VI
ENNguyên Lý Hoạt Động Của Máy Đếm Tiểu Phân Chất Lỏng PMS
Video Khoa Học Giải Thích Nguyên Lý Từ Hãng PMS
Video kỹ thuật chính thức từ Hãng Particle Measuring Systems (Wistia ID: tgtz7tcju8) minh họa đường đi của tia laser trong buồng dòng chất lỏng:
Theo dõi thêm tại Kênh YouTube SAO NAM – PMS Life Science Việt Nam.
Nguyên Lý Che Khuất Ánh Sáng (Light Obscuration / Light Extinction)
Đây là phương pháp bắt buộc được quy định trong Dược điển USP <788> và EP 2.9.19:
- Một chùm tia laser được chuẩn trực chiếu vuông góc qua một ống dẫn dòng chất lỏng (Flow Cell) làm bằng thạch anh quang học.
- Phía đối diện là một cảm biến quang điện tử (Photodiode) liên tục đo cường độ ánh sáng chiếu tới.
- Khi một hạt tiểu phân trôi qua chùm laser, nó sẽ chặn một phần ánh sáng, tạo ra một bóng tối tức thời trên photodiode.
- Độ suy giảm cường độ sáng tỷ lệ thuận với diện tích mặt cắt ngang của hạt. Bộ xử lý tín hiệu chuyển đổi mức suy giảm này thành một xung điện áp có biên độ tương ứng.
Nguyên Lý Tán Xạ Ánh Sáng (Light Scattering)
Đối với các hạt siêu mịn dưới 1.0 µm, diện tích cản quang của hạt quá nhỏ nên sự suy giảm ánh sáng thẳng hầu như không thể phân biệt được với nhiễu nền:
Lúc này, cảm biến tán xạ ánh sáng thu nhận các photon bị hạt làm đổi hướng (tán xạ Rayleigh hoặc Mie) ở góc 90 độ hoặc góc tán xạ trước. Cảm biến này cho phép phát hiện các hạt nhỏ đến 0.05 µm (50 nm) trong nước cất pha tiêm WFI và nước siêu tinh khiết.
Hiện Tượng Trùng Lặp Hạt & Giới Hạn Nồng Độ (Coincidence Error)
Một giới hạn vật lý quan trọng được giải thích trong video là hiện tượng trùng lặp hạt:
Nếu nồng độ hạt trong dung dịch quá đậm đặc, hai hoặc nhiều hạt có thể cùng đi qua chùm tia laser tại cùng một thời điểm. Cảm biến sẽ nhận diện nhầm hai hạt nhỏ này thành một hạt lớn đơn lẻ. Do đó, mỗi cảm biến LiQuilaz đều có giới hạn nồng độ tối đa (ví dụ: 10.000 hạt/mL), nếu vượt quá giới hạn này thì mẫu bắt buộc phải được pha loãng trước khi đo.
Độ Nhạy & Dải Kênh Đo Của Dòng Cảm Biến LiQuilaz
Dòng cảm biến LiQuilaz của PMS được tối ưu hóa cho ngành Dược với các model chuyên biệt: LiQuilaz E20 (dải đo từ 1.5 đến 125 µm), LiQuilaz S05 (dải đo từ 0.5 đến 20 µm) và LiQuilaz S02 (dải đo từ 0.2 đến 5.0 µm), đáp ứng mọi yêu cầu kiểm nghiệm chất lỏng khắt khe nhất.
Bảng So Sánh Hai Nguyên Lý Đo Tiểu Phân Trong Dung Dịch: Che Khuất vs Tán Xạ
| Tiêu Chí Kỹ Thuật | Nguyên Lý Che Khuất Ánh Sáng (Light Obscuration) | Nguyên Lý Tán Xạ Ánh Sáng (Light Scattering) |
|---|---|---|
| Dải kích thước đo phổ biến | 1.5 µm đến 125 µm (hoặc lớn hơn) | 0.05 µm đến 5.0 µm |
| Tín hiệu thu nhận | Độ suy giảm ánh sáng chiếu thẳng (Xung âm) | Cường độ ánh sáng bị hạt tán xạ (Xung dương) |
| Vị trí đặt Photodiode | Đặt đối diện trực tiếp với nguồn laser | Đặt vuông góc hoặc góc lệch so với laser |
| Quy định của Dược điển | Bắt buộc theo USP <788>, EP 2.9.19, DĐVN V | Dùng cho nghiên cứu R&D hoặc kiểm tra nước UPW |
| Độ nhạy với bọt khí | Rất nhạy (Bọt khí bị đếm thành hạt) | Rất nhạy (Bọt khí bị đếm thành hạt) |
| Yêu cầu độ trong suốt dung dịch | Dung dịch phải trong suốt hoặc ít đục | Chỉ áp dụng cho dung dịch hoàn toàn trong suốt |
Các Sai Lỗi Phổ Biến Cần Tránh Khi Vận Hành
Câu Hỏi Thường Gặp (FAQs)
Physics of Liquid Particle Counting: Obscuration vs Scattering
Fundamental optical physics and signal processing principles governing light obscuration and light scattering particle sizing instrumentation in liquid media.
- Light Obscuration Mechanics (Extinction): Measures negative photodiode voltage pulses proportional to the projected cross-sectional area of particulates between 1.5 µm and 125 µm.
- Light Scattering Dynamics: Captures wide-angle Mie and Rayleigh photon deflections for sub-micron sensitivity down to 0.05 µm in ultrapure water (UPW).
- Coincidence Limit Constraints: Managing maximum concentration ceilings to prevent multiple concurrent particle events from distorting sizing distribution.
- Optical Flow Cell Precision: Chemically inert Sapphire and Quartz flow channels ensuring laminar fluid transport without boundary turbulence.
- NIST Traceable Sizing Calibration: Mathematical transformation of electrical pulse height distributions into Equivalent Spherical Diameters (ESD).
SAO NAM is the Authorized Sales and Service Center for Particle Measuring Systems in Vietnam, offering advanced optical liquid metrology support.
