技术大比武：散射浊度仪 vs 透射浊度仪

散射比浊法（nephelometry）和透射比浊法（turbidimetry）都可以用于测定溶液的浑浊程度。两种技术都是基于悬浮固体颗粒引起的光散射原理，容易被混淆。

透射比浊法是测量由不溶性颗粒的散射效应引起的通过样品的光强度损失的过程。与吸光度类似，透射比浊法对透过样品的光强度进行量化，具体而言，测量光的衰减。在透射浊度仪中，已知波长的光射入含有不溶性颗粒的溶液样品，正对光源的检测器收集通过样品的光（图1a）。

散射比浊法通过直接量化样品中不溶性颗粒散射的光强度来确定溶液的浊度。通常，检测散射光的方向与入射光源呈一定角度，以避免透射光的潜在干扰（图1B）。

图1：透射浊度检测和散射浊度检测原理的区别。

浊度通常以NTU（散射浊度单位）表示，浊度分析不仅在水质检测中发挥重要作用，对生命科学研究也是大有帮助，可用于检测细菌细胞生长情况，以及抗体或化合物沉淀等。

经过校准的散射浊度仪或透射浊度仪都可以用于测量NTU值。然而，使用透射浊度仪获取数据较为耗时，且步骤较多，所需的样品体积也比较大。

为此，我们使用NEPHELOstar®Plus提供一种更高通量、更简单、试剂体积更小的NTU采集方法。在本实验中，我们用NEPHELOstar Plus的RNU（相对散射浊度单位）与HACH®透射浊度仪的NTU结果进行比较。

如前所述，在散射比浊法中，通过样品的光被其中的悬浮颗粒散射，测量前向散射光的强度，以得出溶液中悬浮颗粒的浓度。

NEPHELOstar Plus以直径和强度可调的635 nm激光二极管作为光源。使用Ulbricht球体收集散射角度高达80度的光线（图2）。

图2：NEPHELOstar Plus检测原理。如果样品中几乎没有颗粒物，不会引起光散射，光不会到达检测器，RNU较低。如果溶液中存在一定的颗粒物，检测器可接收到散射光线，RNU读数就会升高。

我们首先确定透射浊度计的检出限（LOD），使用纯水作为空白，并用一系列福尔马肼标准液（0.063至100 NTU）重复测量。用该范围内的读数生成线性标准曲线，r²为0.9999。计算出的透射浊度仪检出限为0.119 NTU（图3）。

图3：用于计算检测限的福尔马肼标准曲线

接下来确定NEPHELOstar Plus的NTU LOD，同样使用纯水作为空白，并用福尔马肼标准液重复测量（据HACH®浊度仪结果，NTU值范围为0.057至97.912）。图4显示数据的线性拟合良好。

图4：散射浊度与透射浊度数据的线性拟合。先后使用HACH 2100N与NEPHELOstar Plus读取不同浓度的福尔马肼标准液。

结果表明，超过90 NTU（r²=0.999）的线性拟合良好。通过些测量，可以对二者的性能、读取时间和样品体积进行比较（见表1）。NEPHELOstar Plus在灵敏度方面略胜一筹，在其他指标上具有较大优势。

表1：NEPHELOstar Plus vs. 透射浊度仪

最后探究的是NEPHELOstar Plus对于较高NTU的检测范围。我们再次评估福尔马肼标准液在透射浊度计上的平均NTU值，并将这些结果与相同标准液在散射浊度仪上的读数进行比较（图5）。

图5：散射比浊法与透射浊度法的高NTU线性拟合。先后使用HACH 2100N与NEPHELOstar Plus读取不同浓度的福尔马肼标准液。由于缺乏线性相关性，去掉两个NTU最高的标准液（779和971 NTU）读数。

如图3所示，线性关系（r²=0.995）至少保持到测量值为〜194 NTU的标准液。我们还评估了降低激光强度对线性相关性是否有影响，而并未发现正影响（数据未显示）。