一、高精度光學系統：實現單顆?？梢暬?/div>
光學系統是NTA的核心，需滿足“清晰觀察納米級顆粒”并“避免多重散射干擾”的需求，特點如下：
光源：窄光束、低相干性
通常采用半導體激光器（如488 nm、640 nm），輸出光束經聚焦后形成極細的圓柱形激光束（直徑約50-100μm），僅照亮樣品池中的薄層區域（減少背景干擾和多重散射）。
低相干性光源可降低顆粒散射光的干涉效應，使單個顆粒呈現為清晰的“亮點”，便于識別和追蹤。
成像物鏡：高數值孔徑（NA）
配備高倍顯微物鏡（如40×、60×），且數值孔徑（NA）較高（通常0.8-1.2），以增強對納米顆粒散射光的收集能力，確保小至10 nm的顆粒仍能被清晰成像。
物鏡與激光束同軸或呈特定角度（如90°散射角），避免直射光干擾，僅接收顆粒的側向散射光。
二、樣品池：適配微量樣品，減少顆粒沉降與團聚
樣品池設計需滿足“低體積需求”“減少顆粒運動干擾”和“便于清潔”的特點：
微量樣品容量
樣品池體積通常為10-200μL，適用于珍貴或低濃度樣品（如生物納米顆粒、外泌體），且可通過注射器或移液槍快速更換。
低擾動流場
池體多為石英或玻璃材質，內壁光滑，減少顆粒吸附；部分設計包含攪拌裝置（如磁力攪拌子）或輕微流動系統，避免顆粒因重力沉降導致的分布不均，但需保證擾動強度不影響顆粒的布朗運動（NTA的核心測量依據）。
溫控功能（可選）
部分高d型號配備溫控模塊（如20-40℃），可維持樣品溫度穩定，避免溫度變化導致的液體粘度改變（粘度影響顆粒布朗運動速度，進而影響尺寸計算）。
三、成像與追蹤系統：捕捉顆粒動態軌跡
該系統負責將光學信號轉化為數字圖像，并實時追蹤單個顆粒的運動，特點如下：
高速相機：高幀率、低噪聲
采用電荷耦合器件（CCD）或互補金屬氧化物半導體（CMOS）相機，幀率通常為25-100幀/秒，可捕捉納米顆粒因布朗運動產生的快速位移（顆粒越小，運動越劇烈，需更高幀率）。
低噪聲傳感器確保在弱散射光下（小顆粒信號弱）仍能區分顆粒與背景噪聲。
同步控制模塊
激光、相機與數據采集單元同步工作，確保每幀圖像的時間間隔精確（如10 ms/幀），為后續計算顆粒擴散系數（進而推導尺寸）提供準確的時間基準。
四、數據處理單元：從軌跡到顆粒特性的量化
硬件上通常為連接相機的計算機，核心是專用NTA分析軟件，其功能體現結構與算法的結合：
顆粒識別與軌跡追蹤
軟件通過圖像分析算法（如閾值分割、邊緣檢測）識別單幀圖像中的顆粒亮點，再通過多幀匹配（如基于距離和運動連續性）追蹤同一顆粒在不同時間點的位置，生成運動軌跡。
統計分析與結果輸出
對數百至數千個顆粒的尺寸進行統計，生成粒徑分布直方圖、濃度（顆粒數/體積）等結果，并可通過軟件校準（如使用標準顆粒驗證尺寸準確性）。
五、整體結構的集成性：兼顧操作性與穩定性
光學模塊、樣品池和成像系統通常集成在一個緊湊的主機內，減少外界振動和光線干擾；部分型號設計為開放式樣品臺，便于觀察和調整。
操作界面簡潔，支持自動化參數優化（如曝光時間、增益），降低人為操作誤差，同時允許高級用戶手動調整參數以適應復雜樣品（如高濃度、多分散體系）。
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