CN105188965B - 使用低场核磁共振的经由油和/或水分含量的小型物体的高通量分选 - Google Patents

使用低场核磁共振的经由油和/或水分含量的小型物体的高通量分选 Download PDF

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Abstract

本公开描述一种使用新型核磁共振(NMR)系统和方法经由油和/或水分含量分离小型物体的自动化高通量小型物体分选方法。所公开的用于在低场时域NMR仪器中测量单个小型物体的油和/或水分含量的系统和方法在样品通量和信噪比方面优于用于单个小型物体油/水分测量的常规NMR系统和方法(自由感应衰减或自旋回波)。

Description

使用低场核磁共振的经由油和/或水分含量的小型物体的高 通量分选
相关申请
本申请是2013年3月5日提交的美国专利申请号61/791,411的PCT国际申请，所述申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本公开总体上涉及用于测量小型物体样品(例如种子样品)的油和/或水分含量的低场时域NMR系统和方法。更具体地说，其涉及使用NMR弛豫测量通过动态测量油和/或水分含量的小型物体(例如种子)的高通量连续分选的自动化系统和方法。
背景技术
此章节的陈述仅旨在提供与本公开相关的背景信息，并且可能并不构成现有技术。
低场NMR弛豫测量已经越来越多地用于许多分析应用，例如，测定小型物体(如种子)的油和/或水分含量，测量聚乙烯中的二甲苯溶解度以及测定人造奶油中的固液脂肪比。使用哈恩自旋回波脉冲技术测定小型物体样品中的油/水分含量的常规NMR方法已成为国际标准方法(AOCS,美国石油化学协会，法定方法，1995)。尽管其广泛应用在分析实验室中的非破坏性油测量，但是哈恩自旋回波以及其他已知基于NMR的方法需要不期望的长时间来进行单个测量。
发明概述
本公开描述使用核磁共振(NMR)方法经由油和/或水分含量来分离小型物体(例如种子)的自动化高通量小型物体分选系统和方法。本文所述的NMR系统和方法在样品通量和信噪比方面优于用于非破坏性单个物体油和/或水分测量的常规NMR方法(例如，自由感应衰减或自旋回波)。使用低场NMR应力松弛计，此非破坏性分析技术具有每小时评估30000到50000个单个小型物体或更多个小型物体中的油和/或水分含量的潜力。本文所述的基于连续高通量NMR的系统和方法提供快速并精确测量移动中的小型物体的油和/或水分含量的能力。
例如，在各种实施方案中，本公开提供一种包括小型物体传送带的自动化高通量小型物体分选系统，在传送带上附接有多个小型物体杯，其中传送机组件被配置并且可操作来在系统操作过程中以所选的恒定速率持续移动传送带。所述系统另外包括小型物体给料器组件，所述小型物体给料器组件被配置和并且可操作来从多个小型物体单一化小型物体并且随着传送带以所选的恒定速率持续移动来将每个单一化的小型物体存放在相应的一个小型物体杯中。所述系统还包括核磁共振(NMR)组件，所述核磁共振组件具有可操作延伸贯穿其中的传送带。所述NMR组件被配置并且可操作来随着每个小型物体以所选的恒定速率移动穿过所述NMR组件来为每个小型物体生成油和/或水分质量数据。
再有，所述系统包括微波谐振腔，其被配置并且可操作来在每个相应的小型物体已经由NMR组件传送之后无停顿地接收每个小型物体并使每个小型物体穿过其中，并且为每个相应的小型物体获取总体小型物体质量数据。另外，所述系统包括基于计算机的中央控制系统，其被配置并且可操作来：为每个小型物体从所述NMR组件接收油和水分质量数据中的至少一个数据；为每个小型物体从所述微波谐振腔接收总体小型物体质量；以及执行油/水分含量软件。所述油/水分含量软件的执行将为每个小型物体储存油和/或水分质量数据，并且将为每个小型物体接收的至少一个油和水分质量数据与相应的小型物体相关联。所述油/水分含量软件的执行还将为每个小型物体存储总体小型物体质量数据，并且将每个小型物体的总体小型物体质量数据与相应的小型物体相关联。此外，所述油/水分含量软件的执行将基于每个小型物体的油和水分质量与总体质量数据中的至少一个，在传送带的所选的恒定速率所指示的时间段内为每个相应的小型物体计算油/水分含量值。
尽管本文所述的系统和方法可用于测量各种小型物体的油和/或水分含量，但是本公开将就种子来示例性地描述本发明的系统和方法。然而，此类示例性实施方案和描述不应被认为限制本公开的范围。
例如，本文所述的基于连续高通量NMR的系统和方法在将单倍体从以高油诱导剂生成的二倍体种子中分离出来是特别有用的，这是双单倍体培育过程中的关键步骤。单倍体从二倍体种子中的分离可基于含油量差异来实现。下文详细描述在低场时域NMR仪器中测量单个种子的含油量的方法。
本发明的其他适用领域将由本文所提供的描述变得显而易见。应理解，说明书和具体实施例仅仅是举例的目的，而不是用于限制本发明的范围。
附图简述
本文所述的附图仅用于示例的目的，而不意在以任何方式限制本发明的范围。
图1是根据本公开的各种实施方案的基于油和/或水分含量利用核磁共振来分选小型物体的高通量动态小型物体分选系统的等距图。
图2是根据本公开的各种实施方案的图1中示出的高通量动态小型物体分选系统的小型物体给料器组件的等距图。
图3A是根据本公开的各种实施方案的图2中示出的小型物体给料器组件和图1中示出的高通量动态小型物体分选系统的小型物体传送器组件的近端的等距图。
图3B是根据本公开的各种实施方案的图3A中示出的小型物体传送器组件的近端的等距图。
图4是根据本公开的各种实施方案的图1中示出的高通量动态小型物体分选系统的小型物体传送器组件的远端的等距图。
图5是根据本公开的各种实施方案的图1中示出的高通量动态小型物体分选系统的核磁共振组件的侧视图。
图6A是根据本公开的各种实施方案的图1中示出的高通量动态小型物体分选系统的微波谐振腔和分流器组件的等距图。
图6B是根据本公开的各种其他实施方案的内联微波谐振腔的等距图。
图7是根据本公开的各种实施方案的图1中示出的高通量动态小型物体分选系统的基于计算机的中央控制系统的框图。
图8是根据本公开的各种实施方案的图1中示出的高通量动态小型物体分选系统的多个小型物体杯中的一个的等距图。
图9A是示出根据本公开的各种实施方案的用于在利用图1中所示的高通量动态小型物体分选系统的实验过程中在两种不同的Tp值下NMR磁化信号对偏移量O1的周期性依赖的图表。
