儀器教室 Instrument Stories

粒徑量測一直以來都是製藥產業的一個標準測量程序之一，過往我們會使用篩網分析法或是雷射光繞射法來得到藥物活性成份或賦形劑的粒徑分佈結果。 然而，上述方法均有各自的缺點，篩網分析法僅能測量有限數量的樣品，這意味著結果通常取決於用戶而不是非常可再現；雷射光繞射法則是一個“黑匣子”的測量方法，其結果很大程度上取決於軟體所選用的評估模型，上述種種因素使得實驗室之間或是產業上下游的製造商之間很難進行有效的數據比較。

隨著科技日新月異，許多新穎材料的問世，一種固定了聚合物刷（一種有機-無機雜化材料）的顆粒有望同時表現出有機材料的柔韌性和輕薄重量以及無機材料的耐熱性和耐久性，為了驗證這個想法，對其結構的評估便十分重要，在這裡，我們提出了一種通過氣體吸附、動態光散射和流動電位方法對固定聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 形成的核殼型聚合物刷 (PMMA-CeO2) 進行結構評估。

本文章將說明如何使用像是FlowCam流式成像顯微鏡 (FIM) 系統去計算顆粒數目和判定顆粒濃度，本文適用於型號FlowCam 8000/8400、FlowCam Cyano 和 FlowCam LO，但和FlowCam 5000或FlowCam Nano無關，因為這些型號沒有 FOV 流動樣品槽，且也不適用轉至使用外部蠕動泵的FlowCam Macro，本文章還會給予使用者如何優化實驗參數設定及給樣手法的建議。

顆粒有多種形狀和大小。分析食品中的顆粒成分和正確的表徵它們很重要，因為它們可以極大地影響最終產品的口感、外觀、穩定性和可加工性。 CP Kelco，一家市場領先的特種親水膠體生產商，總部位於聖地亞哥，生產各種質地和穩定成分用於食品加工廠商。 流式成像顯微鏡 (FIM) 使他們能夠快速並輕鬆檢測顆粒變化並確保產品質量上乘。Ross Clark 是 CP Kelco 的傑出研究員，克拉克可以自由追求回答最棘手的挑戰，跟隨直覺，事實上，這是對於粒子運動行為的一種預感。最近引起克拉克興趣的客戶是做粉末噴射器的廠商。對於有問題的材料，運營商已經進行了有效的調整氣流解決偶爾的粉末流動阻塞導致無法加工的問題。然而，克拉克懷疑不同批次的顆粒形狀變化會導致一定程度的變化和粒徑大小的誤差

有害藻類(HABs, Harmful Algal Blooms)可以在幾個小時內迅速傳播。 在購買FlowCam®前，大熊市水區(BBMWD, Big Bear Municipal Water District) 的外包水質分析需要一個月才能得到結果。 一個月的時間足以讓有害藻類(HABs)長滿整個水池。再替換使用 FlowCam後，水質分析只需要數分鐘。

許多統計參數可以從粒度分佈中得出。累積分佈特別適用於此目的。其中最重要的參數當然是百分位數。在每種情況下，這些都表示一定數量的樣本所在的大小 x。例如，百分位數回答了“10% 的最小粒子在哪個尺寸以下？”的問題。或“大於 5% 的最大顆粒是多少？”百分位數可以直接從 Q 或 1-Q 曲線中讀取。 百分位數由字母 d 後跟 % 值表示。因此，d10 = 83 µm，d50 = 330 µm，d90 = 1600 µm 表示 10% 的樣品小於 83 µm，50% 小於 330 µm，90% 小於 1600 µm。替代符號為 x10/50/90 或 D 0.1/0.5/0.9 d50 值也稱為“中值”，它將粒度分佈劃分為等量的“較小”和“較大”顆粒。通常報告粒度分佈的 d10、d50 和 d90。 這樣可以很容易地用三個值來表徵分佈的中點或中心點，以及上端和下端。這個規範並不總是有用的，但它通常提供了一個很好的概述。可以定義任意數量的百分位值，例如d16, d84, d95, d99 等。但是，還必須注意測量方法的靈敏度是否足以可靠地檢測接近 0% 或接近 100% 的百分位數。 d100 值沒有明確定義，因此沒有意義。如果 100% 的粒子小於 2 毫米，那麼對於所有較大的 x 值也是如此，這也是 d100 值。 該圖顯示瞭如何直接從累積曲線中讀取百分位數。