希尔伯特-黄变换提升纳米颗粒Zeta电位分析精度

“希尔伯特-黄变换的纳米颗粒Zeta电位分析方法通过激光多普勒电泳光散射法提高测量准确度和重复性，采用希尔伯特-黄变换剔除低频噪声和自相关函数误差。” 在纳米科技领域，理解和分析纳米颗粒的表面特性至关重要，其中Zeta电位是一个关键参数，它反映了颗粒在溶液中的稳定性。Zeta电位测量对于优化纳米药物载体、纳米材料合成以及理解胶体系统的稳定性和团聚行为具有重要意义。传统的测量方法，如激光多普勒电泳光散射法（Laser Doppler Electrophoresis，LDE），虽然是一种常用手段，但其准确度和重复性受到低频噪声和自相关函数误差的制约。 希尔伯特-黄变换（Hilbert-Huang Transform，HHT）是一种时频分析工具，尤其适合处理非线性和非稳态信号。在本研究中，研究人员针对LDE的局限性，提出将HHT应用于散射光强自相关信号的分析。HHT首先通过经验模式分解（Empirical Mode Decomposition，EMD）将复杂信号分解为一系列内在模态函数（IMF），这些IMF分别代表信号的不同频率成分。然后，通过希尔伯特变换，为每个IMF计算瞬时频率和振幅，从而得到信号的时间-频率表示。 在分析纳米颗粒的Zeta电位时，HHT能有效分离出低频噪声和自相关函数的误差，因为这些干扰通常存在于特定的频率范围内。通过去除这些干扰成分，可以得到更纯净的信号，从而提高Zeta电位的测量精度。实验和仿真结果表明，采用HHT的方法能够显著提高LDE技术的准确度和重复性，证明了这种方法的有效性和可行性。 希尔伯特-黄变换在纳米颗粒Zeta电位分析中的应用，为解决传统测量技术的局限性提供了一种创新思路，有助于科研人员更精确地评估纳米颗粒的表面电荷状态，从而推动纳米科学和技术的进步。这一方法有望在纳米材料研发、药物传输系统优化以及环境科学等多个领域得到广泛应用。