[发明专利]基于纳米金颗粒增强的液体痕量浓度检测方法及装置

说明书

本发明提供一种基于纳米金颗粒增强的液体痕量浓度检测方法，包括：采用激光束照射光声池内的待测液体，激发产生出光声信号；获取所述光声信号，处理后得到所述光声信号的强度值；当待测液体的浓度改变时，对激光的吸收比例也随之改变，最终影响光声信号的强度值，利用光声信号的强度值高低实现液体浓度的高精度测量；所述待测液体中添加有表面修饰层的纳米金颗粒，表面修饰层是能与待测液体的待测物质特异性结合的分子。本发明还提供一种可以实现所述检测方法的液体浓度检测装置。本发明利用纳米金颗粒的超强吸收特性，极大地提高了光声信号的强度，解决了传统光声检测在液体环境中检测灵敏度低的不足，使检测精度可达痕量检测级别。

技术领域

本发明涉及一种液体检测技术，具体地说，涉及一种基于纳米金颗粒增强的液体痕量浓度检测装置及检测方法。

背景技术

浓度是液体的关键化学参数之一，在化工、医药、食品等行业的工业生产中，必须严格限制某些物质的含量，都需要对物质浓度进行精确检测。特别是在一些浓度基地的浓度检测场合，高精度的液体浓度检测尤为重要。

传统的液体浓度检测方法主要有比重计法、化学滴定法、电感耦合等离子体质谱、旋光法、吸收光谱法等。其中，比重计法是目前应用最为广泛的液体浓度检测方法，通过分布称量溶质和溶剂的质量与体积、计算得出浓度，但它只适用于液体中只含单一溶质的浓度检测，不具有特异性分析的功能；化学滴定法是以化学反应为基础的方法，检测精度较高，可以用于多溶质液体的浓度分析，但是检测耗时长，操作繁琐，且检测精度依赖于操作人员对指示剂变色的辨别能力；电感耦合等离子体质谱法是目前精度最高的液体物质浓度检测方法，适用于复杂环境下的物质浓度分析，但检测过程需要在专业的实验室环境下操作，设备费用和维护费用十分昂贵，对有机物的检测能力不足，对没有标液的物质不能检测；旋光法利用物质的旋光性对被测物质进行检测，其检测精度较高，但是应用领域非常窄，不适用于无旋光性或旋光性小的物质；吸收光谱法是目前研究最为成熟的液体浓度光学检测方法，可以通过光谱吸收峰的位置和强度来检测液体中不同成分的含量，但其难以检测具有强散射的物质，特异性检测能力较差，且检测精度受制于设备的光分辨率，因此精度很难提高。

上述各种传统的液体浓度检测光学方法(如吸收光谱法、荧光分析法等)的特异性检测完全依赖于物质的光谱响应，然而不同物质光谱的重叠性使得传统光学方法的特异性难以提高。除此之外，这些方法的设备光源波长必须与被测物质的光谱响应相匹配，否则精度很难满足检测要求，这极大增加了设备成本。

经检索，中国发明专利申请号：201210324391.3，该发明公开一种用于无创血糖检测的差动液体光声池组件，由激光器、半反半透镜、测量光声池、参考光声池、底板组成。由激光器发出的激光束投射到半反半透镜后分为两束：一束为测量光束，投向测量光声池，并产生测量信号；另一束为参考光束，投向参考光声池，并产生参考信号。测量光声池内装有不同浓度的葡萄糖溶液，因此测量信号与葡萄糖溶液的浓度和纯水正相关。

但是上述方法在液体环境中检测灵敏度低还有待进一步提高。

发明内容

本发明针对现有的液体浓度检测方法存在的精度低、选择性差、速度慢等多种弊端，提出一种结构简单、操作方便、能够实现液体中特定物质痕量级浓度检测的装置及方法。

根据本发明的第一方面，提供一种基于纳米金颗粒增强的液体痕量浓度检测方法，所述方法包括：

采用激光束照射光声池内的待测液体，激发产生出光声信号；

获取所述光声信号，处理后得到所述光声信号的强度值；

当所述待测液体的浓度改变时，所述待测液体对激光的吸收比例也随之改变，最终影响所述光声信号的强度值，利用所述光声信号的强度值高低实现液体浓度的高精度测量；

其中：所述待测液体中添加含有纳米金颗粒的溶胶，所述纳米金颗粒的表面被修饰了一层能与液体中的某种待测物质特异性结合的分子；