JP6887599B2 - Equipment and methods for measuring growth or degradation kinetics of colloidal particles - Google Patents
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Description
本発明は、デジタル・ビデオ・カメラを備える顕微鏡を使用した、液体試料中の粒子の測定および観測に関する。 The present invention relates to the measurement and observation of particles in a liquid sample using a microscope equipped with a digital video camera.
ナノ粒子(直径が1ミクロンよりも小さい粒子)は、地球上の自然環境中に遍在する、飛び抜けて豊富な粒子様エンティティであり、人間の活動と関連付けられた多くの用途で広く利用されている。多くのタイプの自然に生じるナノ粒子と、人工的(工学的)なナノ粒子が、存在する。ナノ粒子は、空気、水域環境、雨水、飲水、生体液、薬剤、薬物送達および治療製品、ならびに広範囲の多くの工業製品中に生じる。ナノ粒子は、通常、多分散集合体中に生じ、それらは、異なるサイズの粒子が同時に生じることによって特徴付けられ、それらの直径が1ミクロンよりも大きいことによっても特徴付けられる。 Nanoparticles (particles smaller than 1 micron in diameter) are by far the most abundant particle-like entities ubiquitous in the Earth's natural environment and are widely used in many applications associated with human activity. There is. There are many types of naturally occurring nanoparticles and artificial (engineering) nanoparticles. Nanoparticles occur in air, water environment, rainwater, drinking water, biofluids, drugs, drug delivery and therapeutic products, and many industrial products in a wide range. Nanoparticles usually occur in polydisperse aggregates, which are characterized by the simultaneous occurrence of particles of different sizes, also by their diameter greater than 1 micron.
ナノ粒子の幅広い使用を考えると、それらの特性を制御し、正確に特徴付ける能力は、多くの用途にとって有益であり得る。ナノ粒子特性を測定するための従来の方法は、多くの用途において一般的な、ナノ粒子サイズが入り混じった多分散試料に対しては不正確なことがある。すべてのナノ粒子から散乱された光が、同時に測定されるので、様々な粒子サイズが存在するときは、ナノ粒子をそれらの成分サイズに分解することは、困難なことがある。他の手法は、様々なナノ粒子サイズにわたる異なるサイズのナノ粒子によって生成された散乱光の強度の大きな相違を考慮することができていない。これらの手法においては、小さいナノ粒子からの低い散乱信号は、検出されないことがあり得、またはより大きいナノ粒子からの高い散乱信号が、より小さいナノ粒子からの信号を曖昧にすることがあり得る。また他の手法においては、測定は、粒子の成長速度または分解速度を考慮することができておらず、そのため、サイズ分布のスナップショットは、ごく僅かな時間の後には、不正確になることがあり得る。これらの短所の結果として、任意の与えられたサイズのナノ粒子の濃度、したがって、全サイズ分布は、未知の誤差の影響を受けることがあり得る。 Given the widespread use of nanoparticles, the ability to control and accurately characterize their properties can be beneficial for many applications. Conventional methods for measuring nanoparticle properties may be inaccurate for polydisperse samples with mixed nanoparticle sizes, which are common in many applications. Since the light scattered from all the nanoparticles is measured at the same time, it can be difficult to break down the nanoparticles into their component sizes when different particle sizes are present. Other methods have not been able to take into account the large differences in the intensity of scattered light produced by nanoparticles of different sizes across different nanoparticle sizes. In these techniques, low scattering signals from small nanoparticles may not be detected, or high scattering signals from larger nanoparticles may obscure signals from smaller nanoparticles. .. Also in other methods, the measurements cannot take into account the growth rate or decomposition rate of the particles, so snapshots of the size distribution can become inaccurate after a very short time. possible. As a result of these disadvantages, the concentration of nanoparticles of any given size, and therefore the overall size distribution, can be affected by unknown errors.
ナノ粒子(およびより大きい粒子)を検出するこれらの方法は、一般に、暗視野顕微鏡検査と呼ばれる。そのような分析を実行する機器は、一般に、正確に定められた狭い光シートを用いた液体の照明と、(必ずではないが)通常は光シート平面に対して90度の角度におけるナノ粒子からの散乱光の観測とを可能にする小さいセル(例えば、キュベット)を備える。観測の角度は、90度である必要はなく、重要なのは、散乱光が観測されることであることに留意されたい。異なるサイズの粒子は、粒子によって散乱された光をキャプチャするカメラを介して、可視化することができ、画像は、粒子のサイズに応じて、異なるサイズおよび強度(様々な明度のピクセル)を有する。 These methods of detecting nanoparticles (and larger particles) are commonly referred to as darkfield microscopy. Instruments that perform such analyzes are generally from liquid illumination with a precisely defined narrow optical sheet and nanoparticles (although not always) usually at an angle of 90 degrees to the optical sheet plane. It is equipped with a small cell (eg, a cuvette) that allows observation of scattered light. Note that the observation angle does not have to be 90 degrees, it is important that scattered light is observed. Particles of different sizes can be visualized through a camera that captures the light scattered by the particles, and the images have different sizes and intensities (pixels of varying brightness), depending on the size of the particles.
