جنبا إلى جنب مع التطور السريع في تكنولوجيا النانو ، مواد النانو قد أظهرت إمكانات هائلة في العديد من المجالات ، مثل الطب الحيوي ، والحفز ، الأجهزة الإلكترونية ، وحماية البيئة ، وما إلى ذلك ، تدريجيا في حياتنا اليومية . جسيمات متناهية الصغرعادة ما تكون بين 10 و 1000 نانومتر ، مما يجعلها تظهر الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية التي هي مختلفة تماما عن التقليدية macromaterials . . . . . . . هذه الخصائص تجعل من النانوية ذات قيمة كبيرة في مجال الطب الحيوي مثل تسليم المخدرات ، والتشخيص والعلاج . ولذلك ، توصيف الجسيمات النانوية أصبحت حلقة وصل هامة في دراسة المواد النانوية - دقة تحليل حجم الجسيمات ، الكمية ، والتركيز ، مورفولوجيا ، خصائص السطح و الخواص الكهربائية لا تساعد فقط على فهم العلاقة بين البنية والنشاط ، ولكن أيضا يوفر الأساس العلمي لتطوير تكنولوجيا النانو الجديدة وتحسين التطبيقات القائمة . وفقا لمختلف المبادئ والخوارزميات ، طرق مختلفة لوصف حجم الجسيمات النانوية يمكن أن توفر العديد من النتائج من البيانات للمستخدمين .

01

مفتاح حجم الجسيماتالمعاملات

متوسط حجم الجسيمات( أ )متوسط الحجمق

متوسط حجم الجسيمات يعني متوسط توزيع حجم الجسيمات في العينة ، التي تمثل الحجم العام من العينة . عادة ما يتم حسابها باستخدام المتوسط الحسابي ، أي مجموع حجم الجسيمات اختبار مقسوما على مجموع عدد الجسيمات . بل هو سمة هامة المعلمة توزيع الجسيمات ، ولكن في نظام متعدد التشتت ، فإنه من السهل أن تتأثر مجموعة من الجسيمات و طريقة الكشف ( اللد ) ، لذلك لا يمكن إلا أن تستخدم كمرجع تقريبي تقدير .

صيغة

بينحجم الجسيمات لكل الجسيمات ،نعدد الجسيمات .

الانحراف المعياري لحجم الجسيمات

الانحراف المعياري لحجم الجسيمات ( STD ) هو مؤشر على تشتت حجم الجسيمات التوزيع ، مما يدل على درجة الانحراف عن متوسط حجم الجسيمات . أكبر الانحراف المعياري يعني أكبر تغيير في حجم الجسيمات ، أقوى polydispersity العينة . الانحراف المعياري هو عادة على أساس توزيع حجم الجسيمات ، ويمكن أن تعكس توزيع حجم الجسيمات التوحيد .

صيغة

بينهو حجم الجسيمات الفردية ،متوسط حجم الجسيمات .

تركيز حجم الجسيمات( أ )حجم الوضعق

تركيز حجم الجسيمات هو أعلى تردد في توزيع حجم الجسيمات من العينة . وهو يمثل حجم الجسيمات الأكثر شيوعا في توزيع الجسيمات . مقارنة مع متوسط حجم الجسيمات ، تركيز حجم الجسيمات يمكن أن تعكس أكثر من الجسيمات الرئيسية للسكان . في درجة عالية من مونوديسبيرسي العينات ، تركيز حجم الجسيمات هو عادة قريبة جدا من متوسط حجم الجسيمات .

متوسط حجم الجسيمات( أ )متوسط الحجمق

متوسط حجم الجسيمات )دال₅₀في توزيع حجم الجسيمات ، فقط نصف حجم الجسيمات أكبر من هذه القيمة ، والنصف الآخر أصغر من هذه القيمة . هو مركز توزيع حجم الجسيمات ، والتي يمكن أن تعكس خصائص نموذجية من توزيع حجم الجسيمات ، وخاصة مناسبة لأنّ عينات من غير توزيع أو توزيع متعدد الوسائط .

دال₅₀المعنى الماديةحجم الجسيمات ( عدد ) أكبر من أو أقل من هذا القطر يمثل 50 ٪ من مجموع حجم الجسيمات ( مجموع ) .

