[发明专利]一种基于纳米颗粒示踪技术的纳米颗粒粒径分布检测分析方法

权利要求书

1.一种液体中纳米颗粒粒径分布检测分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)，基于纳米颗粒示踪技术确定待测液体中某一纳米颗粒的运动轨迹；

步骤2)，计算待测液体中纳米颗粒的流动位移矢量，并将流动位移矢量从纳米颗粒运动位移矢量中去除，即得布朗运动的位移矢量；

其中，用公式(3)计算颗粒在相邻帧之间的流动位移矢量

其中为第i条轨迹上纳米颗粒的初始位置到最终位置之间的位移矢量；L_i为第i条轨迹的长度，N表示轨迹总数；

步骤3)，先根据所述纳米颗粒的布朗运动的位移计算其平均扩散系数，再根据斯托克斯爱因斯坦方程计算得到纳米颗粒粒径；

步骤4)，通过对液体中所有纳米颗粒的粒径进行分析，统计得到待测液体中纳米颗粒的粒径分布情况。

2.根据权利要求1所述的纳米颗粒粒径分布检测分析方法，其特征在于，

步骤1)之前还包括对纳米颗粒的运动轨迹优化和纳米颗粒运动轨迹筛选的步骤。

3.根据权利要求2所述的纳米颗粒粒径分布检测分析方法，其特征在于，

纳米颗粒的运动轨迹具体包括：根据纳米颗粒同一运动轨迹上的步长分布，将异常节点剔除，获得优化后的纳米颗粒的运动轨迹；

纳米颗粒轨迹筛选具体包括：筛选出优化后的纳米颗粒的运动轨迹大于设定阈值的运动轨迹作为最终有效运动轨迹。

4.根据权利要求1所述的纳米颗粒粒径分布检测分析方法，其特征在于，步骤2)具体包括如下步骤：

d1，计算被测溶液的流动位移矢量；

d2，将流动位移矢量从纳米颗粒的运动位移矢量中去除，得到布朗运动的位移矢量；

d2包括如下步骤：纳米颗粒的运动位移矢量减去流动位移矢量，得到布朗运动的位移矢量，如公式(4)所述；

为相邻帧之间同一纳米颗粒的布朗运动位移矢量；

其中为显微镜记录的纳米颗粒运动图像相邻帧之间同一纳米颗粒的运动位移矢量，[x_a，y_a]为某纳米颗粒在第a帧图像中的质心坐标，[x_a+1，y_a+1]为该纳米颗粒在第a+1帧图像中的质心坐标。

5.根据权利要求1-4任一所述的纳米颗粒粒径分布检测分析方法，其特征在于，

步骤3)具体包括如下步骤：

先根据纳米颗粒的布朗运动位移矢量和运动影像的采集帧率计算得到纳米颗粒的平均扩散系数，再根据斯托克斯爱因斯坦方程反推得到纳米颗粒的流体力学直径；

其中D为纳米颗粒的平均扩散系数，k为玻尔兹曼常数，T为被测液体的温度，η为被测溶液的粘度系数，d为流体力学直径，为纳米颗粒的平均布朗运动位移，t为相邻帧的采集时间间隔。

6.一种分析待测液体中两种或以上的纳米颗粒或者物质之间的相关关系的方法，其特征在于，包括如下步骤：

利用滤光片组将每种纳米颗粒上的标志物的发射光谱分开，分别成像于对应成像模块上，实现多通道同时观测，获得液体中两种或以上的纳米颗粒的运动轨迹；以及

采用权利要求1-5任一所述方法分析各个通道内的纳米颗粒粒径分布。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括如下步骤：通过对各个通道内的纳米颗粒轨迹进行匹配，分析任意两个通道的纳米颗粒的轨迹重叠情况，将两种轨迹重叠的纳米颗粒个数记为M，将其中的一种纳米颗粒的总个数记为N，通过M比N的值可以确定两种粒子的关系。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，待测溶液为肿瘤细胞分泌的外泌体样本；所述纳米颗粒为外泌体。