ES2362592B1

ES2362592B1 - SYSTEM AND METHOD OF DETECTION AND CHARACTERIZATION OF NANOPART�? CULAS.

Info

Publication number: ES2362592B1
Application number: ES201000017A
Authority: ES
Inventors: Enric Bertran Serra; Adolf Canillas Biosca; Oriol Arteaga Barriel; Eric Jover Comas; Ferran Barroso Boixader
Original assignee: Universitat Autonoma de Barcelona UAB; Universitat de Barcelona UB
Current assignee: Universitat Autonoma de Barcelona UAB; Universitat de Barcelona UB
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2029-12-23
Also published as: WO2011076968A2; ES2362592A1; WO2011076968A3

Abstract

Sistema y método de detección y caracterización de nanopartículas.#Se describen un sistema y un método de detección y caracterización de nanopartículas basado en un micropolarímetro-interferómetro con dos modos de funcionamiento, con uno o dos brazos, para la caracterización y detección en tiempo real de nanopartículas. Se utilizan un polarizador (3) encargado de polarizar el haz de luz generado por la fuente de luz (2) y a continuación un modulador fotoelástico (10) adaptado para modular la fase periódica en estado de polarización de la luz generada por la fuente (2). Las nanopartículas circulan secuencialmente hacia una región donde la luz ha sido focalizada por una lente (17) por un portamuestras (11) que se encuentra alineado con el primer brazo (7).System and method of detection and characterization of nanoparticles. # A system and method of detection and characterization of nanoparticles based on a micropolarimeter-interferometer with two modes of operation, with one or two arms, for characterization and real-time detection are described. of nanoparticles. A polarizer (3) is used to polarize the light beam generated by the light source (2) and then a photoelastic modulator (10) adapted to modulate the periodic phase in the polarized state of the light generated by the source (2 ). The nanoparticles circulate sequentially towards a region where the light has been focused by a lens (17) by a sample holder (11) that is aligned with the first arm (7).

Description

Sistema y método de detección y caracterización de nanopartículas. System and method of detection and characterization of nanoparticles.

La presente invención se reﬁere a un sistema de detección y caracterización de nanopartículas. El objeto de la invención consiste en la detección y caracterización en línea, en vivo y en tiempo real de nanopartículas y entes biológicos nanométricos de tamaño reducido. The present invention relates to a nanoparticle detection and characterization system. The object of the invention consists in the detection and characterization in line, in real time and in real time of nanoparticles and nanometric biological entities of reduced size.

Estado de la técnica State of the art

En la actualidad son cada vez más necesarias las técnicas de detección y seguimiento de nanopartículas, según las numerosas aplicaciones en todos los ámbitos cientíﬁcos y tecnológicos, como por ejemplo las arquitecturas sublongitud de onda para óptica integrada, la microscopía óptica de campo próximo (SNOM), el mareaje de biomoléculas y la ablación fototérmica de tumores y terapias contra el cáncer. At present, nanoparticle detection and tracking techniques are increasingly necessary, according to numerous applications in all scientific and technological fields, such as sub-wavelength architectures for integrated optics, near field optical microscopy (SNOM) , biomolecules and photothermal ablation of tumors and cancer therapies.

Todo lo anterior hace necesario el desarrollo de sistemas ﬁables de detección de nanopartículas que tienen utilidad para productores y fabricantes, así como para operarios y usuarios de este tipo de materiales que, en general, desconocen la presencia y cantidad de nanopartículas en su ambiente de trabajo o hábitat. Por otra parte la necesidad de mejorar las técnicas de detección de nanopartículas también se hace evidente si atendemos al impacto medioambiental de ciertas partículas nanométricas, tales como las originadas en la combustión de hidrocarburos, o de los diversos tipos de virus infecciosos presentes en el aire y, más en general, si atendemos a la cuestión que se plantea del hecho de que las propiedades de las nanopartículas puedan ser diferentes con respecto a partículas macroscópicas con la misma composición química. All of the above necessitates the development of reliable nanoparticle detection systems that are useful for producers and manufacturers, as well as for operators and users of these types of materials that, in general, are unaware of the presence and quantity of nanoparticles in their work environment. or habitat On the other hand, the need to improve nanoparticle detection techniques is also evident if we take into account the environmental impact of certain nanometric particles, such as those caused by the combustion of hydrocarbons, or the various types of infectious viruses present in the air and , more generally, if we take into account the question that arises from the fact that the properties of the nanoparticles can be different with respect to macroscopic particles with the same chemical composition.