图9B是根据本公开的各种实施方案的类似于图8中示出的在单个玉米种子样品上执行的图解说明。
图10是显示根据本公开的各种实施方案的在利用图1示出的高通量动态小型物体分选系统的实验过程中生成的含油量(质量)与NMR信号幅度之间的相关性的图解说明。
图11A是示出根据本公开的各种实施方案的在利用图1示出的高通量动态小型物体分选系统的实验过程中作为种子样品的总油质量的函数的信号幅度的图解说明。
图11B是示出根据本公开的各种实施方案的在利用图1示出的高通量动态小型物体分选系统的实验过程中作为种子样品的总油含量(含油率)的函数的每单位质量信号幅度的图解说明。
图12是示出根据本公开的各种实施方案的在利用图1中所示的高通量动态小型物体分选系统的实验过程中相对于NMR信号绘出O1频率偏移的图解说明，所述NMR信号随不同O1值周期性变化。
图13A是示出根据本公开的各种实施方案的在利用图1示出的高通量动态小型物体分选系统的实验过程中参考油重量(以克为单位)对比36个校正样品(实际二倍体/单倍体种子)组的预测油重量(以克为单位)的图解说明。
图13B是示出根据本公开的各种实施方案的图13A中示出的每个样品的预测残差的图解说明。
图14A是示出根据本公开的各种实施方案的在利用图1示出的高通量动态小型物体分选系统的实验过程中参考油重量(以克为单位)对比78个验证样品(实际二倍体/单倍体种子)组的预测油重量(以克为单位)的图解说明。
图14B是示出根据本公开的各种实施方案的图14A中示出的每个样品的预测残差的图解说明。
图15是示出根据本公开的各种实施方案的在利用图1示出的高通量动态小型物体分选系统的实验过程中在各种速度下移动的种子的油质量与NMR信号之间的相关性的图解说明。
图16是示出根据本公开的各种实施方案的在利用图1示出的高通量动态小型物体分选系统的实验过程中显示NMR信号与含油量之间的良好相关性(R^2＝0.982)的带有78个加倍单倍体种子的效度研究的图解说明。
图17A是根据本公开的各种实施方案的由图1中示出的高通量动态小型物体分选系统实施的“单次激发”脉冲序列的图解说明。
图17B是根据本公开的各种实施方案的的为利用由图1中示出的高通量动态小型物体分选系统实施的“单次激发”脉冲序列的玉米种子生成的信号的图解说明。
图18是示出根据本公开的各种实施方案的使用作为单个激发分析方法和SSFP分析方法由图1中示出的高通量动态小型物体分选系统实施的校准曲线的比较的图解说明。
图19是示出根据本公开的各种实施方案的使用作为单个激发分析方法和SSFP分析方法的由图1中示出的高通量动态小型物体分选系统实施的磁场相关性的比较的图解说明。
图20是示出根据本公开的各种实施方案的由图1示出的高通量动态小型物体分选系统实施的单个激发分析NMR信号与含油量之间的相关性的图解说明。
图21是示出根据本公开的实施方案的当具有极其低含油量的样品被移除时图20的数据的图解说明。
图22是根据本公开的各种实施方案的带有与标有“P1”和“P2”的峰值重叠的结果拟合的高斯最小二乘曲线的含油率的典型双峰分布的图解说明。
图23是根据本公开的各种实施方案的单倍体回收率和单倍体纯度对比由峰值“P1”和“P2”的数值积分估算的含油率分选阈值的图解说明。
图24是示出根据本公开的各种实施方案对于60个不同群体由现场长出数据测量的单倍体回收率和来自群体特异性训练组的高斯曲线拟合的预测单倍体回收率之间的相关性的图解说明。
图25是示出根据本公开的各种实施方案对于60个不同群体由现场长出数据测量的单倍体纯度和来自群体特异性训练组的高斯曲线拟合的预测单倍体纯度之间的相关性的图解说明。
在附图的几个视图中，相应的参考数字指示相应的部件。
发明详述
以下描述本质上仅仅是示例性的，而并非用于限制本发明的教导、应用或用途。在整个说明书中，同样的参考数字将被用于表示相同的元件。
本文描述的是用于单个小型物体(例如，单个种子)的油和/或水分含量的超快速测定的系统和方法。通常，本文所述的系统和方法采用一系列90°脉冲序列，或者可替代地，采用单个90°脉冲与一系列180°脉冲的组合，以在低场NMR应力松弛计中产生NMR信号。所获得的NMR信号的幅度与所述物体的油和/或水分含量成正比。由于信噪比(S/N)的显著改善，所公开的NMR系统和方法能够在极短的时间段内(例如，在5到30毫秒内)精确地测定单个小型物体样品(例如，单个种子样品)的油和/或水分含量，这使得基于油和/或水分含量差异实现物体的高通量分选。另外，所公开的系统和方法允许物体样品以持续且动态的方式被测量，从而使通过NMR的自动化高速分选成为可能。
现在参看图1，本公开提供一种利用核磁共振以基于油和/或水分含量来分选小型物体的高通量动态小型物体分选系统10。通常，系统10包括给料器组件14、传送器组件18、核磁共振(NMR)组件22、微波谐振腔26、分流器组件30以及基于计算机的中央控制系统34。控制系统34被配置并可操作来直接或间接地控制并协调给料器组件14、传送器组件18、NMR组件22、微波谐振腔26以及分流器组件30的自动化和协作功能与操作，如下文所描述的。控制系统34还被配置并可操作来执行一个或多个油和/或水分含量分析程序或算法(此处被简称为油/水分含量分析软件)用于分析由系统10生成并收集的数据，以便基于油和/或水分含量以高速率(例如，5到30毫秒/种子)鉴别并分离小型物体(例如，从二倍体种子中分离单倍体种子),同样如下文进一步描述的。
更确切地说，由中央控制系统34控制的系统10被配置并可操作来通过给料器组件14将小型物体(例如种子)从多个小型物体(例如种子)中单一化，经由传送器组件18以高速率将单一化的小型物体动态传送通过NMR组件22，随着所述物体动态传送通过NMR组件22为每个单个物体收集油和/或水分质量数据，经由微波谐振腔26为每个单个物体收集总物体质量数据，为每个单个小型物体计算油和/或水分含量，并且经由分流器组件30以高速率(例如，每秒20到50个种子)基于相应的油和/或水分含量分离所述小型物体(例如，从二倍体种子中分离单倍体种子)。
应理解，如本文中所述，尽管系统10可用于测量各种小型物体的油和/或水分含量，但是为了简明和清晰起见，本公开将示例性地描述系统10用于测量种子的含油量。然而，此类示例性实施方案和描述不应被认为限制本公开的范围。