その全体を本願明細書に援用する、「ナノ粒子アナライザ(NANOPARTICLE ANALYZER)」と題する、2015年6月3日に出願された、特許文献1(「ストラムスキ(Stramski)」)においては、これらの問題は、いくつかの光源と、従来写真で使用されてきた3つの加法混色の原色に対応するベイヤ・パターンのピクセルによって、散乱光のいくつかの異なる色を同時に記録する単一のカラー・カメラとを使用することによって対処された。ストラムスキの手法においては、最終画像は、単一の記録デバイスから獲得され、したがって、異なる色における同じコロイド体積の画像は、記録デバイスまたはセンサの同じエリア内に記録され、それによって、通常はカメラ内のセンサの角隅のうちの1つである単一の原点に対するピクセルの番号付けをもたらす。これは、観測された粒子の位置が同じ座標系で与えられるので、異なる色において画像を処理することを可能にする。残念ながら、ストラムスキは、粒子の成長または分解を考慮したいかなる方法も説明または開示していない。 In Patent Document 1 (“Stramski”), which was filed on June 3, 2015, entitled “NanoPARTICLE ANALYZER”, which is incorporated herein by reference in its entirety, these problems With a single color camera that simultaneously records several different colors of scattered light with several light sources and pixels in a bayer pattern that correspond to the three additive primary colors traditionally used in photography. Was addressed by using. In Stramski's technique, the final image is taken from a single recording device, so images of the same colloidal volume in different colors are recorded within the same area of the recording device or sensor, thereby usually in the camera. Provides pixel numbering for a single origin, which is one of the corners of the sensor. This allows the images to be processed in different colors because the positions of the observed particles are given in the same coordinate system. Unfortunately, Stramski does not describe or disclose any method that takes into account the growth or degradation of particles.
「顕微鏡的動きの観測およびコロイド中の粒子のカウントのためのマルチカメラ装置、ならびにそれのキャリブレーション(MULTI−CAMERA APPARATUS FOR OBSERVATION OF MICROSCOPIC MOVEMENTS AND COUNTING OF PARTICLES IN COLLOIDS AND ITS CALIBRATION)」と題する、2016年2月8日に出願された、特許文献2(「タタルキエウィチ(Tatarkiewicz)」)は、キャリブレーション・マスクと、画像の処理がより正確になされるように、様々な光源からの画像を揃えることができる方法とを導入することによって、ストラムスキの短所のいくつかを克服している。しかし、やはり、タタルキエウィチも、粒子の成長または分解を考慮したいかなる方法も説明または開示していない。 "Multi-camera device for observing microscopic movement and counting particles in colloids, and its calibration (MULTI-CAMERA APPARATUS FOR OBSERVATION OF MICROSCOPIC MOVEMENTS AND COUNTING OF PARTICLES IN COLLOIDS AND ITS 20) Patent Document 2 (“Tatarkiewicz”), filed on February 8, 2014, aligns the calibration mask with images from various light sources for more accurate image processing. By introducing methods and methods that can be used, some of Strumski's shortcomings have been overcome. However, again, Tatarkiewicz does not describe or disclose any method that takes into account the growth or decomposition of particles.
粒子の成長/分解は、様々な産業において、特に関心が高いものであり得る。例えば、製薬会社は、自社の薬物が有効な徐放モードで使用され得るように、それが特定の速度で分解することを確認したいことがある。さらに、そのような分解は、粒子がナノスケールに分解し、再結合してより大きい粒子に成長しないときに、最も治療的に有効であり得る。別の製薬会社は、大きい結晶としてより高いドーズで送達することができるタンパク質に基づいて、新薬を結晶化するのに必要とされる時間を決定することを必要とすることがある。そのため、ストラムスキおよびタタルキエウィチにおいて開示された方法および装置は、薬物の粒子サイズ分布のスナップショットを獲得する助けとはなり得るが、それは、分解速度(または反対に成長速度)を提供する助けとはならない。 Particle growth / decomposition can be of particular interest in various industries. For example, a pharmaceutical company may want to make sure that its drug decomposes at a certain rate so that it can be used in an effective sustained release mode. Moreover, such degradation can be most therapeutically effective when the particles decompose to the nanoscale and do not recombine into larger particles. Another pharmaceutical company may need to determine the time required to crystallize a new drug based on a protein that can be delivered at a higher dose as large crystals. As such, the methods and devices disclosed in Stramski and Tatarkiewicz can help to take a snapshot of the particle size distribution of the drug, but it does not help to provide a rate of degradation (or vice versa). ..
したがって、必要とされているのは、コロイド粒子の成長/分解キネティクスを効果的に測定する改善されたシステムである。 Therefore, what is needed is an improved system that effectively measures the growth / degradation kinetics of colloidal particles.
以下では、特許請求される主題のいくつかの態様についての基本的な理解を提供するために、簡略化された要約を提示する。この要約は、広範な概要ではなく、特許請求される主題の主要/決定的な要素を識別すること、または特許請求される主題の範囲を画することは意図されていない。それの目的は、後で提示されるより詳細な説明の前段階として、簡略化された形式で、いくつかの概念を提示することである。 The following is a simplified summary to provide a basic understanding of some aspects of the claimed subject matter. This summary is not an extensive overview and is not intended to identify the main / decisive elements of the claimed subject matter or to delineate the scope of the claimed subject matter. Its purpose is to present some concepts in a simplified form as a prelude to the more detailed explanation presented later.
本明細書において説明される装置、システム、および方法は、上で提示された問題をエレガントに解決する。コロイド粒子の成長/分解速度を決定するためのシステムが、開示され、それは、複数の光源と、複数のセンサとを含む。光源は、コロイド粒子を保持する試料チャンバに向けて電磁放射のビームを放出するように構成される。チャンバは、結合されたビームの一部が散乱することを可能にする。ビームの散乱された一部は、電磁放射を検出するセンサに向かわされる。センサは、光源をアクティブ化し、センサからの画像を獲得する、プロセッサに接続される。複数の画像が、時間間隔をあけて取得されてよく、各画像ごとに、総光強度レベル(すべてのピクセルにおいて登録されたすべての強度の和)が、計算され、その後、系列内の最大強度レベルによって正規化される。各時点ごとに、複数の画像からの平均強度値が、獲得される。その後、正規化された値に経時的に適合する式が、計算され、勾配が、式から決定される。また、特定の時間間隔をあけた静止画像の代わりに、短い1組の画像(すなわち、動画)が、時間間隔をあけて取得されてよい。各動画ごと、および各時間間隔ごとの強度の和の平均が、計算され、その後、系列内の最大強度レベルによって正規化される。 The devices, systems, and methods described herein elegantly solve the problems presented above. A system for determining the growth / decomposition rate of colloidal particles has been disclosed, which includes a plurality of light sources and a plurality of sensors. The light source is configured to emit a beam of electromagnetic radiation towards the sample chamber that holds the colloidal particles. The chamber allows a portion of the combined beam to be scattered. The scattered portion of the beam is directed to a sensor that detects electromagnetic radiation. The sensor is connected to a processor that activates the light source and captures the image from the sensor. Multiple images may be acquired at time intervals, and for each image the total light intensity level (the sum of all the intensities registered at all pixels) is calculated and then the maximum intensity in the series. Normalized by level. At each time point, average intensity values from multiple images are acquired. An equation that fits the normalized value over time is then calculated and the gradient is determined from the equation. Also, instead of still images at specific time intervals, a set of short images (ie, moving images) may be acquired at time intervals. The average sum of the intensities for each video and for each time interval is calculated and then normalized by the maximum intensity level in the series.