Entre las técnicas de caracterización de nanopartículas hay que destacar la microscopia electrónica en las diferentes variantes: la microscopía electrónica de barrido (SEM) y la microscopia electrónica de transmisión (TEM), así como la microscopia de fuerzas atómicas (AFM) o la microscopia de efecto túnel (STM). Estas técnicas tienen mucha resolución; por ejemplo, en el caso de los microscopios TEM de alta resolución se pueden detectar partículas de tamaños muy pequeños, inferiores a 0,1 nm, como en el One-Angstrom Microscope (OAM) del National Center for Electron Microscopy. Among the nanoparticle characterization techniques, we must highlight the electron microscopy in the different variants: scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM), as well as atomic force microscopy (AFM) or microscopy of tunnel effect (STM). These techniques have a lot of resolution; for example, in the case of high-resolution TEM microscopes, particles of very small sizes, less than 0.1 nm, can be detected, as in the One-Angstrom Microscope (OAM) of the National Center for Electron Microscopy.

Estas técnicas sin embargo, son sólo aplicables a la caracterización ex situ. Además, en el caso de partículas biológicas estas técnicas generalmente alteran el estado biológico de la partícula y, por lo tanto, no permiten la caracterización llamada in vivo. These techniques, however, are only applicable to ex situ characterization. In addition, in the case of biological particles these techniques generally alter the biological state of the particle and, therefore, do not allow the characterization called in vivo.

Los sistemas de monitorización de nanopartículas existentes actualmente en el mercado (Horiba Jobin-Yvon y Nanosight, entre otros) se basan en técnicas ópticas y permiten obtener ex situ la distribución de las tamaños de nanopartículas en un rango típico entre 10 y 1.000 nm en disoluciones a partir de concentraciones de algunas ppm. En cambio, los sistemas de detección y análisis in situ son del todo inexistentes desde el punto de vista comercial y únicamente podemos encontrar prototipos de estas características en laboratorios de investigación. Por otra parte, la producción de nanopartículas en reactores de depósito puede ser monitorizada en tiempo real a partir de la medida de la luz dispersada directamente por las partículas y, mediante la técnica del elipsometría de dispersión de Mié. La mayor parte de las técnicas ópticas se basan en la medida de la intensidad de la luz dispersada por las partículas que depende con la sexta potencia del tamaño de las nanopartículas. Este hecho provoca que las partículas más pequeñas se conviertan en invisibles y que la detección de nanopartículas individuales sólo haya sido llevada cabo con medios indirectos. Por ejemplo, con la inmovilización en una superﬁcie y el subsecuente análisis con microscopía de campo oscuro. The nanoparticle monitoring systems currently on the market (Horiba Jobin-Yvon and Nanosight, among others) are based on optical techniques and allow ex situ distribution of nanoparticle sizes in a typical range between 10 and 1,000 nm in solutions. from concentrations of some ppm. On the other hand, in situ detection and analysis systems are completely commercially non-existent and we can only find prototypes of these characteristics in research laboratories. On the other hand, the production of nanoparticles in deposit reactors can be monitored in real time from the measurement of the light scattered directly by the particles and, by the technique of Mié dispersion ellipsometry. Most of the optical techniques are based on the measurement of the intensity of the light dispersed by the particles that depends on the sixth power of the nanoparticle size. This fact causes smaller particles to become invisible and that the detection of individual nanoparticles has only been carried out with indirect means. For example, with immobilization on a surface and subsequent analysis with dark field microscopy.

Explicación de la invención Explanation of the invention.