此外，可以预见，本文所述的系统10可包括额外的和/或可替代的感知和检测技术来测量小型物体(例如种子)的特征而不是水分和/或油含量，这样使得所述小型物体(例如种子)可基于含水量和/或含油量和/或所述小型物体(例如种子)的一些其他可鉴别和可区分的特征来分选,并且保持在本公开的范围内。
现在参看图1、2、3A和3B，在各种实施方案中，给料器组件14(下文中称为种子给料器组件14)包括大量种子储料器38、种子分离器42以及旋转种子分配链轮46。大量种子储料器38被配置并可操作来保持所需量的所选种子并且将种子送入分离器42。分离器42被配置并可操作来将单个种子48从储料器38中单一化，也就是说，将所述种子48从储料器38中的多个种子中一个接一个的解析或分离。分离器42还被配置并可操作来将每个单一化的种子48置于在分配链轮46外周形成的多个种子储存器50的一个相应的储存器。更确切地说，在种子给料器组件14的操作过程中，分配链轮46绕分配链轮轴54旋转。随着分配链轮46的旋转，分离器42将每个单一化的种子48(也就是说解析过的种子48)存放在种子储存器50的相应的一个中。然后，随着分配链轮46的继续旋转，已经被存放到一个种子储存器50中的每个种子48被存放在多个种子杯58的相应的一个中，这些种子杯58连接至种子传送器组件18的传送带62，如下文所进一步描述的。
现在参看图1、2、3A、3B、4和8，在各种实施方案中，种子传送器组件18包括连接至传送带62的种子杯58，所述种子杯滑动地设置在传送器轨道66内，并且至少一个驱动轮70可操作连接至至少一个驱动电机(未示出)来沿着轨道66驱动传送带62，也就是说，使传送带62和种子杯58沿着轨道66行进。更确切地说，如由中央控制系统34所控制的驱动电机被配置并可操作来以恒定的速率(例如，每秒0.5到2米)驱动传送带62，这样使得种子杯58且更重要地设置在种子杯58中的单一化种子48通过NMR组件22以恒定的速率从传送器轨道66的近端66A传送或运送到传送器轨道66的远端66B。例如，在各种实施方案中，一个或多个驱动电机被中央控制系统34所控制来以所选的速率驱动传送带62，这样使得每个种子48被存放到位于传送带轨道近端66A处的相应的种子杯58中并且通过NMR组件22在大约1秒或者可替代地大约0.5至1.5秒内被传送至传送器轨道66的传送带轨道远端66B。在各种实施方案中，传送器组件18另外包括至少一个被动带导轮74以便随着传送带在传送带导轨66下面移动来引导传送带62，以及覆盖传送带轨道66并且防止种子48从相应的种子杯58上移位的轨道盖78。
现在参看图5，在各种实施方案中，NMR组件22包括包封核磁共振(NMR)应力松弛计86(即核磁)的壳体82以及頻射(RF)探针90(即RF收发器)。在各种实施方案中，NMR应力松弛计86具有大约0.50至1.5米的纵向长度L(例如，大约0.78米),并且所述应力松弛计加上RF探针具有在0.75与2.0米之间的总长(例如，1.1米)。如上文所述，传送带62通过NMR组件22以所选的恒定速率(例如，1.0-1.5米/秒)传送种子48。更确切地说，如由中央控制系统34所控制的传送带62以所选的恒定速率传送种子48经过或通过NMR应力松弛计86的总长度并且经过或通过RF探针90。在系统10的操作过程中，随着种子48以所选的恒定速率被传送经过/通过NMR应力松弛计86，由NMR应力松弛计85生成的磁场施加在种子48上。所述磁场使得每个相应种子48的质子平行对准所述磁场的方向。
重要地且如下面实验编号2中进一步描述的，种子48经由传送带62以恒定速率移动并且只穿过NMR组件22一次。也就是说，种子48绝不会是静态的，如同多次扫描静态样品的传统NMR脉冲序列的情况一样。此外，考虑到NMR应力松弛计86的延伸长度L(例如，0.5-1.5米)以及通过NMR应力松弛计的每个种子48的传送恒定速率(例如，1.0-1.5米/秒)，每个种子48在延长的时间段内(例如，0.5-3.0秒)内被暴露于NMR磁场(即，每个种子48被极化)。因此，每个持续移动的种子48暴露于所述NMR磁场足够的时间使得每个相应的种子48的质子平行对准所述磁场的方向，而无需减缓或停止每个种子48的传送速率。
接着，随着种子48继续以所选的恒定速率通过并沿着NMR应力松弛计86的长度移动并且经过RF探针90，RF探针90生成一个或多个脉冲并且接收来自每个脉冲的回波。例如，RF探针90能够以任何所需间隔(例如，5个脉冲/毫秒或在脉冲之间大约100-200微秒)生成多个脉冲，并且接收来自每个脉冲的回波。每个脉冲破坏或扰乱质子对准，由此质子破坏量在接收自每个脉冲的回波中被鉴别。经由执行含油量分析软件，中央控制系统34利用来自每个回波的质子破坏的量来生成指示每个相应的种子中油质量的数据，下文中称为油质量数据。
应注意，如上文所述，可以预见系统10可用于测量除种子外的各种小型物体中的含油量和/或含水量(和/或其他可区分的特征)。因此，在此类替代实施方案中，中央控制系统34将执行油和/或水分含量分析软件以便利用来自每个回波的质子破坏的量来生成指示每个相应的小型物体中的油和/或水分质量的数据。
现在继续参照示例性种子实施方案，随后，通过执行含油量分析软件，中央控制系统34记录并保存油质量数据(即，来自每个脉冲回波的油质量数据)并且将所述油质量数据与相应的种子48关联、链接或联系起来。因此，种子48随着质子经由NMR应力松弛计86被对准而以所选的恒定速率(例如，1米/秒)持续地移动(也就是处于与静态状态相反的动态状态下)，并且经由RF探针90生成油质量数据，且通过中央控制系统34将油质量数据收集和保存。
应注意，通过以高速率(例如，5个脉冲/毫秒)生成RF脉冲并接收回波的油质量数据，后续所检测回波中的噪声部分地互相抵消，由此显著地提高了NMR信号测量的信噪比，从而允许所对应的种子中含油量的更加精确和可靠的测量，如上文所描述。
现在参看图6A，如上所述，系统10包括微波谐振腔26和分流器组件30。系统10另外包括安装在传送器轨道66的远端66B上的卸载漏斗94，和/或位于或接近传送器轨道远端66B处的其他系统10结构。卸载漏斗94包括入口端94A和出口端94B。卸载漏斗94被配置并可操作来随着传送带62和种子杯58沿着在传送器轨道66的远端66B处的驱动轮70的外围行进而接收从相应种子杯58处卸载的种子48。更具体地说，在每个种子48已通过NMR组件22传送并且所对应油质量数据已被收集、保存并与所对应的种子48相关联之后，正如上文所描述，每个种子杯58和相应的种子48沿着传送器轨道远端66B并沿着远端驱动轮70的外围传送。随着每个种子杯58沿着远端驱动轮70的外围移动，所对应的种子48从种子杯58中掉落至卸载漏斗入口端94A中。
