]光学元件的设计导致散射池体积较大，这会造成比较大的扩散效应[/list]当使用MALS时候，最为关键的一点是能不能确定拟合曲线的类型，而精确的拟合曲线主要是由精确的低角度的数据的数量决定的。因此一台MALS应该配置尽可能多的低角度接收器，这有助于提高外推至0度角的准确性。总体上对于不同类型的MALS而言，角度越多，外推过程的准确性就越好。[b]趣谈1 光散射检测器角度越多分子量检测越准？[/b]这真的是一个需要很多前提条件的论断。首先，12nm以下的小分子散射是均匀的，任何一个信噪比良好的角度得到的散射光强计算分子量都可以得到准确的结果，不必需要0度角的信号意味着既不需要多角度MALS的外推也不必需小角度LALS的信号。这在众多通过90度角单角度检测蛋白（如人学白蛋白HA，单克隆抗体）的用户实际检测中得到了验证。不但单抗单体150KDa检测极为精确，而且其他的寡聚体峰，如二聚体300KDa，三聚体450KDa都没有任何问题。而在检测大分子的过程中，小角光散射LALS的准确度并不比多角差。实际上，因为不需要像MALS一样选择模型进行外推（外推过程中的选点，选模型，选择拟合阶次都是具有一定主观性的），在检测分子量的角度，小角度的准确性甚至更高。很多GPC的专业书籍都对此有所描述：[img=,690,338]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909060952216648_8096_3200617_3.png!w690x338.jpg[/img] 所以，我的观点是只有当您：1选择了多角光散射MALS作为检测器，2检测大分子的时候，角度越多分子量越准。毕竟角度越多越有利于外推的准确性。但是话说回来，如果您特别在意Rg的检测的话，那么多角度还有有其优势的。 [b]趣谈2光散射检测器不需要校正[/b] 很多厂商都是这么说的，但是，实际上完整的表述是，光散射检测器不需要做传统校正曲线！在不同的流动相下，其光散射检测器的光学常数不同，这个光学常数以及检测器之间的保留体积需要通过一个窄分布的标准样品校正出来，而一旦校正出来常数，做任何样品都是一样的。据博士所知，所有厂商都是如此！！！[align=left][b]趣谈3装了光散射检测器的GPC是不是所有样品都可以检测？[/b][/align]光散射检测器不是万能的，也有其限制。限制1. 分子量或者dn/dc极低的样品。这时候散射光强会很弱，有可能散射信号的信噪比很差，此时光散射结果会有较大偏差限制2. 多组分混合物，这里指的是不同化学结构单元的混合物，如聚苯乙烯PS和聚氯乙烯PVC的混合物。由于不同组分的dn/dc不同，而软件只能输入一个dn/dc值，所以检测出来的数据必定不那么“绝对”。一个例子就是沥青的分子量检测，其标准方法就是相对分子量，因为成分太复杂了，没法符合光散射的基本要求。限制3. 荧光样品。具有荧光发射的样品对于散射光信号是一种干扰，如木质素，通常会使得散射光增强，也就是分子量偏高。一个治标不治本的方法是在检测器前加入荧光滤光片，然而，先不谈荧光滤光片会降低检测器的灵敏度，其得到的散射光强也是有偏差的。解决之道是使用RI和粘度检测器连用，进行普适校正，这个后面我们到粘度检测器再慢慢聊。 [b]趣谈4光散射检测器好贵呀，我一定要检测绝对分子量吗？[/b]当然不是。每一种检测方式都有其存在的必然。如果您面对的工作是工厂中的QAQC，或者研发中的初步判断和比较，应该传统校正的相对分子量就够了。但是如果您面对的工作是高端的研发，以及需要分子量和其他物理化学性能相关联，那么绝对分子量无疑会更好。最近会写一个番外篇，也是一个预告：[b]为什么凝胶渗透色谱需要光散射技术[/b] 好了，先聊到这里，开学了，家长和孩子们的惊悚大片即将上映，祝大家心平气和！