El objeto de la invención está basado en un dispositivo que permite llevar a cabo una técnica de detección polarimétrica e interferométrica que hace pasar luz láser verde, generada con un diodo láser de alta potencia (DLAP), a través de un objetivo de microscopio de inmersión enfocando la muestra de nanopartículas que se encuentra en un portamuestras. The object of the invention is based on a device that allows to carry out a polarimetric and interferometric detection technique that makes green laser light, generated with a high power laser diode (DLAP), through an immersion microscope objective. focusing the sample of nanoparticles found in a sample holder.

Mediante dicha incidencia, la interferencia del haz dispersado por las nanopartículas con la reﬂexión producida en la interfaz entre la superﬁcie de la muestra y el aceite, un aceite con un índice de refracción muy similar al de la ﬁbra hueca (o microcanal por donde circulan las nanopartículas), en el que se encuentra sumergida la lente del objetivo del microscopio, puede provocar que la intensidad detectada sea proporcional a la tercera potencia del tamaño de la nanopartícula; como resultado se pueden caracterizar nanopartículas de 5 nm de diámetro nominal con una apertura numérica del objetivo de microscopio establecida en N = 1,4. By means of this incidence, the interference of the beam dispersed by the nanoparticles with the reflection produced at the interface between the surface of the sample and the oil, an oil with a refractive index very similar to that of the hollow fiber (or microchannel through which the nanoparticles), in which the microscope objective lens is submerged, can cause the detected intensity to be proportional to the third power of the nanoparticle size; As a result, nanoparticles with a nominal diameter of 5 nm can be characterized with a numerical aperture of the microscope objective set at N = 1.4.

El dispositivo objeto de la invención permite trabajar con láseres de longitud de onda diferente y “en línea”, es decir, con un muestreo continuo y en tiempo real, con dos modos de funcionamiento: con 1 brazo (del interferómetro) y con dependencia proporcional a la sexta potencia del tamaño, o bien con los dos brazos, con una dependencia proporcional a la tercera potencia del tamaño. En ambos casos se realiza la detección de la luz dispersada por las nanopartículas a estudiar, donde dicha radiación está modulada a alta frecuencia (50 kHz). The device object of the invention allows working with lasers of different wavelength and "in line", that is, with continuous and real-time sampling, with two modes of operation: with 1 arm (of the interferometer) and with proportional dependence at the sixth power of the size, or with both arms, with a dependency proportional to the third power of the size. In both cases the detection of the light scattered by the nanoparticles to be studied is performed, where said radiation is modulated at high frequency (50 kHz).

La detección con el segundo brazo permite trabajar con interferencia destructiva (o casi destructiva) y por lo tanto también permite aumentar considerablemente la sensibilidad del sistema (detección con fondo negro) y una relación señal ruido (SNR) elevada. The detection with the second arm allows to work with destructive (or almost destructive) interference and therefore also allows to significantly increase the sensitivity of the system (black background detection) and a high signal to noise ratio (SNR).

La conﬁguración del micropolarímetro de fase modulada acoplado a un interferómetro objeto de la invención hace que la luz dispersada detectada a corresponda a un ángulo sólido grande, de este modo se detecta luz en un cono con un semiángulo en el vértice próximo a los 63º, haciendo que el sistema registre la señal modulada para después realizar un cálculo FFT (Fast Fourier Transform) y extrae la intensidad del componente continuo, la del primer armónico y la del segundo armónico. Una variación de la señal continua indica el paso o la detección del paso de la nanopartícula, mientras que una variación de la relación de las intensidades (normalizadas con la señal continua) del primero y segundo armónicos están relacionadas con el tamaño y las características ópticas de la nanopartícula (índice de refracción complejo: partes real e imaginaria). Con una sola longitud de onda se pueden determinar únicamente dos de los tres parámetros (tamaño, y partes real e imaginaria del índice de refracción). The configuration of the modulated phase micropolarimeter coupled to an interferometer object of the invention makes the scattered light detected to correspond to a large solid angle, thus light is detected in a cone with a semi-angle at the vertex close to 63 °, making that the system records the modulated signal and then performs an FFT (Fast Fourier Transform) calculation and extracts the intensity of the continuous component, that of the first harmonic and that of the second harmonic. A variation of the continuous signal indicates the passage or detection of the nanoparticle passage, while a variation of the ratio of the intensities (normalized with the continuous signal) of the first and second harmonics are related to the size and optical characteristics of the nanoparticle (complex refractive index: real and imaginary parts). With only one wavelength, only two of the three parameters (size, and real and imaginary parts of the refractive index) can be determined.