在各种实施方案中，分流器组件30被连接至微波谐振腔26，其中卸载漏斗94的出口端94B被连接至微波谐振腔26。因此，一旦每个种子从所对应的种子杯58中掉落并进入卸载漏斗入口端94A，那么由于重力的作用，种子48便会通过卸载漏斗94掉落并且经由卸载漏斗出口端94B被引导至微波谐振腔26。可替代地，空气可沿着种子行进的方向吹过卸载漏斗94以协助和/或加速种子48穿过卸载漏斗94的行进速度。在这类实施方案中，在种子48从卸载漏斗94中出来并且进入微波谐振腔26之后，每个种子48在重力的作用下落下，或者可替代地，在强制通风的作用下加速通过微波谐振腔26的内部通道(未示出)并且进入分流器组件30。
微波谐振腔26被配置并可操作来随着种子穿过所述内部通道来精确测量或预测每个种子48的总质量。微波谐振腔26将每个种子48的总质量数据传输给中央控制系统34，其中，通过执行所述含油量分析软件，中央控制系统34记录并保存来自每个种子48的总质量数据并且将所述总质量数据与相应的种子48且之前保存的油质量数据与相应的种子48链接或联系起来。
重要的是，通过执行所述含油量分析软件，中央控制系统34随着每个相应的种子48穿过微波谐振腔26来利用所保存的油质量数据和总质量数据计算每个种子48的含油量。因此，在每个种子48离开微波谐振腔26之前，中央控制系统34计算相应种子48的含油量。此外，在每个种子48离开微波谐振腔26之前，基于所对应种子48的计算过的含油量，中央控制系统34确定对应的种子48的含油量是否超过相应种子的含油量阈值。也就是说，基于所对应种子48的计算过的含油量，中央控制系统34确定相应的种子48的含油量是否指示所述种子是单倍体或二倍体。
一旦离开微波谐振腔26，每个种子48便会进入分流器组件30，其中如中央控制系统34所控制的分流器组件30引导或分流含油量低于相应阈值的种子48(即，单倍体种子)至单倍体容器98，并且引导或分流含油量高于相应阈值的种子48(即，二倍体种子)至二倍体容器102。通常，分流器组件30包括近端连接至微波谐振腔26(与微波谐振腔的内部通道流体连接)的中空中心管106、配合地连接至中心管106的分流器装置110、连接至中心管106(与中心管的内部管腔26流体连接)的分流的种子漏斗114以及设置在中心管106远端处(与中心管的内部管腔26流体连接)的非分流的种子漏斗118。在操作中，随着每个种子48离开微波谐振腔26，每个种子48进入中空中心管106的内部管腔，随后，基于每个相应种子48的计算过的含油量，每个相应种子48通过操作分流器装置110(如由中央控制系统34所控制)被分流或引导至分流的种子漏斗114,或者被允许通过所述中心管掉落至非分流的种子漏斗118中。
例如，在各种实施方案中，基于相应种子48的已计算的含油量而被确定为二倍体的种子48被分流至分流的种子漏斗114，随后二倍体种子48穿过分流的种子漏斗114并且被存放到二倍体容器102中。相反地，基于相应种子48的已计算的含油量而被确定为单倍体的种子48被允许经中心管106下落至非分流的种子漏斗118，借此单倍体种子48被存放到单倍体容器98中。在替代实施方案中，执行所述含油量分析软件可操作分流器装置110来分流或引导单倍体种子48至分流的种子漏斗114中并且允许二倍体种子48下落至非分流的种子漏斗118。
分流器装置110可以是适用于分流或引导所选的种子48(例如二倍体种子)至分流的种子漏斗114中并且允许其他所选的种子48(例如单倍体种子)通过中心管106下落至非分流的种子漏斗118中的任意装置。例如，在各种实施方案中，分流器装置110可以是气动装置，其控制空气流来将所选的种子48分流至分流的种子漏斗114中。尤其是在这类实施方案中，如果在相应种子48穿过微波谐振腔26时种子48被确定为二倍体，那么随着相应二倍体种子48通过分流器装置中心管106落下时，气动分流器装置的阀门打开，使得空气被释放来分流或引导相应二倍体种子48至分流的种子漏斗114中，随后相应的二倍体种子48被排放至二倍体容器102中。然而相反地，如果在相应种子48穿过微波谐振腔26时种子48被确定为单倍体，那么随着相应的二倍体种子48通过分流器装置中心管106落下时，气动分流器装置的阀门保持关闭，使得没有空气被释放并且相应的单倍体种子48通过分流的种子漏斗114下落至单倍体容器98中。可以预见其他机电型分流器装置110并且其在本公开的范围之内。
在各种实施方案中，可以预见油/水分含量分析软件和分流器组件30可被配置并可操作来分流种子(或者小型物体)至超过两个不同的容器。
现在参看图6B，在各种实施方案中，微波谐振腔26可以是设置在靠近传送带66的远端66B处的内联微波谐振腔26’。在各种实施方案中，内联微波谐振腔26’可被配置来使得传送带66且由此种子杯58和设置在每个种子杯58中的相应种子48穿过内联微波谐振腔26’的内部通道146。通常，如上文关于微波谐振腔26所述，内联微波谐振腔26’可被配置并可操作来随着每个种子48穿过内部通道146时精确地测量或预测每个种子48的总质量。微波谐振腔26将每个种子48的总质量数据传输至中央控制系统34，其中，通过执行所述含油量分析软件，中央控制系统34记录并保存来自每个种子48的总质量数据并且将所述总质量数据与相应的种子48且之前保存的油质量数据与相应的种子48链接或联系起来。
更具体地说，在此类实施方案中，传送带62穿过内联微波谐振腔26’的内部通道146并且针对每个种子位置测量传送带62、种子杯58以及种子48的组合质量。针对每个种子位置的仅仅所述传送带加上所述种子杯的质量列在针对每轮装载的种子之前，并且种子48质量是根据由内联微波谐振腔26’测量的质量和仅传送带/种子杯质量的差异来推断。在此类实施方案中，分流器组件30被连接至卸载漏斗94的出口端94B并且如上文所述被配置并可操作。
