JP2014518379A5

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Publication number: JP2014518379A5
Application number: JP2014515284A
Authority: JP
Filing date: 2012-06-13
Publication date: 2015-06-25
Anticipated expiration: 2032-06-13

Claims

試料の表面電荷を測定する装置であって、
対向する一対の電極を有する試料ホルダであって、前記試料の平坦な表面が前記電極表面と直角に位置合わせされるように、前記電極間の測定ボリューム内の位置に前記試料を保持する構成にされる試料ホルダと、
液体電解質を収容するための測定チャンバであって、前記試料ホルダを受容して前記電極を事前設定された向きに配置するように構成された開口端を有する測定チャンバと、
前記試料ホルダが前記測定チャンバに受容される際に、前記測定チャンバを通るレーザ光線を、前記電極間に、かつ前記試料の前記平坦な表面に平行に向けるように配置及び構成されたレーザ光源と、
前記測定ボリュームからの散乱光を検出するように配置及び構成された検出器と、
を備え、
前記装置は、前記試料の前記表面からの複数距離の範囲にわたって、前記検出器による前記散乱光の検出を可能とするように構成される装置。
請求項１に記載の装置であって、
前記装置は、前記検出器によって前記レーザ光線と前記試料の前記平坦な表面との間の複数距離の範囲にわたって散乱光を検出するために、前記レーザ光線と試料ホルダとの相対運動を可能とする構成にされる装置。
請求項１に記載の装置であって、
前記レーザ光源は、前記試料表面からの複数距離の前記範囲にわたって広がる、幅を有する前記光線を提供するように構成される装置。
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の装置であって、
前記レーザ光源は、前記測定チャンバを通る複数の光線を提供するように構成される装置。
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の装置であって、
前記検出器は、前記試料表面からの複数距離の前記範囲にわたる複数の検出地点からの散乱光を検出するように構成される装置。
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の装置であって、
前記試料ホルダは、第１の部分と第２の部分とを備え、前記一対の電極は、前記第２の部分の遠位端に配置される装置。
請求項６に記載の装置であって、
前記試料ホルダは、前記第２の部分を前記第１の部分に対して移動させるための作動機構を備える装置。
請求項７に記載の装置であって、
前記作動機構は、前記電極表面に平行な方向、すなわち前記試料の前記表面に直交する方向に、前記第２の部分を前記第１の部分に対して移動させるように構成される装置。
請求項７又は請求項８に記載の装置であって、
前記作動機構は、前記第１の部分に対する前記第２の部分の直線移動のための回転可能な要素を備える装置。
請求項９に記載の装置であって、
前記回転可能な要素は、校正済みマイクロメータねじである装置。
請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の装置であって、
前記試料ホルダは、前記試料が前記測定チャンバに対して２以上の異なる位置の夫々に配置されるように、２以上の異なる向きで前記測定チャンバに配置される構成にされる装置。
請求項１１に記載の装置であって、
前記試料ホルダは、第１及び第２の互いに異なる向きの間で前記電極が１８０度回転するように構成される装置。
請求項１１又は請求項１２に記載の装置であって、
前記試料ホルダ及び測定チャンバは、対応する形状の階段状係合面を備え、前記階段状係合面が互いに係合される時に前記２以上の異なる向きを提供する装置。
請求項１〜請求項１３のいずれか一項に記載の装置であって、
校正用治具を備え、前記校正用治具は、前記試料ホルダを所定位置に保持するように構成され、前記電極間の位置にある前記試料表面は、前記校正用治具によって規定される前記試料ホルダの前記第１の部分に対して所定の位置に移動可能である装置。
請求項１〜請求項１４のいずれか一項に記載の装置であって、
前記装置は、前記電極間の前記測定ボリュームにおける、前記液体電解質中に懸濁したトレーサ粒子の動きの大きさを、前記検出器によって検出された散乱光から測定するように構成される装置。
請求項１５に記載の装置であって、
粒子の動きの測定値は、前記散乱光のドップラー解析によって求められる装置。
請求項１５又は請求項１６に記載の装置であって、