La modulación realizada permite trabajar siempre con todas las polarizaciones, desde lineal hasta elíptica; para ello el sistema objeto de la invención utiliza un modulador fotoelástico propio de los sistemas elipsométricos PME (phase-modulated-ellipsometry). En el sistema objeto de la invención, el frente de onda de la sonda de luz, que ejerce como iluminación de la nanopartícula, no es plano sino quasi-esférico debido a la fuerte focalización del objetivo del microscopio en el medio citado anteriormente formado por aceite con un índice de refracción muy similar al de la ﬁbra de cuarzo que conduce las nanopartículas. The modulation performed allows you to always work with all polarizations, from linear to elliptical; for this purpose, the system object of the invention uses a photoelastic modulator typical of the PME (phase-modulated-ellipsometry) ellipsometric systems. In the system object of the invention, the wavefront of the light probe, which acts as illumination of the nanoparticle, is not flat but quasi-spherical due to the strong focus of the microscope objective in the aforementioned medium formed by oil with a refractive index very similar to that of the quartz ﬁ ber that conducts the nanoparticles.

El sistema objeto de la invención permite detectar la luz dispersada en una forma global para todos los ángulos de dispersión (cono de dispersión), lo cual es importante teniendo en cuenta que el estado de polarización y la intensidad de la luz dispersada depende del ángulo de dispersión, lo cual signiﬁca que hace falta deconvolucionar la señal detectada con el ﬁn de extraer los parámetros ópticos de la nanopartícula. The system object of the invention makes it possible to detect the scattered light in a global way for all dispersion angles (scattering cone), which is important considering that the state of polarization and the intensity of the scattered light depends on the angle of dispersion, which means that it is necessary to reconvolve the detected signal in order to extract the optical parameters of the nanoparticle.

Por último cabe destacar que el sistema objeto de la invención utiliza un único fotomultiplicador para registrar la señal, a diferencia de otros sistemas conocidos que utilizan dos o cuatro cuadrantes y fotodiodos. Finally, it should be noted that the system object of the invention uses a single photomultiplier to record the signal, unlike other known systems that use two or four quadrants and photodiodes.

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra “comprende” y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención. Además, la presente invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas. Throughout the description and the claims the word "comprises" and its variants are not intended to exclude other technical characteristics, additives, components or steps. For those skilled in the art, other objects, advantages and characteristics of the invention will be derived partly from the description and partly from the practice of the invention. The following examples and drawings are provided by way of illustration, and are not intended to be limiting of the present invention. In addition, the present invention covers all possible combinations of particular and preferred embodiments indicated herein.

Breve descripción de los dibujos Brief description of the drawings

La Figura 1 muestra un esquema del sistema y sus elementos. Figure 1 shows a scheme of the system and its elements.

La Figura 2 muestra una gráﬁca de la variación del componente continuo (DC) y las relaciones Rω yR2ω, registradas durante el paso de una partícula de 1 miera de TiO2 en la región enfocada por el objetivo de microscopio. Figure 2 shows a graph of the variation of the continuous component (DC) and the ratios RR and R2ω, recorded during the passage of a 1-meter particle of TiO2 in the region focused by the microscope objective.

La Figura 3 muestra una gráﬁca de la variación del componente continuo (DC) y relación Rω registradas durante el paso de una nanopartícula de 20 nm de Fe@C en la región enfocada por el objetivo de microscopio. Figure 3 shows a graph of the variation of the continuous component (DC) and Rω ratio recorded during the passage of a 20 nm nanoparticle of Fe @ C in the region focused by the microscope objective.

