一种透明平整片状基底表面的金纳米材料计数方法技术

本发明专利技术涉及一种透明平整片状基底表面的金纳米材料计数方法，其包括以下步骤：将样品测定时所用溶剂加至透明平整片状基底表面，然后置于暗场显微镜下观察，采集得到背景散射图像；将金纳米材料加至透明平整片状基底表面，然后置于暗场显微镜下观察，采集得到金纳米材料的特征散射图像；将含有不同浓度金纳米材料的待测样品分别加至透明平整片状基底表面，然后置于暗场显微镜下观察，采集得到若干待测样品的散射图像；对采集得到的背景散射图像、金纳米材料的特征散射图像和待测样品的散射图像依次进行图像分析，得到待测样品散射图像中金纳米材料的数量。本发明专利技术可以广泛应用于多种透明平整基底以及多种结构和尺寸的金纳米材料的计数中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理领域，特别是关于。
技术介绍
目前，球形纳米颗粒、纳米棒等金纳米材料在化学和生物分析检测中已得到广泛的应用。由于金纳米材料具有表面等离子体共振性质，其散射光谱具有强的、可调控的特征散射峰，因此金纳米材料可以用于透明平整片状基底(如玻璃、有机玻璃、塑料等)表面的光散射生化分析检测。现有的生化分析检测方法采用直接结合或三明治夹心法原理，将修饰有识别分子的金纳米材料吸附或键合至基底表面，继而通过检测散射光信号的强度对待测物进行定性定量。受单个金纳米颗粒的散射光强度弱及基底表面杂散光的影响，现有方法对于金纳米材料光学信号的响应灵敏度不高，无法实现单个纳米材料的定量，多需银染等后续处理以放大金纳米材料的信号，从而使相应的分析方法检测限受限，实验步骤和复杂度增加。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种能够实现对单个金纳米材料进行自动识别和计数的透明平整片状基底表面的金纳米材料计数方法为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案:，其包括以下步骤:1)将样品测定时所用溶剂加至透明平整片状基底表面，然后置于暗场显微镜下观察，采集得到背景散射图像；2)将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透明平整片状基底表面的金纳米材料计数方法，其包括以下步骤：1)将样品测定时所用溶剂加至透明平整片状基底表面，然后置于暗场显微镜下观察，采集得到背景散射图像；2)将金纳米材料加至透明平整片状基底表面，然后置于暗场显微镜下观察，采集得到金纳米材料的特征散射图像；3)将含有不同浓度金纳米材料的待测样品分别加至透明平整片状基底表面，然后置于暗场显微镜下观察，采集得到若干待测样品的散射图像；4)对步骤1)中得到的背景散射图像、步骤2)中得到的金纳米材料的特征散射图像和步骤3)中得到的待测样品的散射图像依次进行图像分析，得到待测样品散射图像中金纳米材料的数量。

【技术特征摘要】
1.一种透明平整片状基底表面的金纳米材料计数方法，其包括以下步骤: 1)将样品测定时所用溶剂加至透明平整片状基底表面，然后置于暗场显微镜下观察，采集得到背景散射图像； 2)将金纳米材料加至透明平整片状基底表面，然后置于暗场显微镜下观察，采集得到金纳米材料的 特征散射图像； 3)将含有不同浓度金纳米材料的待测样品分别加至透明平整片状基底表面，然后置于暗场显微镜下观察，采集得到若干待测样品的散射图像； 4)对步骤I)中得到的背景散射图像、步骤2)中得到的金纳米材料的特征散射图像和步骤3)中得到的待测样品的散射图像依次进行图像分析，得到待测样品散射图像中金纳米材料的数量。2.如权利要求1所述的一种透明平整片状基底表面的金纳米材料计数方法，其特征在于:所述步骤I)、步骤2)和步骤3)中，透明平整片状基底采用透明无机材料和透明高分子材料中的一种，透明无机材料采用普通玻璃和石英玻璃中的一种，透明高分子材料采用聚二甲基硅氧烷、有机玻璃和塑料中的一种。3.如权利要求1所述的一种透明平整片状基底表面的金纳米材料计数方法，其特征在于:所述步骤2)和步骤3)中，金纳米材料采用金材料颗粒或金材料颗粒的聚集体，金材料颗粒采用球形金纳米颗粒、金纳米棒和金纳米壳中的一种，金材料颗粒和金材料颗粒聚集体的尺寸均为IOnm~lOOOnm。4.如权利要求2所述的一种透明平整片状基底表面的金纳米材料计数方法，其特征在于:所述步骤2)和步骤3)中，金纳米材料采用金材料颗粒或金材料颗粒的聚集体，金材料颗粒采用球形金纳米颗粒、金纳米棒和金纳米壳中的一种，金材料颗粒和金材料颗粒聚集体的尺寸均为IOnm~lOOOnm。5.如权利要求1或2或3或4所述的一种透明平整片状基底表面的金纳米材料计数方法，其特征在于:所述步骤I)、步骤2)和步骤3)中，采集暗场散射图像时的曝光时间为IOms~1000ms ;采集得到的暗场散射图像中一个像素对应的尺寸小于或等于0.5 μ mX 0.5 μ m。6.如权利要求1或2或3或4所述的一种透明平整片状基底表面的金纳米材料计数方法，其特征在于:所述步骤4)中，对散射图像进行图像分析，其具体包括以下步骤: I、色彩空间转换； 分别将步骤I)中得到的背景散射图像、步骤2)中得到的金纳米材料的特征散射图像和步骤3)中得到的待测样品的散射图像从sRGB色彩空间转换至L*A*B*色彩空间，分别对应得到色彩空间中的图像； II、亮度阈值运算； 将步骤I得到的L*A*B*色彩空间中图像的所有像素进行亮度阈值运算，得到非背景像素和背景像素； III、图像分割； 采用四连通的洪泛算法对步骤II得到的非背景像素进行分割，得到所有四连通的子区域列表；舍弃包含非背景像素数量少于9的子区域，计算每一子区域中非背景像素组成图形的面积与轴比，选取轴比在理论取值范围内以及面积在金纳米材料成像面积的理论取值范围内的子区域，得到子图像列表； IV、色彩特征提取； 对经步骤I~步骤III处理得到的背景散射图像的子图像列表中的每一幅子图像以及经步骤I~步骤III处理得到的金纳米材料特征散射图像的子图像列表中的每一幅子图像进行色彩特征提取； V、待测样品散射图像中的金纳米材料计数； 对于经步骤I~步骤III处理得到的待测样品散射图像子图像列表中的每一个子图像或标准样品散射图像子图像列表中的每一个子图像，将子图像中的每一非背景像素色彩的L*、A*与B*的值四舍五入为整数，查找金纳米材料特征色彩查找表中对应(L*，A*，B*)单元格的数值；若单元格的数值为1，则非背景像素为金纳米通道像素；计算子图像中金纳米通道像素占非背景像素的比例，若该比例大于50%，则该子图像为金纳米材料子图像； 计算所有金纳米材料子图像的数量，该数量即为待测样品散射图像或标准样品散射图像中的金纳米材料数量。7.如权利要求6所述的一种透明平整片状基底表面的金纳米材料计数方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：许潇，李娜，李甜，徐重行，刘锋，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11