プロセッサは、また、いくつの画像が取得されるかを制限する測定窓を設定し得る。その測定窓は、総経過時間、または獲得された画像の総数に基づき得る。それは、また、計算された勾配に基づくこともできる。プロセッサは、さらに、最大画像強度レベルを設定し得、総画像強度レベルが最大強度レベルを超過したときは、センサの露光時間を調整し得る。 The processor may also set a measurement window that limits how many images are acquired. The measurement window may be based on the total elapsed time, or the total number of images acquired. It can also be based on the calculated gradient. The processor may further set the maximum image intensity level and adjust the exposure time of the sensor when the total image intensity level exceeds the maximum intensity level.
装置は、複数の波長を有する複数の光源と、複数の波長のうちのただ1つを検出するようにバイアスをかけられた複数のセンサとを使用し得る。システムは、結合されたビームを形成するための結合構造を使用し得、散乱されたビームの一部がセンサに到達する前に、脱結合構造(またはビーム・スプリッタ)を使用し得る。複数の光源は、単一のマルチ波長光源であってよい。センサは、また、複数の波長を検出することができる単一のセンサであってよい。 The device may use a plurality of light sources having multiple wavelengths and a plurality of sensors biased to detect only one of the plurality of wavelengths. The system may use a coupling structure to form a coupled beam, or a uncoupling structure (or beam splitter) before some of the scattered beam reaches the sensor. The plurality of light sources may be a single multi-wavelength light source. The sensor may also be a single sensor capable of detecting multiple wavelengths.
計算された勾配が負である場合、それは、コロイド粒子の分解を示し、それが正である場合、それは、コロイド粒子の成長を示す。
当業者に明らかであるような追加の態様、代替、および変形も、本明細書において開示され、それらは、特に、本発明の一部として含まれることが企図されている。本発明は、本出願または関連出願における、特許局によって許可されるような、特許請求の範囲内でのみ示され、ある例についての以下の要約説明は、法的保護の範囲を決して限定せず、確定せず、または他の方法で規定しない。
If the calculated gradient is negative, it indicates the decomposition of the colloidal particles, and if it is positive, it indicates the growth of the colloidal particles.
Additional embodiments, alternatives, and variations that will be apparent to those of skill in the art are also disclosed herein and are specifically intended to be included as part of the present invention. The present invention is presented only within the scope of the claims as permitted by the Patent Office in this application or related applications, and the following abstract description of an example does not limit the scope of legal protection. , Uncertain, or otherwise unspecified.
本発明は、以下の図を参照して、より良く理解することができる。図中の構成要素は、必ずしも実寸に比例しておらず、代わりに、本発明の例示的な態様を明確に説明するときには、強調が行われる。図において、同様の参照番号は、異なる図面および/または実施形態のいずれの場所でも、対応する部分を指定する。ある構成要素および詳細は、本発明をより明確に説明するのを助けるために、図中に出現しないことがあることが理解されよう。 The present invention can be better understood with reference to the following figures. The components in the figure are not necessarily proportional to their actual size and are instead emphasized when the exemplary embodiments of the invention are articulated. In the drawings, similar reference numbers specify corresponding parts at any location in different drawings and / or embodiments. It will be appreciated that certain components and details may not appear in the figures to help explain the invention more clearly.
本明細書においては、本発明のいくつかの特定の例に対する言及が行われ、それらは、本発明を実施するための、発明者によって企図された任意の最良の態様を含む。これらの特定の実施形態の例は、添付の図に示されている。本発明は、これらの特定の実施形態に関連して説明されるが、説明または例示された実施形態に本発明を限定することは意図されていないことが理解されよう。それとは反対に、添付の特許請求の範囲によって確定される本発明の主旨および範囲内に含まれ得るような代替、変更、および均等物を包含することが意図されている。 References are made herein to some particular examples of the invention, including any of the best embodiments intended by the inventor for carrying out the invention. Examples of these particular embodiments are shown in the accompanying figures. Although the present invention will be described in connection with these particular embodiments, it will be appreciated that it is not intended to limit the invention to the described or exemplified embodiments. On the contrary, it is intended to include alternatives, modifications, and equivalents that may be included within the gist and scope of the invention as defined by the appended claims.