Exposición detallada de modos de realización Detailed statement of embodiments

A la vista de las ﬁguras se describe a continuación un modo de realización preferente del sistema 1 objeto de esta invención. In view of the figures, a preferred embodiment of the system 1 object of this invention is described below.

Tal y como se observa en la Figura 1, las nanopartículas que son objeto de la detección y caracterización se hacen circular a través de un portamuestras 11, en este caso un canal microﬂuídico, con la ayuda de un sistema de bombeo 5 que permite regular la velocidad de bombeo y conseguir valores de microlitros por hora. As can be seen in Figure 1, the nanoparticles that are the object of detection and characterization are circulated through a sample holder 11, in this case a micro ﬂ uidic channel, with the help of a pumping system 5 that allows regulating the pumping speed and get microliter values per hour.

Las nanopartículas que circulan por el portamuestras 11 se iluminan mediante un primer brazo 7 de un haz de luz generado por la fuente láser 2, alineada mediante unos primeros medios optomecánicos, resultante de la división realizada por un divisor de haz 6. Para ello el primer brazo 7 se encuentra alineado con el portamuestras 11 mediante unos segundos medios optomecánicos, dicho primer brazo 7 ilumina las nanopartículas después de haber atravesado un colimador 4, un polarizador 3, un modulador fotoelástico 10, el divisor de haz 6 que genera el primer brazo 7 y un segundo brazo 19, y el objetivo de un microscopio 17. Parte de la radiación dispersada por las nanopartículas es recogida por el objetivo de microscopio 17 y después de reﬂejarse en el divisor de haz 6 atraviesa el analizador 20 y un sistema óptico de formación de imagen 13 para llegar ﬁnalmente al detector 12. The nanoparticles circulating through the sample holder 11 are illuminated by a first arm 7 of a beam of light generated by the laser source 2, aligned by means of first optomechanical means, resulting from the division made by a beam splitter 6. For this the first arm 7 is aligned with the sample holder 11 by means of a second optomechanical means, said first arm 7 illuminates the nanoparticles after having passed through a collimator 4, a polarizer 3, a photoelastic modulator 10, the beam splitter 6 that generates the first arm 7 and a second arm 19, and the objective of a microscope 17. Part of the radiation dispersed by the nanoparticles is collected by the microscope objective 17 and after being reflected in the beam splitter 6 passes through the analyzer 20 and an optical formation system of image 13 to finally reach detector 12.

Para disminuir la radiación que llega al detector 12 proveniente de la óptica del objetivo de microscopio 17 y que no corresponde a la radiación dispersada por las nanopartículas se habilita el segundo brazo 19 del interferómetro que dispone de un espejo móvil 9 de manera se obtenga una interferencia destructiva en el detector. En este segundo brazo 19 se encuentra ubicado un sistema óptico atenuador 8 (y corrector de la modulación de fase) y el espejo 9 móvil. To reduce the radiation that reaches the detector 12 from the optics of the microscope objective 17 and that does not correspond to the radiation dispersed by the nanoparticles, the second arm 19 of the interferometer is provided, which has a moving mirror 9 so that interference is obtained destructive in the detector. In this second arm 19 an optical attenuator system 8 (and phase modulation corrector) and the mobile mirror 9 are located.

La radiación incidente en el detector 12 se convierte en una señal de intensidad eléctrica dependiente del tiempo que presenta una parte continua (S0) y dos componentes moduladas a las frecuencias ω y2ω (con amplitudes Sω yS2ω respectivamente), siendo ω la frecuencia natural de vibración del modulador fotoelástico: The radiation incident in the detector 12 is converted into a time-dependent electrical intensity signal that has a continuous part (S0) and two components modulated at frequencies ω and 2ω (with amplitudes Sω and S2ω respectively), where ω is the natural vibration frequency of the photoelastic modulator:

La señal eléctrica que proporciona el detector 12 es tratada por unos medios electrónicos de detección y control 18 donde es preampliﬁcada por un preampliﬁcador 14, digitalizada con una tarjeta de adquisición rápida 15 y analizada mediante unos medios de procesamiento digital 16 mediante un algoritmo de transformada de Fourier para obtener los coeﬁcientes S0,Sω yS2ω. The electrical signal provided by the detector 12 is treated by electronic detection and control means 18 where it is preampli ﬁ ed by a preamp 14, digitized with a rapid acquisition card 15 and analyzed by means of digital processing means 16 by means of a transform algorithm. Fourier to obtain the coefficients S0, Sω and S2ω.