دال₉₀ س

دال₉₀يعني 90 ٪ من حجم الجسيمات ( الكمية ) في توزيع حجم الجسيمات أصغر من هذا الحجم . وخاصة في polydispersed النظم ،دال₉₀مع .دال₁₀القيم التي تمثل جزءا كبيرا من توزيع الجسيمات ، وعادة ما ترتبط مع أقصى حجم الجسيمات . أيضا في كثير من الأحيان كتابةدال_{نسخة 0.9}أودال_v09منتدى

دال₁₀ س

دال₁₀يشير إلى أن 10 ٪ من حجم الجسيمات ( الكمية ) في توزيع حجم الجسيمات هو أقل من حجم الجسيمات . مع .دال₉₀القيمة النسبيةدال₁₀يمثل أصغر جزء من توزيع الجسيمات ، وعادة ما يرتبط مع الحد الأدنى من حجم الجسيمات . أيضا في كثير من الأحيان كتابةدال_v0.1أودال_v01منتدى

وبالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضا استخدامدال₀₃ودال₉₇الخ لوصف توزيع الجسيمات .دال₀₃أودال_v03يمثل أقل من 3 في المائة من مجموع حجم الجسيمات ( عدد ) من هذا القطر ، وهلم جرا .

تمتد )المدىق

تمتد ( سبان ) هي معلمة تستخدم لتحديد حجم الجسيمات العرض ، مما يعكس تشتت حجم الجسيمات .من خلالدال₉₀ودال₅₀ودال₁₀عادة ما تستخدم لوصف تفاوت توزيع حجم الجسيمات .أكبر فترة ، أوسع توزيع حجم الجسيمات ، أكثر تجانسا العينة .

صيغة

بيندال₉₀ودال₁₀ودال₅₀حجم الجسيمات أقل من 90 ٪ ، 10 ٪ و 50 ٪ على التوالي .

معامل التشتت )معامل التشتتق

معامل التشتت هو وصف كمي تشتت كل عنصر في polydispersed أو غير موحدة توزيع عينات من الجسيمات ، هو أكثر ملاءمة لوصف توزيع كل عنصر في polydispersed عينات . معامل التشتت غالبا ما تستخدم جنبا إلى جنب مع الانحراف المعياري من حجم الجسيمات ، والتي يمكن استخدامها لوصف تشتت الجسيمات .

وصف الخوارزمية : بعد الحصول على التوزيع الفعلي للعينات؛ إذا كانت العينة هي مزيج من عدة عينات الذروة ، ثم تحليل مجموعات متعددة من التوزيع . نسبة الأمراض المنقولة جنسيا ( الانحراف المعياري من حجم الجسيمات ) إلى متوسط حجم الجسيمات من كل مجموعة من التوزيعات حسبت على التوالي .

معامل التشتت يمكن أن تستخدم أيضا جنبا إلى جنب مع المعلمة سبان ، معامل التشتت يمكن استخدامها لتحليل تشتت العينة أكثر دقة . عند الاستخدام ، يمكن اختيار معامل التشتت و سبان قيمة تقييم شامل للعينات . ومع ذلك ، في ظل حالة من التوزيع البسيط ، معامل التشتت و سبان هي أشكال مختلفة من التمثيل .

02

الجسيمات ذات الصلةعدد التركيزالمعالم الرئيسية

عامل تخفيف :

تمييع متعددة تشير إلى نسبة العلاقة بين حجم العينة الأصلية و حل مخفف قبل الاختبار . فائدة نموذج يستخدم للتأكد من أن أداة الاختبار يعمل في نطاق الكشف المناسب ، وفي الوقت نفسه ، نماذج المنفعة يتجنب التدخل من تداخل الجسيمات أو آثار متعددة بسبب تركيز عال جدا . تمييع متعددة هي واحدة من المعالم الرئيسية في حساب تركيز العينة الأصلية . . . . . . .

وتجدر الإشارة إلى أنه قد يكون هناك أخطاء في عملية التخفيف ، لذلك دقة ماصة يجب أن تستخدم ، عينة مختلطة تماما لضمان الاتساق من تمييع .

اختبار عدد الجسيمات :

عدد الجسيمات في هذه الحالة يشير إلى مجموع عدد الجسيمات النانوية التي تم الكشف عنها في اختبار واحد ، وعادة ما يتم تسجيلها مباشرة من قبل جهاز يستخدم في التحليل الإحصائي من حجم العينة . هذه المعلمة تعكس عدد الجسيمات التي تم قياسها في عملية الاختبار ، هو أساس مهم لحساب تركيز الجسيمات . انخفاض تركيز العينة : عدم كفاية حجم الجسيمات قد يؤدي إلى أخطاء إحصائية . تركيزات عالية من العينات : الإفراط في حجم الجسيمات يمكن أن يؤدي إلى تداخل الجسيمات أو الكشف عن انخفاض الكفاءة .

في التطبيقات العملية ، وعادة ما يتم حساب عدد الجسيمات أو قياسها بالطرق التالية :

• نبض المقاومة التعريفي ( RPS )الجسيمات الفردية يتم الكشف عن العد ، وبالتالي فإن عدد الجسيمات مباشرة من اختبار السجلات .
• تشتت الضوء الديناميكي ( DLS ) : تقدير غير مباشر تركيز الجسيمات .
• طريقة التصوير المجهري : عدد الجسيمات تحسب من خلال تحليل الصور .
• في غيرها من طرق الاختبار ، وعدد من الجسيمات يمكن حسابها بواسطة أداة ، وتركيز يمكن تحديدها من خلال الجمع بين حجم العينة .
  