参看图8，在各种实施方案中，每个种子杯58被配置并可操作来随着并且在每个种子48被存放到相应的种子杯58后帮助固定、居中和保持每个单一化的种子48，使其在相应的种子杯58内具有稳定取向，如上文所述。例如，在各种实施方案中，每个种子杯58成型以包括存放每个相应种子48的三维(3D)菱形储存器122。所述3D菱形储存器122的斜切面和弯曲面使得每个单一化的种子48位于相应的种子杯58内的中心。尽管储存器122被示出且描述成菱形，但是可以预见，储存器122可以是在所述种子48沿着种子轨道66且通过NMR组件22传送过程中适合于保持种子杯58内种子48的稳定取向的任意其他形状。此外，在各种实施方案中，每个种子杯58包括通过相应的种子杯58的杯体延伸的多个侧槽、凹槽或锯齿126，其中锯齿126在每个相应的种子48和3D菱形(或其他适合的形状)储存器122的斜切面和弯曲面之间制造足够的摩擦力以便在种子48和种子杯58沿传送器轨道66行进时减少相应种子48的振动。更具体来说，3D菱形(或其他适合形状)的储存器122和锯齿126被配置并可操作来稳定地保持种子48并且减少种子48的振动，使得在种子48沿着种子轨道66并通过NMR组件22传送过程中防止种子48从种子杯58中“弹跳”出来并且保持在种子杯58内的稳定取向。
现在参看图3A和3B,在各种实施方案中，系统10包括由中央控制系统34所控制的杂散种子去除组件130，杂散种子去除组件130被配置并可操作来鉴别一旦从种子给料器组件14分配时漏失或从相应种子杯58中掉落并且因此存留在相邻种子杯58之间的传送带62上的杂散种子48。在各种实施方案中，杂散种子去除组件130包括被配置并可操作来检测存留在相邻种子杯58之间的传送带62上的杂散种子48的杂散种子传感器134。杂散种子传感器134将杂散种子48的此类检测传输到中央控制系统34。杂散种子去除组件130另外包括设置在传送器轨道66的第一侧上的杂散种子排除装置138以及与杂散种子排除装置138相反地设置在传送器轨道66的相反侧上的杂散种子捕获漏斗142。杂散种子排除装置138可以是适合于从传送带62上去除或驱逐每个杂散种子48并且将所去除的或驱逐的杂散种子48存放到杂散种子捕获漏斗142中的任意装置，借此所去除的或驱逐的杂散种子48被引导至杂散种子容器(未示出)中。
例如，在各种实施方案中，杂散种子排除装置138可以是控制空气横流穿过传送带62以将杂散种子48从传送带62驱逐至杂散种子漏斗142中的气动装置。尤其是在此类实施方案中，如果杂散种子48被杂散种子传感器134检测到，那么随着相应的杂散种子48穿过杂散种子排除装置138与杂散种子捕获漏斗142之间，气动杂散种子排除装置138(由中央控制系统34所控制)的阀门打开，由此空气被释放，所述空气将相应的杂散种子48从传送带62吹落或驱逐至杂散种子漏斗142，随后相应的杂散种子48被引导至所述杂散种子容器中。
现在参看图7，在各种实施方案中，中央控制系统34是基于计算机的系统，其通常包括适合于执行本文所述的所有软件、程序、算法等的至少一个处理器150，以便自动或通过机器人来控制如本文所述的高通量动态种子分选系统10的操作。中央控制系统34另外包括至少一个电子存储设备154，所述至少一个电子存储设备包括计算机可读介质，如硬盘驱动器或任意其他电子数据存储设备，用于存储如软件包或程序和算法156(例如，含油量分析软件)之类的东西，并且用于存储如数字信息、数据、查找表、电子表格以及数据库158之类的东西。此外，中央控制系统34包括用于显示如信息、数据和/或图形表示之类的东西的显示器160，以及至少一个用户接口设备162，如键盘、鼠标、触针和/或显示器上的交互触摸屏158。在各种实施方案中，中央控制系统34还可包括可移动介质阅读器166，用于从可移动电子存储介质如软盘、高密度磁盘、DVD磁盘、zip软盘、闪存驱动器或任意其他计算机可读可移动和便携的电子存储介质读取信息和数据和/或将信息和数据写入其中。在各种实施方案中，可移动介质阅读器166可以是被用来读取外部或外围存储设备(如闪存驱动器或外部硬盘驱动器)的中央控制系统34的I/O端口。
在各种实施方案中，中央控制系统34(即处理器150)能够通过有线或无线链接通信地连接至远程服务器网络170，例如局域网(LAN)。因此，中央控制系统34可与远程服务器网络170通信以便上传和/或下载数据、信息、算法、软件程序，和/或接收可操作命令。此外，在各种实施方案中，中央控制系统34可被配置并可操作来访问互联网以上传数据、信息、算法、软件程序等至互联网网站和网络服务器和/或从互联网网站和网络服务器下载数据、信息、算法、软件程序等。
在各种实施方案中，如上所述，中央控制系统34包括存储在存储设备154上并由处理器150执行的所述含油量分析软件，并且还可包括存储在存储设备154上并由处理器150执行的一个或多个系统控制算法或程序。所述含油量分析软件及其他系统控制软件在图7中由参考数字156累积地鉴别。应理解，尽管中央控制系统34在本文中有时被描述成直接控制高通量动态种子分选系统10的各种自动化或机器人操作，但是由处理器150执行的所述含油量分析软件及其他系统控制软件、程序和/或算法使用来自用户接口162和高通量动态种子分选系统10的各种其他部件、传感器、系统和组件的输入，它们实际上控制了本文所述的高通量动态种子分选系统10的各种自动化或机器人操作。
实验结果
利用高通量动态种子分选系统10和用于将单倍体种子从二倍体种子中分离的方法进行实验以测试高通量动态种子分选系统10的速度和精确度。实验和结果如下文中所描述。
实验编号1
使用第一分析方法(例如，稳态自由进动(SSFP)方法)的实验结果如下。对于以下的实验，NMR组件22的RF探针90被配置为在40℃下操作的18mm探针(Dead1＝15μs，Dead2＝15μs，且90°脉冲持续时间P90＝4.9μs)，并且由NMR应力松弛计86生成的磁场强度被设置为0.55特斯拉，响应于23.4MHz的1H拉莫尔频率。
为了测试和优化数据采集参数，使用包含0.3g薄页纸和0.3g玉米油的人工油样品。为了给单个玉米种子样品开发油校准模型，使用具有已知含油量的一组24个玉米种子。
为了获取具有最佳信噪比的NMR信号，需要优化两个关键参数。这些参数是RF发射器偏移(O1)和脉冲间的时间间隔(Tp)。为了找出O1和Tp的最优值，对人工油样品以一组不同的O1和Tp值进行一系列实验。图9A示出在两个不同Tp值(100μs和300μs)下NMR磁化信号对偏移O1的周期性依赖。相似的实验还在单个玉米种子样品上进行且结果在图9B中示出。基于这些结果，偏移O1和时间间隔Tp被分别设置成3.3π和100μs，用于后续定量油校准实验。