以下の説明においては、本発明の完全な理解を提供するために、数々の特定の詳細が説明される。本発明の特定の例示的な実施形態は、これらの特定の詳細のいくつかまたはすべてを有さずに実施されてよい。場合によっては、当業者によく知られた過程操作は、本発明を不必要に曖昧することがないように、詳細に説明されていない。本発明の様々な技法および機構は、明確にするために、ときには単数形で説明される。しかしながら、いくつかの実施形態は、特に言及しない限り、技法の複数の反復または複数の機構を含むことに留意されたい。同様に、本明細書において示され、説明される方法の様々な工程は、示された順序通りに必ずしも実行されず、またはある実施形態においてはまったく実行されない。したがって、本明細書において説明される方法のいくつかの実施は、示された工程または説明された工程よりも多いまたは少ない工程を含むことがある。さらに、本発明の技法および機構は、ときには2つ以上のエンティティ間の接続、関係、または通信について説明する。任意の2つのエンティティ間には、様々な他のエンティティまたは過程が存在すること、または生じることがあるので、エンティティ間の接続または関係は、直接的な妨げのない接続を必ずしも意味しないことに留意されたい。結果として、示された接続は、特に言及しない限り、直接的な妨げのない接続を必ずしも意味しない。 In the following description, a number of specific details will be described in order to provide a complete understanding of the present invention. Certain exemplary embodiments of the invention may be practiced without some or all of these particular details. In some cases, process operations well known to those of skill in the art are not described in detail so as not to unnecessarily obscure the invention. The various techniques and mechanisms of the invention are sometimes described in the singular for clarity. However, it should be noted that some embodiments include multiple iterations or multiple mechanisms of the technique, unless otherwise stated. Similarly, the various steps of the methods shown and described herein are not necessarily performed in the order shown, or in certain embodiments at all. Therefore, some implementations of the methods described herein may include more or less steps than the steps shown or described. In addition, the techniques and mechanisms of the present invention sometimes describe connections, relationships, or communications between two or more entities. Keep in mind that a connection or relationship between entities does not necessarily mean a direct, unobstructed connection, as various other entities or processes may exist or occur between any two entities. I want to be. As a result, the connections shown do not necessarily mean direct, unobstructed connections, unless otherwise stated.
例示的な特徴についての以下のリストは、図1〜図4と対応し、参照を容易にするために提供されており、同様の参照番号は、明細書および図のいずれの場所でも、類似の特徴を指定する。 The following list of exemplary features corresponds to FIGS. 1-4 and is provided for ease of reference, with similar reference numbers being similar anywhere in the specification and in the figure. Specify the feature.
単一波長を使用したキュベットからの電磁放射を検出するためのシステム10A。
複数波長の電磁放射を検出するためのシステム10B。
複数波長の電磁放射を検出するための代替システム10C。
System 10A for detecting electromagnetic radiation from cuvettes using a single wavelength.
System 10B for detecting electromagnetic radiation of multiple wavelengths.
光源15。
第1の波長における第1の光源15A。
光源から放出された電磁放射のビーム20。実質的に第1の波長における電磁放射の第1のビーム20A。
First
第2の波長における第2の光源25。
実質的に第2の波長における電磁放射の第2のビーム30。
第3の波長における第3の光源32。
A second
A
A third
実質的に第3の波長における電磁放射の第3のビーム34。
ビーム結合構造/ダイクロイック・ミラー35。
第2のビーム結合構造/ダイクロイック・ミラー37。
A third beam 34 of electromagnetic radiation at substantially a third wavelength.
Beam coupling structure / dichroic mirror 35.
Second beam coupling structure / dichroic mirror 37.
結合されたビーム40。
光シート形成器45。
試料チャンバ/キュベット50。
Combined
Optical sheet former 45.
Sample chamber /
散乱光55。
散乱した第3のビームの一部55A。
結像対物レンズ60。
Scattered light 55.
Part of the scattered third beam 55A.
Imaging
ビーム分割構造/ダイクロイック・ミラー65。
画像センサに向かわされる散乱ビーム。
分離された第1の波長放射70A。
Beam split structure /
Scattered beam directed at the image sensor.
Separated
画像センサ75。
実質的に第1の波長において電磁放射を検出するようにバイアスをかけられた第1のセンサ75A。
A first sensor 75A biased to detect electromagnetic radiation at substantially the first wavelength.
分離された第2の波長放射80。
実質的に第2の波長において電磁放射を検出するようにバイアスをかけられた第2のセンサ85。
Separated
A second sensor 85 biased to detect electromagnetic radiation at substantially the second wavelength.
分離された第3の波長放射86。
実質的に第3の波長において電磁放射を検出するようにバイアスをかけられた第3のセンサ87。
Separated third wavelength emission 86.
A third sensor 87 biased to detect electromagnetic radiation at substantially a third wavelength.
第2のビーム分割構造/ダイクロイック・ミラー88。
プロセッサ90。
一定の勾配を有する最良適合線95。
Second beam split structure / dichroic mirror 88.
Best
変化する勾配を有する最良適合線100。
コロイド粒子の成長/分解速度を決定するための方法405。
方法の様々な工程410〜500。
Best
Various steps of the method 410-500.
