[发明专利]一种光学无损探测单纳米颗粒表界面转化的方法

权利要求书

1.一种光学无损探测单纳米颗粒表界面转化的方法，该方法采用光学成像系统进行，包括步骤如下：

（1）搭建单纳米颗粒表界面转化光学成像系统，该系统包括：

激光光源；

单纳米颗粒激发组件，包括用于光学信号放大成像的光学显微放大物镜、用于与高数值孔径油镜的折射率相匹配的镜油、用于吸收激发光从而产生表面等离激元共振现象的金膜玻片和用于盛放溶液的样品池；光学显微放大物镜与镜油配合用于将激光入射以激发金膜玻片表面的等离激元共振来获得单个纳米颗粒的散射光和反射光；

反应条件控制模块，包括电化学控制单元，所述电化学控制单元包括电化学工作站和电极体系，反应条件控制模块与样品池配合以控制样品池的条件；

图像采集及分析模块，包括反射镜、用于获取反射镜发射光成像的相机采集系统以及软件处理模块；

（2）调节入射光入射角到50°-80°，使之能激发金膜玻片产生等离激元，根据目标条件更改样品池溶液，在电化学控制单元中设置相应的电化学参数；

（3）采集纳米颗粒在不同条件下的表界面转化过程中的时间图像序列；

（4）使用算法程序公式1对图像序列进行特征相位参数ψ计算；

公式1

I_m是测量的图像强度，I为理论图像强度，r为采集纳米颗粒在图像上的位置，通过迭代计算优化得到反映颗粒折射率信息的相位参数ψ；

（5）根据步骤（4）理论模拟得到的特征相位参数ψ与物质成分含量的关系，得到单个颗粒表界面转化过程中的成分变化信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，搭建单纳米颗粒表界面转化光学成像系统时，入射光通过透明金膜玻片以50°-80°的入射角激发产生等离子共振激元，相机采集系统直接采集图像记录位于金膜玻片上的颗粒转化过程。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，搭建单纳米颗粒表界面转化光学成像系统时，镜油位于光学显微放大物镜和金膜玻片之间，光学显微放大物镜的数值孔径大于等于1.0，镜油的折射率大于等于1.33。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，搭建单纳米颗粒表界面转化光学成像系统时，所述软件处理模块包括：控制电化学工作站电化学参数的程序软件，控制激发光入射角度的程序软件，接收相机图像信号的程序软件以及对所采集的纳米颗粒图像进行相位参数ψ计算的软件。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述采集纳米颗粒在转化过程中的时间序列图像包括：

（31）在反应池中加入溶液，通过反应条件控制模块给目标纳米颗粒施加控制条件；

（32）在反应池中加入分散好的所述纳米颗粒，使之撞击到所述金膜上，由所述相机采集目标界面的时间图像序列。