  

تركيز الاختبار :

اختبار تركيز ( أي تركيز العينة ) هو تركيز العينة المخففة في الاختبار الفعلي . تركيز الجسيمات النانوية التي تم الكشف عنها من قبل الجهاز بعد تفريق الجسيمات النانوية في المذيب و تمييع العلاج المناسب ، هو قياس تركيز قيمة مباشرة في التجربة ، وعادة في عدد الجسيمات ( على سبيل المثال ، جزء / مل ) أو كتلة ( على سبيل المثال ، مغ / مل ) .مجموعة من قياس تركيز يعكس حساسية ودقة قياس الصك ، وارتفاع تركيز يمكن أن يؤدي إلى تداخل أو انسداد الجسيمات ، وانخفاض تركيز يمكن أن يؤدي إلى عدم كفاية نسبة الإشارة إلى الضوضاء .

صيغة

بينجيم_اختباريدل على تركيز الاختبار ،ن_{الجسيمات}هو اختبار كمية الجسيمات ،الخامس_عينةهو حجم العينة الفعلية .

اعتبارات اختبار التركيز :

• تركيز مجموعة من معدات الاختبار ( على سبيل المثال ، نبض المقاومة المستحثة طريقة تتبع الجسيمات الضوئية الأسلوب ) .

• التوحيد و تشتت الجسيمات .

• في نهاية المطاف ، فإن التركيز الأصلي يجب أن يكون عكس ذلك .

  
  

التركيز الأصلي :

التركيز الأولي هو التركيز الأولي في عينة غير مخفف من جسيمات متناهية الصغر بعد إعداد أو تنقية ، وعادة ما تكون القيمة المستهدفة من التحليل النهائي . هو معيار تركيز العينة في التطبيق العملي أو البحث ، مما يعكس مجموع وتوزيع الدولة من جزيئات نانو في عملية التحضير ، ويمكن أن تساعد الباحثين على فهم عملية التحضير ، والغلة وتركيز مجموعة من جزيئات نانو في التطبيق العملي . دقة تحديد التركيز الأصلي مهم جدا في العديد من المجالات ، مثل مراقبة الجرعات في نظام تسليم المخدرات ، وتقييم حساسية الكواشف التشخيصية ، وهلم جرا . من خلال الجمع بين تخفيف متعددة مع قياس تركيز ، تركيز عدد من الجسيمات النانوية في العينة الأصلية يمكن حسابها بدقة .

صيغة

بينجيم_الأصلييمثل التركيز الأصلي ،جيم_اختباريدل على تركيز الاختبار ،نيمثل تخفيف متعددة .

03

الجسيمات ذات الصلةتهمة السطحيةالمعالم الرئيسية

زيتا الكهربائيةبت )إمكانات زيتا)س

زيتا المحتملة ( زيتا المحتملة ) يشير إلى فرق الجهد على سطح طبقة مزدوجة الكهربائية انزلاق القص ( شل طبقة ) على سطح جسيمات متناهية الصغر . وهو يعكس حالة الشحنة الكهربائية من الجسيمات في السائل المتوسطة ، التي تؤثر بشكل مباشر على الاستقرار ، والتشتت والتفاعل من الجسيمات . زيتا المحتملة عادة ما يعبر عنها في millivoltage ( ام ) وحدة ، وارتفاع القيمة المطلقة ، أقوى تنافر كهرباء من الجسيمات ، وارتفاع الاستقرار في تعليق . تغيير زيتا المحتملة قد يكون راجعا إلى الظروف البيئية مثل تعديل المواد الكيميائية على سطح الجسيمات ، قيمة الرقم الهيدروجيني من الحل ، القوة الأيونية ، وهلم جرا .

الطريقة التقليدية لقياس زيتا المحتملة عادة ما تستند على القياس البصرية أو الكهربي ، ويوفر متوسط زيتا المحتملة من عينة . ومع ذلك ، هذه الأساليب لا يمكن أن تعكس الخصائص الفردية من جزيئات مختلفة ، ولا سيما في عينات مختلطة مع ارتفاع التجانس . يمكن الكشف عن الجسيمات زيتا المحتملة واحدة توفر المزيد من المعلومات الرئيسية عن طريق قياس خصائص الشحنة السطحية لكل الجسيمات واحدة تلو الأخرى :

• الشحنة الكهربائية الفرق بين الجزيئات : تكشف عن تباين توزيع الشحنة الكهربائية من العينات ، وتوفير بيانات أكثر دقة لدراسة الجسيمات تعديل وتعديل السطح . تحليل واحد من الجسيمات المحتملة على أساس تقنية RPS يمكن أن توفر أيضا العلاقة بين الجسيمات المحتملة وحجم الجسيمات .
• تهمة التوحيد : يساعد على تقييم الاستقرار والاتساق في إعداد العينة .
• حل خليط من الجزيئات غير المتجانسة : في النظم المعقدة ، مثل العينات البيولوجية ، يمكن أن نميز بين خصائص سطح الجسيمات تهمة مختلفة ، مما يساعد على دراسة التفاعلات بين الجسيمات .