図1Aを参照すると、キュベットからの電磁放射を検出するためのシステム10Aが、示されている。システム10Aは、光シート形成器45に向けて電磁放射のビーム20を放出する単一の光源15を含む。結果の光シートは、粒子、すなわち、ナノ粒子またはミクロン・サイズの粒子(図示されず)を含むコロイドを収めた試料チャンバ/キュベット50に向かわされる。そのようなキュベットは、その内容を本願明細書に援用する、2016年6月28日に出願された、「液体中のナノ粒子の光学顕微鏡法のための専用キュベット集合体および方法(SPECIAL PURPOSE CUVETTE ASSEMBLY AND METHOD FOR OPTICAL MICROSCOPY OF NANOPARTICLES IN LIQUIDS)」と題する、米国特許第9541490号明細書に従って構成されてよい。
With reference to FIG. 1A, a system 10A for detecting electromagnetic radiation from a cuvette is shown. System 10A includes a single
光シートの一部は、キュベット50内に含まれるコロイド溶液中に存在する粒子に衝突したときに散乱光55となり、別の長作動距離対物レンズを備える顕微鏡などの結像対物レンズ60の焦点を合わせることによって、一般に90度の角度で観測することができる。観測の角度は、90度である必要はなく、重要なのは、散乱光が観測されることであることに留意されたい。結像対物レンズ60を出た散乱光は、プロセッサ90に接続されたセンサ75に到達する。
A part of the optical sheet becomes scattered light 55 when it collides with particles existing in the colloidal solution contained in the
図1Bおよび図1Cは、より堅牢なシステムに達するために、異なる波長および波長センサを使用することを示している。複数の波長の光を使用する利点は、検出することができる粒子サイズの範囲を拡大することである。具体的には、散乱光の強度は、例えば、直径10nmのナノ粒子から直径1000nmのナノ粒子まで数桁にわたって変化する粒子サイズに非常に強く依存する。典型的なセンサは、各ピクセルおよび各色に、8ビットまたは256通りの異なる値を割り当て、ゼロ値は、登録された光がないことに対応し、一方、最高値の255は、システムのための利得および露光セットアップに依存する最大明度に対応する。いずれかのピクセルが、値255に対応する最大レベルよりも多くの光を受光した場合は(飽和)、検出器の利得を引き下げ、または露光時間を短縮し、したがって、すべての記録された強度をより低い値にシフトすることによらない限り、そのような値を区別し、登録することは可能でない。利得を引き下げ、または露光を短縮することは、センサを飽和させた粒子を区別する助けとなり得るが、これらの調整は、スペクトルの下端、すなわち、より小さい粒子に対する、センサの感度も引き下げる。 1B and 1C show the use of different wavelength and wavelength sensors to reach a more robust system. The advantage of using multiple wavelengths of light is that it expands the range of particle sizes that can be detected. Specifically, the intensity of scattered light depends very strongly on, for example, the particle size, which varies by several orders of magnitude from nanoparticles with a diameter of 10 nm to nanoparticles with a diameter of 1000 nm. A typical sensor assigns each pixel and each color to 8 bits or 256 different values, a zero value corresponds to the absence of registered light, while a maximum value of 255 is for the system. Corresponds to maximum brightness depending on gain and exposure setup. If any pixel receives more light than the maximum level corresponding to the value 255 (saturation), it reduces the gain of the detector or shortens the exposure time, thus reducing all recorded intensities. It is not possible to distinguish and register such values unless by shifting to lower values. Reducing the gain or shortening the exposure can help distinguish the particles that have saturated the sensor, but these adjustments also reduce the sensitivity of the sensor to the bottom of the spectrum, i.e., smaller particles.
ナノ粒子の典型的なサイズ(1ミクロン未満の直径)は、可視光の波長に匹敵するので、システムは、光散乱ナノ粒子の詳細を区別することはできず、各粒子で散乱され、センサ内のいくつかのピクセルを覆う円形のしみまたは円盤のように見える画像を投影する、光の総強度だけを記録する。1つの波長、および特定の屈折率を有する1つのタイプの粒子について、ナノ粒子上で散乱された可視光の強度が、散乱粒子の直径の関数として、図2に示されている(計算は、450nmの光波長、および水中において屈折率n=1.6のポリスチレン球について、90度の角度での散乱のいわゆるミー理論を使用して実行された)。100nm未満の直径を有する粒子については、散乱される強度は、非常に小さくなり、検出するのは困難である。 Since the typical size of the nanoparticles (diameter less than 1 micron) is comparable to the wavelength of visible light, the system cannot distinguish the details of the light-scattering nanoparticles, which are scattered at each particle and within the sensor. Only the total intensity of light is recorded, projecting an image that looks like a circular stain or disk covering some of the pixels in the light. For one type of particle with one wavelength and a particular index of index, the intensity of visible light scattered on the nanoparticles is shown in FIG. 2 as a function of the diameter of the scattered particles (calculations are: For a polystyrene sphere with a light wavelength of 450 nm and a refractive index of n = 1.6 in water, it was performed using the so-called Mee theory of scattering at an angle of 90 degrees). For particles with a diameter of less than 100 nm, the scattered intensity is very small and difficult to detect.
さらに、粒子の散乱効率は、さらされる光の波長に依存し、したがって、検出の範囲は、波長に依存する。異なる波長を有する複数の光源を使用し、それらの波長(例えば、ストラムスキおよびタタルキエウィチにおいて教示されているような、赤、緑、青の3色)を別々に検出することによって、オペレータは、登録される粒子サイズの範囲をより広くカバーすることによって、システムのダイナミックレンジを実質的に拡大することができる。 Moreover, the scattering efficiency of the particles depends on the wavelength of the light it is exposed to, and therefore the range of detection depends on the wavelength. By using multiple light sources with different wavelengths and detecting those wavelengths separately (eg, the three colors red, green and blue as taught in Stramski and Tatarkiewicz), the operator is registered. By covering a wider range of particle sizes, the dynamic range of the system can be substantially expanded.