为了表征本文所述的用于测定含油量的方法的定量特性，制备油质量在5mg到40mg之间变化的一组11个人工油样品，使用分析天平来测量每个样品的油量。上文所述的NMR方法被用于获取这些样品的NMR信号。图10证明含油量(质量)与NMR信号幅度之间的优良相关性。具体来说，图10示出NMR信号对比人工油样品的油质量。每个样品被重复测量三次并且将标准偏差用作误差棒。图10中的小误差棒指示NMR信号是极其可再现的。
重要的是开发用于测定单个玉米种子样品中的含油量的定量校准模型。制备一组24个单个玉米种子样品。这些样品的含油量先前使用常规NMR方法(FID-Hahn方法)来测定并且测量出的值被用作参考值以评估实验的性能。获得NMR信号需要关键NMR参数：Tp＝100μs，O1＝3.3π。图11A示出作为种子样品的总油质量的函数的信号幅度。图11B示出作为种子样品的含油量(含油率)的函数的每单位质量的信号幅度。每个样品被测量三次并且标准偏差被绘制为图11A和11B中的误差棒。图11A和11B中的小误差棒指示利用高通量动态种子分选系统10的NMR信号具有很好的可再现性。
因为本文所述的高通量动态种子分选系统10和方法的初步应用是通过测量单个种子的含油量来分选二倍体/单倍体种子，所述系统10和方法需要被优化用于在真实分选应用中将遇到的种子类型。所述方法优化包括脉冲间隔(Tp)调节以及接收器频率偏移(O1)优化。关于Tp调节，Tp被调节至150μs以允许每个脉冲间隔的NMR信号的中心被获取。关于O1优化，所述NMR测量在单个种子中完成。采用O1值的序列并且测量相应的NMR信号。如图12中所示，其中所述O1频率偏移被相对于NMR信号绘出，所述NMR信号随不同的O1值周期性地变化。优化的O1值被设置为3800Hz(或偏移角π),因为在此O1值下可获得最大的NMR信号幅度。
因为真实的二倍体/单倍体种子的油范围小于前述校准样品组(24个种子)的油范围，为了确保最佳的测量精确度，使用所述真实的二倍体/单倍体种子开发新型NMR校准。一组36个二倍体/单倍体种子被用于开发新型校准模型。对于每个种子，通过传统NMR方法测量含油量(按百分比计)并且用分析天平来测定质量。通过将含油率与种子的质量相乘计算参考总含油量(油质量)。利用系统10进行实验来获取每个种子的NMR信号。对于每个种子，测量重复3次以评估测量再现性(分析精确度)。
为了进一步提高测量再现性，单个种子通过将种子置于NMR组件22中的样品支架的顶端上而被限制在所述NMR组件22的中心处，而种子的取向在每次测量时改变。通过将参考总含油量与NMR信号相关联来开发单变量校准模型(3次重复测量的平均值)。图13A和13B中示出参考油对比预测油的绘图以及预测残差的绘图。所述校准模型示出参考油质量与预测油质量之间存在非常好的相关性(R2＝0.977,校准SEC的标准误差＝0.64mg)并且测量再现性非常好(平均数标准差＝0.34mg)。
为了验证所述NMR校准，使用一组78个二倍体/单倍体种子。如前文所述测定这些种子的参考油重量。如图14A和14B所示，使用新型校准模型，可以高精确度(R2＝0.97,预测SEP的标准误差＝0.69mg)和良好的准确度(平均数标准差＝0.3mg)预测含油量。
在一个实施方案中，配置由两个相同的0.5特斯拉磁体(一个用作预极化磁体且另一个用作测量磁体)组成的双磁体NMR系统。自动化高速线性传送系统被连接至所述NMR系统以便在最高50cm/s的速度下输送玉米种子。位置触发器被安装在传送器轨道上以在精确样品位置处触发NMR脉冲。一组24个种子被用于随着样品以不同速度移动来测试高速NMR原型的性能。图15示出对于以不同速度行进的种子的油质量与NMR信号之间的相关性。一组78个双单倍体种子被用于验证所述系统的性能。这些样品以50cm/s的速度移动。图16显示用78个双重单倍体种子的有效性研究示出NMR信号与油质量之间的良好相关性(R^2＝0.982)。
总之，上文所述的实验证明本文所述的高通量动态种子分选系统10和方法提供用于快速且定量测定单个种子样品中的含油量的非常有用的分析系统和方法。在优化参数下，NMR信号与含油量之间的线性关系可以在种子样品中见到。还显示，开发成功的校准模型用于测定真实的二倍体/单倍体玉米种子中的含油量。在处于高速和持续测量条件下的大组样品(78个二倍体/单倍体种子)中验证NMR方法，并且结果证明所述高通量动态种子分选系统10能够以高精确度和准确度测定单个种子中的含油量。此外，如上所述，由于此NMR系统的信噪比的改进，所以每个单个种子样品的测量时间可以缩短至20ms。因此，本文所述的高通量动态种子分选系统10和方法允许以自动化且连续的方式分析单个种子样品。
实验编号2
使用第二分析方法的实验结果如下。为了达到每秒超过20个种子的分析通量，种子样品只能一次以每秒超过100cm的行进速度穿过NMR组件22。因为每个样品仅仅行进通过NMR组件22一次，所以不可能使用多次扫描静态样品的传统NMR脉冲序列。本发明的高通量测量方法一定是“单次激发”。因此，在各种实施方案中，上文所述的高通量动态种子分选系统10可以实施生成脉冲序列的单次激发方法，所述单次激发方法包括90度脉冲，接着是一系列180度脉冲，如图17A中所示。如图17B中所示，对于种子样品，由水分(水)组分构成的单次激发信号在2ms之后完全衰减，单次激发信号的后续部分主要由油组分构成。通过对单次激发信号的后续部分取平均值，平均化的NMR信号与含油量之间可建立起线性关系。
现在参看图18，为了测试所述单次激发分析方法，含油量在3mg到50mg之间变化的一组24个种子样品被用作校准组以便评估单次激发信号与含油量之间的相关性。所述单次激发NMR测量利用高通量动态种子分选系统10，其中所述样品以每秒50cm的速度行进通过NMR组件22。每个样品被测量3次并且NMR信号的标准偏差被绘制为校准曲线中的误差棒。比较使用单次激发方法的校准曲线与使用SSPF方法的校准曲线，如图18中所示。
除了优等的信噪比(S/N)和更好的分析性能，单次激发方法比SSFP方法更可靠。与所述SSFP方法相比，所述单次激发信号更少依赖于磁场均匀性。图19示出单次激发和SSFP信号对场波动的依赖性。因为单次激发方法具有对磁场波动更好的耐受性，所以这使得磁场稳定性问题变得不太重要并且允许在NMR组件22中使用更便宜的磁体。