瞬稳静态注射化学发光法测定环境水中总磷摘要：文中介绍了测定水中总磷的瞬稳静态注射化学发光法，在0.04mg/L—0.20mg/L浓度范围内，通过用静态注射化学发光法测定几个样品的总磷含量，对其实验原理、条件、操作步骤进行了详细讨论。说明化学发光法由于较高的灵敏度和较宽的动态响应范围，正在逐渐用于水中总磷的测定。本文基于在酸性介质中，磷酸盐与钼酸铵反应生成的磷钼杂多酸，在碱性条件下与鲁米诺产生化学发光反应，且发光强度与磷的浓度在一定范围内成线性响应的原理，建立了测定磷的瞬稳静态注射化学发光法，方法的线性范围为0．04～0.2mg／L。所建立的方法用于地表水和饮用水中溶解的痕量磷的测定，回收率为80％～120％。静态注射化学发光法可以为测定水中总磷提供方便。关键词：瞬稳静态注射；化学发光；鲁米诺；总磷引言：磷在自然界分布很广，与氧的化合能力较强，因此在自然界中没有单质磷。在天然水和废水中，磷几乎都是以各种磷酸盐、缩合磷酸盐（焦磷酸盐、偏磷酸盐和多磷酸盐）和有机结合的磷酸盐（如磷脂等），存在于溶液和腐殖质粒子或水生生物中。天然水中磷酸盐含量不高。化肥、冶炼、合成洗涤剂等行业的工业废水以及生活污水中含有较大量的磷。磷是生物生长必需的元素之一，是地表水超营养化的关键元素，在生物生长过程中发挥重要的作用。过量的磷（如超过0.2mg/L）对水生植物的快速增长、物种组成、浮游生物和海藻的过度繁殖有很大的影响，造成湖泊，河流的透明度降低．水质变坏，使水资源丧失了饮用、养殖和游览等方面的利用价值。因此水体中磷的含量测定已经被列为环境监测的重要内容之一。总磷是指水体中各种形态的磷的总量，是反映水体受污染程度和湖库水体富营养化程度的重要指标之一。水体中含磷量的增加导致水体质量下降，特别对于湖库水体，由于含磷量的增加，使水体中浮游生物和藻类大量繁殖而消耗水中溶解氧，从而加速湖库水体的富营养化。为了保护水资源，控制水体的富营养化，我国已将总磷列为正式的环境监测项目，制订了环境质量标准和污水排放标准，作为水质评价的重要指标。水中总磷是评价水体受污染程度的重要指标之一，国内外卫生及环保部门非常重视水中总磷的测定。目前，国内外检测水中总磷的方法很多，其中主要有钼蓝光度法，钒钼磷酸比色法，磷钼杂多酸光度法、原子吸收光谱法、色谱法等，但此类方法大多操作烦琐，需要化学药剂多，干扰大。化学发光法准确度和精密度较高、操作更简便、测定快捷、样品用量少，试验所用仪器及相关试剂方便、安全。我国测定水中总磷的国家标准方法是《水质总磷的测定钼酸铵分光光度法》（GB11893-89）。其反应原理是：在酸性介质中正磷酸盐与钼酸铵反应，在锑盐存在下生成磷钼杂多酸后，立即被抗坏血酸还原，生成蓝色的络合物，通常即称磷钼蓝 但是国标方法操作步骤繁复，且量程较小。化学发光法提高了量程，简化了测量操作，大大提高工作效率。1.实验材料与方法1.1实验仪器与试剂1.1.1.仪器 YN-FGⅠ型瞬稳静态注射化学发光分析仪（河南农业大学迅捷测试技术有限公司研制） http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/09/201309251036_467175_2222989_3.pnghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2013/09/201309251036_467176_2222989_3.png 图1YN-FG 1型瞬稳静态注射化学发光分析仪图样