Las relaciones Rω =Sω/S0 yR2ω =S2ω/S0 están directamente relacionadas con los elementos de la matriz de Mueller de las nanopartículas que a su vez contienen toda la información sobre las propiedades morfológicas y ópticas. The ratios Rω = Sω / S0 and R2ω = S2ω / S0 are directly related to the elements of the Mueller matrix of the nanoparticles which in turn contain all the information about the morphological and optical properties.

Las Figuras 2 y 3 muestran dos ejemplos de la variación del componente continuo (DC) y de la relaciones Rω y R2ω correspondientes al paso de una partícula de 1 miera y de una nanopartícula de 20 nm. Figures 2 and 3 show two examples of the variation of the continuous component (DC) and of the ratios Rω and R2ω corresponding to the passage of a 1-meter particle and a 20 nm nanoparticle.

Claims

1. System (1) for the detection and characterization of nanoparticles comprising:

--: al menos una fuente de luz (2) encargada de generar haces de luz, at least one light source (2) responsible for generating light beams,

--: un polarizador (3) encargado de polarizar el haz de luz generada por la fuente de luz (2), a polarizer (3) responsible for polarizing the beam of light generated by the light source (2),

--: un modulador fotoelástico (10) adaptado para modular la fase periódica en estado de polarización de la luz generada por la fuente de luz (2), a photoelastic modulator (10) adapted to modulate the periodic phase in the polarized state of the light generated by the light source (2),

--: un divisor de haz (6) encargado de dividir el haz de luz en al menos un primer brazo (7) el cual llega hasta un portamuestras (11) que se encuentra alineado con dicho primer brazo (7) y por el cual circulan secuencialmente las nanopartículas hacia una región donde la luz ha sido focalizada por la lente del microscopio (17), y a beam splitter (6) responsible for dividing the light beam into at least a first arm (7) which reaches a sample holder (11) that is aligned with said first arm (7) and through which the lines circulate sequentially nanoparticles towards a region where the light has been focused by the microscope lens (17), and

--: un sistema óptico de análisis que comprende al menos un analizador (20) y un detector (12) adaptados para generar señales hacia los medios electrónicos de detección y control (18) encargados de generar información de medida basada en dichas señales. an optical analysis system comprising at least one analyzer (20) and a detector (12) adapted to generate signals to the electronic detection and control means (18) responsible for generating measurement information based on said signals.

2. 2.: Sistema según la reivindicación 1, donde la fuente de luz (2) comprende un láser o un diodo emisor de luz. System according to claim 1, wherein the light source (2) comprises a laser or a light emitting diode.

3. 3.: Sistema según la reivindicación1ó2,que adicionalmente comprende un colimador (4) del haz de luz. System according to claim 1 or 2, which additionally comprises a collimator (4) of the light beam.

4. Four.: Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que adicionalmente comprende unos medios electrónicos de detección y control (18) destinados a controlar al menos el colimador (4), la fuente de luz (2) y el modulador fotoelástico (10). System according to any of the preceding claims, which additionally comprises electronic detection and control means (18) intended to control at least the collimator (4), the light source (2) and the photoelastic modulator (10).

5. 5.: Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que adicionalmente comprende unos primeros medios optomecánicos encargados de alinear el haz de luz de la fuente de luz (2) con el divisor de haz (6). System according to any of the preceding claims, which additionally comprises first optomechanical means responsible for aligning the light beam of the light source (2) with the beam splitter (6).

6. 6.: Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que adicionalmente comprende unos segundos medios optomecánicos encargados de alinear el primer brazo (7) con el portamuestras (11). System according to any of the preceding claims, which additionally comprises a second optomechanical means responsible for aligning the first arm (7) with the sample holder (11).