为了进一步验证用于含油量的定量测定的单次激发方法的性能，使用高通量动态种子分选系统10，用以每秒50cm的速度行进通过NMR组件22的样品测试一组480个玉米种子(包括二倍体和单倍体种子)。图20示出单次激发NMR信号与含油量之间的相关性。图21示出使用单次激发方法的基于百分比的校准曲线。
因此，如上文所述，单次激发方法被测试且验证用于单个种子中含油量的非破坏性和高通量测定。而且，基于这些结果，如上所述，单次激发方法在精确度和准确度方面是优良的分析方法。此外，相比于所述SSFP方法，单次激发方法更加灵敏和可靠。
此外，尽管高通量动态种子分选系统10在上文中已被描述为使用油质量和种子质量来计算含油量作为标记以便获取单倍体和二倍体种子之间的优等分离。还可以预见，可以利用高通量动态种子分选系统10来实现单倍体和二倍体种子之间的良好分离，以仅仅获取所述油质量数据而不获取所述种子质量数据。因此，在此类实施方案中，微波谐振腔26将不包括在高通量动态种子分选系统10中。
实验编号3
现在讨论在典型生产条件下操作的具有代表性材料的高通量动态种子分选系统10的实验结果。利用所述系统10通过第一次运行每个群体的训练组子样品分选由单倍体和二倍体种子48的混合物组成的60个不同种子群体。生成每个训练组的含油量的直方图并且使用正态(即高斯)分布的最小二乘方拟合的曲线拟合来鉴别群体的单倍体和二倍体组分。图22中示出双峰含油率分布的典型结果，其中来自最小二乘方例程的两个高斯拟合重叠且标有“P1”和“P2”。图22中的顶峰“P1”和“P2”分别被分配为推定的单倍体和推定的二倍体。
可以从高斯曲线拟合的结果以及图22和图23中示出的典型峰值拟合的结果估计单倍体回收率(即相对于存在的全部估计的单倍体所选择的单倍体)和单倍体纯度(即单倍体种子相对低油容器中计数的全部种子48的比率)。通过分选阈值标准化为“P1”的全部积分面积的图22中“P1”的数值积分计算用于给定的含油率分选阈值的单倍体回收率。通过标准化为图22的峰值“P1”和“P2”的总和的数值积分的图22中的“P1”数值积分计算给定含油率分选阈值的单倍体纯度。在各种实施方案中，计算出的单倍体回收率和单倍体纯度可被校正用于估计的或测量的机器分选偏差，由此被杂散种子去除组件130所选择去除的种子48被无意地丢弃并且没有被杂散种子去除组件130所选择去除的种子48无意中弹跳至杂散种子捕获漏斗142中。
对于本实验，在完整的群体组中选择油分选阈值来代表预测的单倍体回收率和预测的单倍体纯度的范围。两种分选类别的完整样品或子样品被种植在田地中，其中每个群体处于指定的区域。在六周的生长之后，通过观察所述植物相对于区域中其他植物的高度，出现的单个植物在表型上针对倍性进行评分。二倍体植物相对于其单倍体对应物示出在高度、叶片面积以及生长势上的显著差异，推定的单倍体区域的二倍体污染可以通过核算(即消除、去除或重分类)植物来估算，所述植物被归类为单倍体种子，但之后基于其在大约六周的生长中的表型被确定为二倍体植物。相似地，通过计数推定的二倍体区域更小且生长不太旺盛的成员，可以估计被错误地归类为单倍体的种子的比率。使用此评分方法，可以通过使用适当的称重(如果使用子抽样法)计算回收的单倍体在全部种子中的分率来估计单倍体回收率。可以通过计算检测到的单倍体的最终数量和推定的单倍体区域内种子的总数量之间的比率来估计单倍体纯度。然后将两个结果与预测值比较来证明使用选自任意群体的训练组的曲线拟合结果的油分选阈值精确地预测单倍体回收率和纯度的能力。图24和25分别示出60个测试群体的观察到的对比预测的单倍体回收率和单倍体纯度。
更具体地说，因为二倍体玉米植物相对于其单倍体对应物表现出在高度、叶片面积以及生长势上的显著差异，污染群体的被错误分类的种子的比例通过种子萌发且对其进行表型分析以在几周的生长后验证其倍性来估计。例如，在萌发以及大约六周的生长后，表现二倍体的高大、稳健特征的推定的单倍体种子的比例揭示群体中的种子被错误地归类为单倍体的比率。相似地，推定的二倍体群体中被错误归类的二倍体种子的比率通过核算产生成熟单倍体植物表型的推定二倍体种子的数量来估计。然后比较二倍体污染的比率和单倍体污染的比率以便评估使用选自来源于任意群体的训练组的曲线拟合结果的油分选阈值精确地预测单倍体回收率和纯度的能力。
本文的描述本质上仅是示例性的，且因而，不背离所描述要点的变型旨在处于本发明的范围内。这些变型不被认为偏离了本发明的精神和范围。

Claims (19)

1.一种高通量动态小型物体分选系统，所述系统包括：
传送器组件，其包括其上附接有多个小型物体杯的小型物体传送带，所述传送器组件被配置并可操作来在所述系统操作过程中以所选的恒定速率持续移动所述传送带；
小型物体给料器组件，其被配置并可操作来从多个小型物体中单一化小型物体并且随着所述传送带以所选的恒定速率持续移动来将每个单一化的小型物体存放在相应的一个所述小型物体杯中；
核磁共振(NMR)组件，其具有可操作延伸贯穿其中的传送带，所述NMR组件被配置并可操作来随着每个小型物体以所选的恒定速率移动时通过所述NMR组件生成每个小型物体的油和水分质量数据中的至少一个；
微波谐振腔，其被配置并可操作来在每个相应的小型物体已经由所述NMR组件传送之后无停顿地接收每个小型物体并且使每个小型物体穿过其中并获取每个相应的小型物体的总体小型物体质量数据；以及
基于计算机的中央控制系统，其被配置并可操作来：
从所述NMR组件接收每个小型物体的油和水分质量数据中的至少一个，
从所述微波谐振腔接收每个小型物体的总体小型物体质量，并且
执行含量软件来：
存储每个小型物体的油和水分质量数据中的至少一个并且将为 每个小型物体所接收的油和水分质量数据中的至少一个与相应的小型物体相关联，
存储每个小型物体的所述总体小型物体质量数据并且将每个小型物体的所述总体小型物体质量数据与相应的小型物体相关联；并且
基于每个小型物体的油和水分质量与总体质量数据中的至少一个，在传送带的所选的恒定速率所指示的时间段内计算每个相应的小型物体油含量值和水分含量值中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的系统，其还包括被配置并可操作来从所述微波谐振腔接收所述小型物体并且通过来自所述中央控制系统的命令基于每个相应的小型物体的所计算的油含量值和水分含量值中的至少一个来分离所述小型物体的分流器组件。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所选的速率为每秒大约一米。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述NMR组件包括：