前記レーザ光線と前記試料表面との間の異なる複数の相対距離での、トレーサ粒子の動きの２以上の測定値の外挿によって、前記試料の表面電位の大きさを測定するように構成される装置。
請求項１〜請求項１７のいずれか一項に記載の装置であって、
前記対向する一対の電極に交流電圧を印加するように構成されて、前記検出器による前記散乱光の検出の間、前記電極間に前記試料の前記平坦な表面を横断する交番電界を提供する装置。
請求項１８に記載の装置であって、
前記交流電圧は、持続時間が７５ｍｓ以上の半サイクルを備える装置。
請求項１９に記載の装置であって、
前記半サイクルは、持続時間が７５ｍｓと１２００ｍｓとの間である装置。
試料の表面電荷を測定する方法であって、
対向する一対の電極を有する試料ホルダであって、前記試料の平坦な表面が前記電極表面と直角に位置合わせされるように、前記電極間の測定ボリューム内の位置に保持された前記試料を有する試料ホルダを提供するステップと、
液体電解質を収容する測定チャンバの開口端に、前記試料ホルダを受容して、事前設定された向きに前記電極を配置するステップと、
前記試料ホルダが前記測定チャンバに受容された状態で前記測定チャンバを通るレーザ光源からの光線を、前記電極間に、かつ前記試料の前記平坦な表面に平行に向けるステップと、
前記測定ボリュームにおいて、前記液体電解質中に懸濁したトレーサ粒子からの散乱光を、検出器を用いて検出するステップと、
を含み、
前記レーザ光線と前記試料の前記平坦な表面との間の複数距離の範囲にわたって、散乱光が前記検出器によって検出される方法。
トレーサ粒子を用いて試料の表面のゼータ電位を測定するゼータ電位測定装置であって、
第１の電極表面と、
前記第１の電極表面から第１の軸に沿って隔てられた第２の電極表面と、
前記第１及び第２の電極間の測定ボリュームを規定する容器と、
前記測定ボリュームに隣接する前記試料を、前記第１及び第２の電極間の位置で保持するためのホルダと、
前記測定ボリューム内の１以上の位置に応答する光検出器であって、前記測定ボリューム内の前記複数の異なる位置における前記トレーサ粒子の動きを検出するように機能する光検出器と、
を備える装置。
請求項２２に記載の装置であって、
前記試料と前記検出器との間に設けられた動力機構を更に備えて、前記試料と前記検出器との間の相対運動を引き起こし、前記検出器を複数の前記位置に対して応答可能にする装置。
請求項２３に記載の装置であって、
前記動力機構は、手動で駆動される装置。
請求項２４に記載の装置であって、
前記動力機構は、ジョグルベースである装置。
請求項２３に記載の装置であって、
前記動力機構は、電気的に駆動される装置。
請求項２２に記載の装置であって、
前記検出器は、自己相関ＰＡＬＳ検出器である装置。
請求項２２に記載の装置であって、
前記複数の異なる位置で記録された電位及び変位の差異に基づいて、前記ゼータ電位を計算するように機能するプロセッサを更に備える装置。
請求項２２に記載の装置であって、
前記電極表面は平行であり、
前記複数の位置は、前記第１の軸に直交する第２の軸に沿って配置される装置。
請求項２２に記載の装置であって、
前記第１及び第２の電極、前記容器、及び前記ホルダは全て、前記検出器を備える計器内に位置するように構成された、取り外し可能なキュベットに保持される装置。
トレーサ粒子を用いて試料の表面のゼータ電位測定値を得る方法であって、
前記試料を電解液に接触させるステップと、
トレーサ粒子を前記電解液に導入するステップと、
前記電解液を横断する電界を印加するステップと、
前記電解液内の１以上の位置における前記トレーサ粒子の変位を測定するステップと、
を含む方法。
請求項３１に記載の方法であって、
前記測定するステップの結果から、前記ゼータ電位を導出するステップを更に備える方法。
請求項３１に記載の方法であって、
前記方法は、塑性物質を含む試料に適用される方法。
請求項３１に記載の方法であって、
前記方法は、固体の生物系物質を含む試料に適用される方法。
請求項３１に記載の方法であって、
前記変位を測定するステップでは、前記電解液内の少なくとも２つの位置において変位を測定する方法。
請求項３１に記載の方法であって、
前記変位を測定するステップでは、前記電解液内の少なくとも３つの位置において変位を測定する方法。
トレーサ粒子を用いて試料の表面のゼータ電位測定値を得る方法であって、
懸濁したトレーサ粒子を有する電解液に前記試料を接触させる手段と、
前記電解液を横断する電界を印加する手段と、
前記電解液内の１以上の位置における前記トレーサ粒子の変位を測定する手段と、
を含む方法。
請求項３７に記載の方法であって、
前記接触させる手段は、懸濁したトレーサ粒子を有する前記電解液を保持する手段と、前記保持する手段において所定位置で前記試料を保持する手段と、を含むディップセルを含む方法。