زيتا المحتملة الكشف عن الجسيمات واحدة لديها مزايا واضحة ، ولا سيما في مجال الطب الحيوي ، مثل مراقبة الجودة من تسليم المخدرات الجسيمات ، توصيف دقيق تهمة السطحية من حويصلات خارج الخلية ( EVS ) .

متوسط زيتا الكهربائيةبت )متوسط إمكانات زيتاق

يعني زيتا المحتملة هو المتوسط الحسابي زيتا المحتملة من جميع ( أو جميع ) الجسيمات في العينة . متوسط زيتا المحتملة يمكن أن توفر بسرعة تهمة الدولة من العينة ، والتي يمكن استخدامها لتقييم الاستقرار وتشتت من العينة .

صيغة

بينزيتا المحتملة لكل الجسيمات ،نعدد الجسيمات .

وتجدر الإشارة إلى أن متوسط زيتا المحتملة قد تخفي توزيع الشحنات الكهربائية على سطح الجسيمات في العينة ، لذلك يجب أن تكون جنبا إلى جنب مع غيرها من المعلمات ( مثل متوسط زيتا المحتملة زيتا المحتملة ) في عينة مع سوء التجانس .

متوسط زيتا المحتملة :

متوسط زيتا المحتملة )ز₅₀زيتا المحتملة من 50 ٪ من الجسيمات في العينة هو أقل من ذلك ، زيتا المحتملة من 50 ٪ من الجسيمات هو أعلى من ذلك ، على غرار متوسط حجم الجسيمات في توصيف حجم الجسيمات )دال₅₀متوسط زيتا المحتملة هي معلمة إحصائية تعكس توزيع الشحنة الكهربائية مركز العينة ، والتي يمكن أن تقلل من تأثير بعض القيم الشاذة على وصف كامل البيانات إلى حد ما .

بالمقارنة مع متوسط زيتا المحتملة ، متوسط زيتا المحتملة هو أكثر تمثيلا من العينات مع عدم تناسق توزيع الشحنة السطحية ، وخاصة مناسبة لوصف عينات معقدة أو غير متجانسة .

ز₉₀وز₁₀س

ز₉₀زيتا المحتملة من 90 ٪ من الجسيمات في العينة هو أقل من ذلك ، يستخدم لوصف الحد الأعلى توزيع الشحنات الكهربائية على سطح الجسيمات .ز₁₀زيتا المحتملة من 10 ٪ من الجسيمات في العينة هو أقل من ذلك ، تستخدم لوصف الحد الأدنى من توزيع الشحنات الكهربائية على سطح الجسيمات .

ز₉₀وز₁₀يمكن استخدامها لوصف مجموعة متجانسة زيتا المحتملة التوزيع . وفي الوقت نفسه ، من خلال تحليل توزيع حجم الجسيمات ، يمكننا حساب مدى زيتا المحتملة .

04

ملخص

توصيف جسيمات متناهية الصغر هي واحدة من النقاط الرئيسية في البحث والتطبيق من المواد متناهية الصغر ، من خلال قياس دقيق وتحليل البارامترات الرئيسية مثل حجم الجسيمات ، والتركيز ، تهمة السطحية ، وهلم جرا ، الخصائص الفيزيائية والكيميائية من جسيمات متناهية الصغر وتفاعلها مع البيئة الخارجية يمكن أن يكون تماما الكشف عنها . هذه المعايير ليست فقط البيانات التجريبية ، ولكن أيضا نافذة لتفكيك العلاقة بين البنية والنشاط من المخدرات والمواد النانوية .

من خلال الابتكار المستمر وتوحيد توصيف التكنولوجيا ، علم النانو هو جلب المزيد من الاكتشافات والتطبيقات العملية في مجالات الطب الحيوي ، والحفز ، والأجهزة الإلكترونية ، وهلم جرا . جوهر كل هذا هو استخدام الأسلوب العلمي الصارم ، نانو الجسيمات من العالم الصغير غير مرئية ، يمكن قياسها ، مفهومة ، يمكن السيطرة عليها من البيانات الكلية ، وبالتالي تعزيز تكنولوجيا النانو والاحتياجات الفعلية من سلس ، وتعزيز عملية التصنيع وتكنولوجيا النانو ، وفتح آفاق أوسع من الابتكار .