NMR应力松弛计，其被配置并可操作来将磁力施加到穿过所述NMR组件的每个小型物体；以及
频射(RF)探针，其被配置并可操作来生成多个脉冲并且从来自生成油和水分质量数据中的所述至少一个的每个脉冲接收回波。
5.根据权利要求4所述的系统，其中每毫秒生成的脉冲数量也就是每个脉冲生成的噪声消除了后续脉冲的噪声，从而在油和水分质量数据的所述至少一个的测定过程中提高了NMR测量的信噪比。
6.根据权利要求5所述的系统，其中每毫秒生成的脉冲数量为每毫秒大约五个脉冲。
7.根据权利要求1所述的系统，还包括杂散的小型物体去除组 件，其被配置并可操作来从所述传送带中去除没有保持在小型物体杯内的杂散小型物体。
8.根据权利要求1所述的系统，其中每个小型物体杯包括通过所述小型物体给料器组件将每个相应的小型物体存放其中的储存器以及穿过小型物体杯的杯身的多个锯齿，所述储存器和锯齿被配置并可操作来随着每个小型物体被传送通过所述NMR组件时居中并减少每个小型物体在相应的小型物体杯内的振动并且保持每个小型物体在相应的小型物体杯内的稳定取向。
9.根据权利要求1所述的系统，其中每个小型物体包括一个种子。
10.一种用于高通量动态小型物体分选的方法，所述方法包括：
以所选的恒定速率持续移动在其上附接有多个小型物体杯的传送带，所述传送带被包括在高通量动态小型物体分选系统的传送器组件内；
随着所述传送带以所选的恒定速率持续移动，利用高通量动态小型物体分选系统的小型物体给料器组件从多个小型物体中单一化小型物体并且将每个单一化的小型物体存放到相应的一个小型物体杯中；
随着每个小型物体以所选的恒定速率移动穿过核磁共振(NMR)组件时生成每个小型物体的油和水分质量数据的至少一个，所述NMR组件被包括在所述高通量动态小型物体分选系统内并且具有可操作延伸通过的所述传送带；
通过在每个小型物体应经被传送穿过所述NMR组件后无停顿地将每个小型物体移动穿过微波谐振腔获取每个相应的小型物体的总体小型物体质量数据，所述微波谐振腔被包括在所述高通量动态小型物体分选系统之内；并且
执行含量软件，利用所述高通量动态小型物体分选系统的基于计算机的中央控制系统，以便：
存储接收自所述NMR组件的每个小型物体的油质量和水分质量数据中的至少一个并且将为每个小型物体接收的油和水分质量数据的至少一个与相应的小型物体相关联，
存储接收自所述微波谐振腔的每个小型物体的总体小型物体质量数据并且将每个小型物体的所述总体小型物体质量数据与相应的小型物体相关联；并且
基于每个小型物体的油和水分质量数据、以及总体质量数据的至少一个，在传送带的所选的恒定速率所指示的时间段内计算每个相应的小型物体的油/水分含量值中的至少一个。
11.根据权利要求10所述的方法，其还包括：
在所述高通量动态小型物体分选系统的分流器组件中从所述微波谐振腔接收所述小型物体；并且
通过来自所述中央控制系统的命令，经由所述分流器组件基于每个相应的小型物体的所计算的油和水分含量中的至少一个分离所述小型物体。
12.根据权利要求10所述的方法，其中随着每个小型物体以所选的恒定速率移动通过所述NMR组件而生成每个小型物体的油和水分质量数据中的至少一个包括随着每个小型物体以每秒大约一米的速度移动通过所述NMR组件而生成每个小型物体的油和水分质量数据中的所述至少一个。
13.根据权利要求10所述的方法，随着每个小型物体以所选的恒定速率移动通过所述NMR组件而生成每个小型物体的油和水分质量数据中的至少一个包括：
利用所述NMR组件的NMR应力松弛计将磁力施加到移动通过所述NMR组件的每个小型物体；并且
利用所述NMR组件的RF探针生成多个频射(RF)脉冲；
利用所述RF探针从每个脉冲接收回波；以及
基于所接收的回波生成油和水分质量数据中的所述至少一个。
14.根据权利要求13所述的方法，其中生成多个RF脉冲包括每毫秒生成一定数量的脉冲以使得每个脉冲所生成的噪声消除了后续脉冲的噪声，从而在所述至少一个油和水分质量数据的测定过程中提高了NMR测量的信噪比。
15.根据权利要求14所述的方法，其中每毫秒生成所述数量的脉冲以使得每个脉冲所生成的噪声消除了后续脉冲的噪声包括每毫秒生成大约五个脉冲。
16.根据权利要求10所述的方法，其还包括利用所述高通量动态小型物体分选系统的杂散小型物体去除组件从所述传送带上去除没有保持在小型物体杯内的杂散小型物体。
17.根据权利要求10所述的方法，其还包括利用包括通过所述小型物体给料器组件将每个相应的小型物体存放其中的储存器的小型物体杯以及穿过小型物体杯的杯身的多个锯齿来居中和减少相应的小型物体杯内的每个小型物体的振动并且随着每个小型物体被传送通过所述NMR组件而保持每个小型物体在相应的小型物体杯内的稳定取向。
18.根据权利要求10所述的方法，其中每个小型物体包括一个种子。
19.一种高通量动态种子分选系统，所述系统包括：
传送器组件，其包括其上附接有多个种子杯的种子传送带，所述传送器组件被配置并可操作来在所述系统操作过程中以所选的恒定速率持续移动所述传送带；
种子给料器组件，其被配置并可操作来从多个种子中单一化种子并且随着所述传送带以所选的恒定速率持续移动来将每个单一化的种子存放在相应的一个所述种子杯中；
核磁共振(NMR)组件，其具有可操作地延伸贯穿其中的所述传送带，所述NMR组件被配置并可操作来随着每个种子以所选的恒定速率移动通过所述NMR组件而生成每个种子的油质量数据，其中每个种子杯包括储存器和穿过所述种子杯的本体的多个锯齿，每个相应的种子被所述种子给料器组件存放到所述储存器中，所述储存器和所述锯齿被配置并可操作来随着每个种子被传送通过所述NMR组件时居中并减少每个种子在相应的种子杯内的振动并且保持每个种子在相应的种子杯内的稳定取向；以及
基于计算机的中央控制系统，其被配置并可操作来：
从所述NMR组件接收每个种子的所述油质量数据，并且
执行含油量软件来：
存储每个种子的油质量数据并且将为每个种子所接收的油质量与相应的种子相关联，并且
基于所述油质量，在由所述传送带的所选的恒定速率指示的时间段内计算每个相应种子的含油量值。
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