瞬稳静态注射化学发光法测定水果中的总铬摘要利用Cr3+对鲁米诺一过氧化氢化学发光反应的催化作用，瞬稳静态注射化学发光法的优点，建立测定Cr3+的新方法，并通过硼氢化钾的还原作用，使Cr6+还原为Cr3+，从而实现对总铬的测定。确定此方法的最佳条件：放大倍数64×；铬(III)试液的pH为4.5；EDTA浓度为0.1mol/L。线性范围为1．0×10-5mg／mL一1．0×10-3mg／mL，该法测定苹果，红枣样品的回收率均在80%-120%范围内，符合要求。关键词化学发光法水果总铬引言随着我国对外开放的不断扩大和人民生活水平的提高，农产品的质量安全问题日益引起人们的重视。除了较明显影响人体健康的农药残留问题外，对人体有累积性影响的微量元素限量闯题也开始引起人们的关注。铅、铬、砷等公认有毒重金属对人体健康危害不仅受到医学界的重视，也成为食品检验、卫生标准和环境检测的重要分析项目。而锰、铜、锌等人体必须的元素，超过一定的限量范围也会对人体有害。为此，各国都对食品中的微量元素作出了限量规定。我国还发布了砷、铅、铜、锌、镉、汞、氟、硒、稀土、铬等10种(类)元素在水果中的限量卫生国家标准及相应的测定方法国家标准，这些标准的发布和实施，为我国衡量和测定水果中有害元素含量提供了科学依据。 三价铬是人体必须的微量元素之一，对维持正常血糖，胆固醇和脂肪酸代谢有影响。而六价铬则是明确的有害元素，能使人体血液中某些蛋白质沉淀，引起贫血、肾炎、神经炎等疾病，长期与六价铬接触还会引起呼吸道炎症并诱发肺癌或者引起侵入性皮肤损害，严重的六价铬中毒还会致人死亡。所以寻求一种快速的具有高灵敏度的测量水果中重金属含量分析方法对其安全营养性的探讨具有指导作用。 在我国的食品检验标准中，微量元素的测定大多采用传统的化学法和原子吸收法。化学法由于分析步骤烦琐，检测周期长，显然满足不了目前日益提高的检测需求。原子吸收法是目前普遍采用的一种方法，也是国家标准方法。而相对于原子吸收法，化学发光法作为一种有用的痕量分析技术具有灵敏度高，线性范围宽（常常在3-4个数量级，原子吸收法只有2-3个数量级），价格便宜（一般一台发光仪1-2万左右）等优点，在食品分析领域得到迅速发展,是目前测定食品中重金属含量前景非常大的一种方法。据此本文建立瞬稳静态注射化学发光测定水果中痕量铬的新方法，结果令人满意。1材料和方法1.1实验原理水果中的有机物可以被浓硝酸与高氯酸的混酸氧化，生成二氧化碳、水、氮气等氧化产物。有机物中常见非金属元素原子（C、H、O、N、P、S）氧化后大部分以气体形式逸出，金属元素原子则以高价离子形式存在于溶液中，水果中各种价态的铬可被硼氢化钾还原为三价铬，三价铬可以催化双氧水与鲁米诺的反应，在低浓度条件下，反应速度与催化剂浓度有关。1.2实验材料1.2.1实验仪器YN-FG1型瞬稳静态注射化学发光分析仪（河南农业大学迅捷测试技术有限公司），YN-2000微电脑多功能养分速测仪（河南农大机电技术开发中心），消化仪，电炉，移液管，烧杯，三角瓶，反应瓶，玻璃棒，50 ml比色管，500ml、100ml、[

下午培训的另一台仪器是动态光散射，主要用于测定生物大分子的粒径和均一性。仪器推荐50nm一下，但是目前，我们有时测试样品可以接近100nm。虽然是生命科学仪器，但是测纳米粒子子相当不错。做蛋白结晶时会经常考虑到蛋白在某种条件下是否聚集，这个就可以通过动态光散射来检测，是单体，二聚 ，还是多聚等等。此仪器同样可以检测pH，盐离子，温度对蛋白质的影响。蛋白的某个参数吧。仪器为Dynapro-99-E [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/09/200809251019_110100_1613111_3.jpg[/img]