Im Bereich der Analyse von Flüssigkeitssystemen ist die Partikelzählung ein wichtiges Verfahren, das Aufschluss über die Sauberkeit und Integrität des Systems gibt – insbesondere über die Effizienz der Zählung. Die Interpretation von Partikelzählungen mit nicht-volumetrischen Partikelzählern stellt die Anwender jedoch häufig vor ein Dilemma, das zu Diskussionen über die „wahre“ Konzentration von Partikeln führt. In diesem Blog soll die Wissenschaft hinter diesen Unterschieden erörtert werden, um Bedenken auszuräumen und die Merkmale nicht-volumetrischer Partikelzähler zu beleuchten.
Verständnis der Partikelzähleffizienz
Die Zähleffizienz (CE) ist ein entscheidender Faktor beim Verständnis von Partikelzählungen. Sie stellt den Prozentsatz der im Flüssigkeitsstrom nachgewiesenen Partikel im Vergleich zur Konzentration der vorhandenen Partikel dar. Anwender haben oft mit der Notwendigkeit zu kämpfen, die Partikelzählung durch CE an der unteren Grenze zu teilen, um die genaue Partikelkonzentration im System zu bestimmen. Dieser Blog soll diesen Prozess entmystifizieren und die wissenschaftlichen Prinzipien erläutern, die dabei eine Rolle spielen.
Geräteparameter
Um die Feinheiten der Partikelzählung zu verstehen, ist es wichtig, die wichtigsten Definitionen zu kennen:
- Instrumenten-Probenvolumen: Das Volumen der auf Partikel untersuchten Flüssigkeit pro Zeiteinheit.
- Durchflussrate des Geräts: Das Volumen pro Zeiteinheit der Flüssigkeit, die durch das Gerät fließt.
- Prozentualer Anteil des Probenvolumens: Berechnet als das Probenvolumen des Geräts geteilt durch die Durchflussrate des Geräts, ausgedrückt in Prozent.
Unterscheidung zwischen volumetrischen und nicht-volumetrischen Partikelzählern
Ein grundlegender Unterschied liegt im prozentualen Anteil des Probenvolumens: Volumetrische Partikelzähler halten einen prozentualen Anteil von 100 % ein und gewährleisten damit ein genau definiertes Probenvolumen. Nicht-volumetrische Partikelzähler hingegen arbeiten mit einem prozentualen Anteil des Probenvolumens von weniger als 100 %, was zu Fragen über Diskrepanzen bei den gemeldeten Werten führt.
Der Zielkonflikt bei der OPC-Konstruktion
Bei der Konstruktion optischer Partikelzähler (OPC) muss ein Gleichgewicht zwischen der Verringerung des vom System erzeugten Rauschens und der Verstärkung des Partikelsignals gefunden werden. Zu den Rauschquellen gehören die Lichtquelle, die Optik, die Fensterflächen, die Moleküle der Probenflüssigkeit und die elektronischen Schaltkreise. Partikelzähler mit Nachweisgrenzen jenseits von 100 nm beleuchten die Zellwände der Probe, während sie ein akzeptables Signal-Rausch-Verhältnis beibehalten, was sie volumetrisch macht.
Herausforderungen bei nicht-volumetrischen Zählern
Nicht-volumetrische Partikelzähler mit Nachweisgrenzen unter 100 nm sind aufgrund des hohen Rauschpegels mit Herausforderungen konfrontiert. Um dies zu verringern, müssen die Laser auf eine Größe fokussiert werden, die kleiner als die Probenzelle ist. Dadurch entsteht ein Bereich mit variabler Leistungsdichte. Infolgedessen können die Partikel den Laser überall im Querschnitt des Strahls passieren, was eine genaue Partikelzählung erschwert.