図1Bを参照すると、本願明細書に援用されるタタルキエウィチにおいて説明されているような、複数の波長を使用する例示的な装置が、示されている。そのようなシステム10Bは、異なるビーム色または波長を有する2つのレーザなど、第1の波長における第1の光源15Aと、第2の波長における第2の光源25とを含み得る。複数の波長において光を生成することが可能な単一の光源を有することも可能である。
With reference to FIG. 1B, an exemplary device using multiple wavelengths is shown, as described in Tatarkiewicz, incorporated herein by reference. Such a system 10B may include a first
これら2つのビームの各々は、光源15、25からのビームを単一の結合されたビーム40に結合し、結合されたビーム40を光シート形成器45などの光学システムに向かわせる、ダイクロイック・ミラーなどの結合構造35に向かわされる。光シート形成器45は、照明の非常に狭いシートを形成する長作動距離対物レンズと一緒に、円柱レンズを備え得る。光シートは、(キュベットなどの)透明な試料チャンバ50に向かわされ得る。
Each of these two beams is a dichroic mirror that combines the beams from
キュベット50内に含まれるコロイド溶液中に存在する粒子に衝突したときに散乱した結合されたビームの一部55Aは、光シート形成器45からの照明光と同じ波長を有し、別の長作動距離対物レンズを備える顕微鏡などの結像対物レンズ60の焦点を合わせることによって、一般に90度の角度で観測することができる。観測の角度は、90度である必要はなく、重要なのは、散乱光が観測されることであることに留意されたい。結像対物レンズ60を出た散乱光は、第2のダイクロイック・ミラーなどのビーム分割構造65において、成分波長に、すなわち、分離された第1の波長放射70Aと、分離された第2の波長放射80とに分割され、それらは、それぞれ、実質的に第1および第2の波長15A、25において電磁放射を検出するように同調させられた、2つのセンサ75A、85(デジタル・グレースケール・カメラ内に配置されるセンサなど)に独立して到達し得る。2つのセンサは、複数の波長において電磁放射を検出することができる、単一のセンサであることもできる。
Part 55A of the coupled beam scattered when colliding with the particles present in the colloidal solution contained in the
システムは、照明光源15、25のより多くの波長を結合し、分割するために、適切なダイクロイック・ミラー35、65のより多くのペアを追加することによって、より多くの波長、およびより多くの対応するセンサ75A、85に容易に拡張することができる。そのような例示的なシステム10Cが、図1Cに示されており、それは、実質的に第3の波長における電磁放射の第3のビーム34を生成する、第3の波長における第3の光源32と、第2の結合構造/ダイクロイック・ミラー37とを有する、3波長システムを示している。システム10Aの検出側においては、第2のビーム分割構造/ダイクロイック・ミラー88が、第3の波長放射86を、実質的に第3の波長において電磁放射を検出するようにバイアスをかけられた第3のセンサ87によって、それが検出され得るように分離する。センサ(75A、85、87)は、センサ(75A、85、87)によって検出された画像を処理するプロセッサ90に接続され得る。
The system has more wavelengths, and more by adding more pairs of suitable dichroic mirrors 35, 65 to combine and divide more wavelengths of
先に言及されたように、センサは、各ピクセルおよび各波長ごとに、強度を数値として記録し、一般に、各ピクセルおよび各波長には、(256通りの異なる値に対応する)8ビット数を割り当て、ゼロ値は、登録された光がないことに対応し、一方、最高値の255は、最大明度に対応する。センサから取得された最終画像は、センサ上で利用可能なすべてのピクセル、典型的には100万超のピクセルに対応する、記憶された数値の行列から成る。これらの数すべてを合算することによって、(2つ以上の波長が使用されたときは、各波長ごとに別々の)単一の数としての画像の総明度。事前選択された時刻に、通常は一定の時間間隔をあけて画像を取得することによって、分析されるコロイド中に存在する粒子の数およびサイズに順々に比例する、粒子によって散乱された光の強度の時間的展開を表す数値の系列。 As mentioned earlier, the sensor records the intensity numerically for each pixel and each wavelength, and generally each pixel and each wavelength has an 8-bit number (corresponding to 256 different values). The assigned, zero value corresponds to the absence of registered light, while the highest value of 255 corresponds to the maximum brightness. The final image obtained from the sensor consists of a matrix of stored numbers corresponding to all pixels available on the sensor, typically over one million pixels. By summing all these numbers, the total brightness of the image as a single number (separate for each wavelength when more than one wavelength is used). Of the light scattered by the particles, which is progressively proportional to the number and size of the particles present in the colloid being analyzed, by acquiring the images at a preselected time, usually at regular time intervals. A series of numbers that represent the temporal evolution of intensity.
図3Aに示される、初期値に対する正規化の後のそのような値対時間のプロットは、コロイド中に存在し、いくつかの化学的または物理的過程に起因する分解または成長を経験する、過程の粒子の数およびサイズについての分解または成長の速度(すなわち、キネティクス)の推定を可能にする。線95は、グラフに対する最良適合であり、その線の勾配は、負であり、分解を示す。また、線95の勾配は、観測時間全体にわたる、単一の平均成長/分解速度を表す。より精緻な線100は、データに適合し、それは、時間とともに勾配が変化し、例えば、線100は、最初の1分間は急峻な勾配を有し、それは、後の数分にはあまり険しくなくなる。これは、コロイド溶液が、最初の1分間は急速に分解しており、その後はあまり急速に分解していないことを示唆する。成長/分解速度の十分な特徴付けは、製薬などの産業用途において、きわめて役に立ち得る。分解または成長曲線の勾配は、通常、いわゆる過程の次数と結び付けられ、例えば、(データが薬物の放出量または結晶化量の対数対時間としてプロットされるときの)分解速度の線形時間依存性は、1次過程、または放出薬物の薬剤適用量が単位時間に放出される薬物の減少量に比例する過程を示す。
Such a value-to-time plot after normalization to the initial value, shown in FIG. 3A, is a process that is present in the colloid and experiences degradation or growth due to some chemical or physical process. Allows an estimate of the rate of decomposition or growth (ie, kinetics) for the number and size of particles in a colloid.
図3Bは、異なるコロイド溶液の、時間に対してプロットされた正規化された強度を示しており、それは、粒子が成長していること、すなわち、結晶化または凝集していることを示している。線105は、この特定のプロットに対する最良適合であり、線105は、領域110において変曲点を有し、それは、この時間中に、著しい量の結晶化または凝集が存在することを示唆している。図3Cは、別のコロイド溶液についての、時間に対する強度のまた別のプロットであり、それは、結晶化または凝集と、その後の、(pHを変化させた何らかの塩の添加など)コロイドに対する変化が導入された後の分解とを示している。
FIG. 3B shows the normalized intensities of the different colloidal solutions plotted against time, indicating that the particles are growing, that is, crystallizing or agglomerating. ..
ここで図4を参照すると、コロイド粒子の成長/分解速度を決定するための方法405が、説明される。この方法は、工程に分けて説明されるが、工程の順序は、変えることができ、それでも以下の特許請求の範囲内に包含されることが、当業者には明らかであることに留意されたい。
Here, with reference to FIG. 4, a
工程410において、コロイド溶液が、試料チャンバ、例えば、キュベット内に挿入される。工程415、420、および425は、取得される画像の数、画像間の時間遅延、および露光時間を含む、測定のための数々の変数を設定する。画像間の遅延および取得される画像の数の組み合わせは、測定窓を定義する。これは、事前設定することができ、または以下で説明されるように、それは、動的であることができる。 In step 410, the colloidal solution is inserted into a sample chamber, eg, a cuvette. Steps 415, 420, and 425 set a number of variables for measurement, including the number of images acquired, the time delay between images, and the exposure time. The combination of the delay between images and the number of images acquired defines the measurement window. It can be preset, or it can be dynamic, as described below.