7. System according to any of the preceding claims, which additionally comprises a second arm

(19) generated by the beam splitter (6), an attenuator (8) through which said second arm (19) passes, and a mirror (9) to which said second arm (19) arrives.

System according to any one of the preceding claims, which additionally comprises an optical imaging system (13).

9. System according to any of the preceding claims, wherein the electronic detection and control means

(18) include at least:

--: un preampliﬁcador (14) adaptado para recibir una señal proveniente del detector (12) y generar una señal de salida preampliﬁcada, y a preamp (14) adapted to receive a signal from the detector (12) and generate a preamp output signal, and

--: una tarjeta de adquisición rápida (15) adaptada para recibir la señal preampliﬁcada y generar una señal de salida digital hacia unos medios de procesamiento digital (16) encargados de recibir la señal digital de la tarjeta de adquisición rápida (15), de extraer un componente continuo DC mediante un análisis de Fourier a partir de la señal digital a frecuencias ω y2ω, y de producir valores representativos de la señal de entrada expresada en términos de los elementos correspondientes de la matriz de Mueller. a rapid acquisition card (15) adapted to receive the pre-amplified signal and generate a digital output signal to digital processing means (16) responsible for receiving the digital signal from the rapid acquisition card (15), to extract a component DC continuous through a Fourier analysis from the digital signal at frequencies ω and 2ω, and to produce representative values of the input signal expressed in terms of the corresponding elements of the Mueller matrix.

10. 10.: Sistema según la reivindicación anterior, donde la tarjeta de adquisición rápida (15) está adaptada para proporcionar señales a 20 MS/s para un número sucesivo de períodos de trabajo del modulador (10). System according to the preceding claim, wherein the rapid acquisition card (15) is adapted to provide signals at 20 MS / s for a successive number of working periods of the modulator (10).

11. eleven.: Sistema según la reivindicación 9 ó 10, donde los medios de procesamiento digital (16) están adaptados para proporcionar S0,Sω yS2ω a partir de la señal, donde Sω yS2ω corresponden a las amplitudes de frecuencias ω y2ω respectivamente, y S0 corresponde a una parte continua de la señal. System according to claim 9 or 10, wherein the digital processing means (16) are adapted to provide S0, Sω and S2ω from the signal, where Sω and S2ω correspond to the amplitudes of frequencies ω and 2ω respectively, and S0 corresponds to a part Continuous signal.

12. 12.: Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el portamuestras (11) es un canal microﬂuídico. System according to any of the preceding claims, wherein the sample holder (11) is a micro ﬂ uidic channel.

13. System according to any of claims 1 to 10, wherein the sample holder (11) is a hollow fiber.

14. System according to any of the preceding claims, which additionally comprises a pumping system (5) that is connected to the sample holder (11) and is responsible for regulating the pumping speed.

15. Method of detection and characterization of nanoparticles in a sample holder (11) that makes use of the system

(1) described in any one of claims 1 to 14, comprising the following phases: -lighting the nanoparticle with an incident beam of light generated by the light source (2) causing dispersion

of a luminous flux through the nanoparticle,

--: analizar dicho ﬂujo mediante el analizador (20), y analyze said flow by means of the analyzer (20), and

--: caracterizar la nanopartícula a partir del resultado de la fase anterior mediante los medios electrónicos de deteccharacterize the nanoparticle from the result of the previous phase by means of electronic detec

tion and control (18).

SPANISH OFFICE OF THE PATENTS AND BRAND

Application no .: 201000017

SPAIN

Date of submission of the application: 23.12.2009

Priority Date:

REPORT ON THE STATE OF THE TECHNIQUE

51 Int. Cl.: G01N15 / 02 (2006.01) G01B9 / 02 (2006.01)

RELEVANT DOCUMENTS

Categoría Category: Documentos citados Reivindicaciones afectadas Documents cited Claims Affected

A TO: US 2007030492 A1 (NOVOTNY et al.) 08.02.2007, 1,7,12,15 US 2007030492 A1 (NOVOTNY et al.) 08.02.2007, 1,7,12,15

resumen; párrafos [3-19]; figura 1. summary; paragraphs [3-19]; Figure 1.

A TO: US 4886363 A (JUNGQUIST) 12.12.1989, 1,15 US 4886363 A (JUNGQUIST) 12.12.1989, 1.15

resumen; columna 1, línea 5 – columna 2, línea 55; figura 1. summary; column 1, line 5 - column 2, line 55; Figure 1.

A TO: US 5282015 A (REMO) 25.01.1994, 1,15 US 5282015 A (REMO) 25.01.1994, 1.15

resumen; columna 1, línea 10 – columna 2, línea 36; figuras 1-2. summary; column 1, line 10 - column 2, line 36; figures 1-2.

Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud Category of the documents cited X: of particular relevance Y: of particular relevance combined with other / s of the same category A: reflects the state of the art O: refers to unwritten disclosure P: published between the priority date and the date of priority submission of the application E: previous document, but published after the date of submission of the application

El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº: This report has been prepared • for all claims • for claims no:

Fecha de realización del informe 06.06.2011 Date of realization of the report 06.06.2011: Examinador A. Figuera González Página 1/4 Examiner A. Figuera González Page 1/4

REPORT OF THE STATE OF THE TECHNIQUE

Application number: 201000017

Minimum documentation sought (classification system followed by classification symbols) G01N, G01B Electronic databases consulted during the search (name of the database and, if possible, terms of

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WRITTEN OPINION

Application number: 201000017

Date of Completion of Written Opinion: 06.06.2011

Statement

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Novelty (Art. 6.1 LP 11/1986): Reivindicaciones Reivindicaciones 1 -15 SI NO Claims Claims 1 -15 IF NOT

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Inventive activity (Art. 8.1 LP11 / 1986): Reivindicaciones Reivindicaciones 1 -15 SI NO Claims Claims 1 -15 IF NOT

The application is considered to comply with the industrial application requirement. This requirement was evaluated during the formal and technical examination phase of the application (Article 31.2 Law 11/1986).

Opinion Base.-

This opinion has been made on the basis of the patent application as published.

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WRITTEN OPINION

Application number: 201000017

1. Documents considered.-

The documents belonging to the state of the art taken into consideration for the realization of this opinion are listed below.

Documento Document: Número Publicación o Identificación Fecha Publicación Publication or Identification Number publication date

D01 D01: US 2007030492 A1 (NOVOTNY et al.) 08.02.2007 US 2007030492 A1 (NOVOTNY et al.) 08.02.2007

D02 D02: US 4886363 A (JUNGQUIST) 12.12.1989 US 4886363 A (JUNGQUIST) 12/12/1989

D03 D03: US 5282015 A (REMO) 25.01.1994 US 5282015 A (REMO) 25.01.1994

2. Statement motivated according to articles 29.6 and 29.7 of the Regulations for the execution of Law 11/1986, of March 20, on Patents on novelty and inventive activity; quotes and explanations in support of this statement

Document D01 reflects the state of the art closest to the object of the claims, but does not include the incorporation of a polarizer and a photoelastic modulator between the light source and the beam splitter, these elements being the ones that allow to analyze smaller particles . In document D01, paragraph 12, the possibility of achieving greater sensitivities using phase modulation in the reference beam is mentioned, not in the beam that goes from the light source to the beam splitter. In addition, no specific way of carrying out this modulation is detailed.

In document D02 a modulation is made in the light beam generated by the source, but said modulation is performed by manipulating the source itself and not using a modulator between the source and the beam splitter. See D02, column 2, lines 47 to 55.

In document D03 an electro-optical beam modulator is used between the light source and the beam splitter. See D03, column 2, lines 26 to 36 and figure 2.

However, documents D02 and D03 are intended to solve different technical problems not related to the detection and characterization of nanoparticles.

It is therefore considered that it would not have been obvious for a person skilled in the art to apply the characteristics of the cited documents and arrive at the invention as disclosed in claims 1 to 15.

Therefore, the object of claims 1 to 15 meets the requirements of novelty and inventive activity in accordance with articles 6 and 8 of the Patent Law.

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