方法は、システムの感度に対処する任意選択工程430〜460を有し得る。具体的には、工程430において、最大画像強度レベルが、設定され、工程435〜445において、光源が、アクティブ化され、画像が、キャプチャされ、工程450において、画像についての総画像強度レベルを決定する。工程455において、工程450からの総画像強度レベルが、最大画像強度レベルを超過した場合、システムは、ステップ460において、露光時間を減少させ、総画像強度レベルが最大値を下回るまで、工程435〜455を繰り返し、下回ったときに、システムは、工程465において、成長/分解速度がそれから決定される、画像および強度レベルを獲得することを開始する。これは、大きい粒子が、画像を過飽和にすることを防止する助けとなり、過飽和は、より小さい粒子を見ることをシステムにできなくさせる傾向にあり、システムの効率および範囲に負の影響を与える。
The method may have optional steps 430-460 that address the sensitivity of the system. Specifically, in step 430, the maximum image intensity level is set, in steps 435-445, the light source is activated, the image is captured, and in step 450, the total image intensity level for the image is determined. To do. In
工程430〜460は、任意選択として省略することができ、方法は、工程425から工程465に直接的に進むことができ、それは、露光時間の間、第1および第2の光源を(または図1Aに示されるもののような単一光源装置セットアップが使用される場合は、単一の光源を)アクティブ化し(工程465)、第1および第2の画像を(または単一光源装置セットアップにおいては、単一の画像を)獲得する(工程468、470)。システムは、その後、画像間の事前設定された時間期間の間、遅延し、工程480において、画像の数に到達したかどうかを決定する。画像の総数に到達した場合、各画像についての総画像強度レベルが、決定され、正規化され(工程485、490)、正規化された値に適合する式が、決定され(工程95)、勾配が、式から計算される(工程500)。正規化過程は、画像内のすべてのピクセルのうちで最大強度(カウント)を見つけ、次に、この一連のすべての強度(カウント)をその数で除算することを含む。 Steps 430-460 can be omitted as an option and the method can proceed directly from step 425 to step 465, which comprises the first and second light sources (or figures) during the exposure time. If a single light source setup such as that shown in 1A is used, activate (step 465) a single light source and display the first and second images (or in a single light source setup). (Single image) is acquired (steps 468, 470). The system then delays for a preset time period between the images and determines in step 480 whether the number of images has been reached. When the total number of images is reached, the total image intensity level for each image is determined and normalized (steps 485, 490), an expression that fits the normalized values is determined (step 95), and the gradient. Is calculated from the formula (step 500). The normalization process involves finding the maximum intensity (count) of all the pixels in the image and then dividing all the intensities (counts) in this series by that number.
方法405は、工程468、470において、単一の画像の代わりに、短い動画を獲得することによって、より堅牢になり得る。これが行われる場合、工程486において、系列内の動画の各々についての平均強度数が、各時間間隔ごとに計算され得(すなわち、動画内の各フレーム/画像の合算された強度が、動画内のフレーム/画像の数で除算され)、その後、その値が、正規化される。工程486を実行することによって、方法405は、各時間間隔において画像または動画を取得することができ、正規化において1つに不公平に加重しない。代替として、方法405が、動画だけを使用しており、各動画が、同じ数のフレーム/画像を含む場合、各動画内のすべてのフレーム/画像内のすべてのピクセルの強度が、使用され、正規化されてよく、したがって、工程486をスキップする。
システムは、到達される画像/動画の総数を設定しなくてよく(すなわち、工程415)、代わりに、システムは、総経過時間を設定することができ、工程480は、経過時間が満たされたかどうかをチェックすることができることに留意されたい。さらに、プロセッサは、総画像強度値および勾配を、画像を取得したのとほぼ同時に(すなわち、工程470の後)決定し得る。これは、システムが、動的な総測定窓を有することを可能にする。具体的には、(図3Aのように)溶液が、最初の1分間は著しい速度で減少していき、その後、それが、ほぼ線形関数になるように安定化する場合、方法は、画像を取得したのとほぼ同時に(すなわち、工程470の後)、工程485〜500を実行することができ、工程480は、決定された勾配が変化しているかどうかに関する問い合わせに基づくことができる。それが変化していない場合、方法は、測定を停止することができる。 The system does not have to set the total number of images / videos reached (ie, step 415), instead the system can set the total elapsed time and step 480 was the elapsed time met. Note that you can check if. In addition, the processor may determine the total image intensity value and gradient at about the same time as the image was acquired (ie, after step 470). This allows the system to have a dynamic total measurement window. Specifically, if the solution (as in Figure 3A) diminishes at a remarkable rate for the first minute and then stabilizes to be a nearly linear function, the method is to image the image. Approximately at the same time as the acquisition (ie, after step 470), steps 485-500 can be performed and step 480 can be based on an inquiry as to whether the determined gradient is changing. If it has not changed, the method can stop the measurement.
画像/動画間の遅延も動的とし得ることにも留意されたい。例えば、プロセッサが、画像を取得したのとほぼ同時に(すなわち、工程470の後)、総画像強度値および勾配を決定する場合、それは、ほぼ同時に勾配を決定することができる。(図3Aにおけるグラフの最初の部分のように)その勾配がより大きい、または迅速に変化している場合、後続の画像/動画間の遅延時間を減少させることが、言い換えると、コロイド溶液が速やかに変化しているときには、より多くの試料画像/動画を取得することが、有利なことがある。これは、成長/分解速度が最も変動的であるときに、システムが、勾配をより正確に測定することを可能にする。速度が安定し始め、あまり変動的でなくなったとき、画像/動画間の遅延は、増加させることができる。 Also note that the delay between images / videos can be dynamic. For example, if the processor determines the total image intensity value and gradient at about the same time that the image is acquired (ie, after step 470), it can determine the gradient at about the same time. If the gradient is larger or changes rapidly (as in the first part of the graph in FIG. 3A), reducing the delay time between subsequent images / videos, in other words, the colloidal solution is rapid. It may be advantageous to obtain more sample images / moving images when changing to. This allows the system to measure gradients more accurately when growth / degradation rates are most variable. The delay between images / moving images can be increased when the speed begins to stabilize and becomes less variable.
本明細書における実施形態は、ナノ粒子に言及したが、本明細書において開示されたのと同じ方法およびデバイスは、より大きい粒子、例えば、ミクロン・サイズの粒子および(100ミクロンさえも超える)より大きい粒子にも適用することができ、したがって、以下の特許請求の範囲は、ナノ粒子だけに限定されるべきではない。 Although embodiments herein refer to nanoparticles, the same methods and devices disclosed herein are more than larger particles, such as micron-sized particles and (even over 100 microns). It can also be applied to large particles, and therefore the following claims should not be limited to nanoparticles alone.
本明細書においては、上で説明され、含まれる例示的な図に示されるようなものを含む、本発明の例示的な実施形態および用途が説明されたが、本発明が、例示的な実施形態および用途に、または例示的な実施形態および用途が動作する、もしくはそれらが本明細書において説明された方法に、限定されるという意図は存在しない。実際に、当業者に明らかなように、例示的な実施形態に対する多くの変形および変更が可能である。方法は、結果のデバイス、システム、または方法が、本特許出願またはいずれかの関連特許出願に基づいた、特許局によって許可される、請求項のうちの1つの範囲内に包含される限り、任意のデバイス、構造、方法、または機能性を含み得る。 Although exemplary embodiments and uses of the invention have been described herein, including those described above and shown in the exemplary diagrams included, the present invention is an exemplary embodiment. There is no intent that the embodiments and uses work, or that exemplary embodiments and uses work, or that they are limited to the methods described herein. In fact, many modifications and modifications to the exemplary embodiments are possible, as will be apparent to those skilled in the art. The method is optional as long as the resulting device, system, or method is within the scope of one of the claims, as permitted by the Patent Office, based on this patent application or any related patent application. Can include devices, structures, methods, or functionality of.
Claims (23)
試料チャンバに向けて電磁放射のシートを放出するように構成された光源を備え、該シートは平面を画定し、該チャンバは、該コロイド粒子を保持し、該シートの一部が該コロイド粒子によって散乱することを可能にするように構成され、
該システムは、該シートの該散乱された一部を観測するために該平面からオフセットされた位置に設けられたセンサを備え、該センサは、該電磁放射を検出するように適合され、
該システムはさらに、該センサに接続されたプロセッサを備え、該プロセッサは、
a.該光源をアクティブ化する工程と、
b.該センサから画像を獲得する工程であって、該画像はピクセルの配列によって構成され、各ピクセルには該ピクセルの位置で検出された該電磁放射の強度を表す強度レベルが割り当てられる工程と、
c.時間間隔をあけて工程(b)を繰り返す工程と、
d.工程(b)において獲得された各画像ごとに、該画像内の該ピクセルの該強度レベルを合計することで総画像強度レベルを決定する工程と、
e.工程(d)において決定された各画像ごとの該総画像強度レベルを正規化する工程と、
f.工程(e)の該正規化された値に適合する式を計算する工程と、
g.工程(f)の該式の勾配を計算する工程と
を実行するように構成される、システム。 A system for determining the growth / decomposition rate of colloidal particles.
It comprises a light source configured to emit a sheet of electromagnetic radiation towards the sample chamber, the sheet defining a plane, the chamber holding the colloidal particles, and a portion of the sheet by the colloidal particles. Configured to allow scattering,
The system comprises a sensor provided at a position offset from the plane to observe the scattered portion of the sheet , the sensor being adapted to detect the electromagnetic radiation.
The system further comprises a processor connected to the sensor, which is a processor.
a. The process of activating the light source and
b. A step of acquiring an image from the sensor , wherein the image is composed of an array of pixels, and each pixel is assigned an intensity level representing the intensity of the electromagnetic radiation detected at the position of the pixel .
c. A step of repeating step (b) at intervals of time, and a step of repeating step (b).
d. For each image acquired in step (b), a step of determining the total image intensity level by summing the intensity levels of the pixels in the image.
e. A step of normalizing the total image intensity level for each image determined in step (d), and
f. In step (e), the step of calculating an equation that fits the normalized value, and
g. A system configured to perform the steps of calculating the gradient of the equation in step (f).
測定窓を設定する工程と、
該測定窓に到達するまで、工程(c)を繰り返す工程と
を実行するようにさらに構成される、請求項1に記載のシステム。 The processor
The process of setting the measurement window and
The system according to claim 1, further configured to perform a step of repeating step (c) until the measurement window is reached.
実質的に第1の波長において電磁放射の第1のビームを放出するように構成された第1の光源と、
実質的に第2の波長において電磁放射の第2のビームを放出するように構成された第2の光源と、を備え、
該第1および第2のビームは結合されて結合されたシートになり、該結合されたシートは、試料チャンバに向かわされ、該シートは平面を画定し、該チャンバは、該コロイド粒子を保持し、該結合されたシートの一部が該コロイド粒子によって散乱することを可能にするように構成され、
該システムは、該結合されたシートの該散乱された一部を観測するために該平面からオフセットされた位置に設けられた第1のセンサおよび第2のセンサを備え、該第1のセンサは、実質的に該第1の波長において電磁放射を検出するようにバイアスがかけられ、該第2のセンサは、実質的に該第2の波長において電磁放射を検出するようにバイアスがかけられ、
該システムはさらに、該第1および第2のセンサに接続されたプロセッサを備え、該プロセッサは、
a.該第1および第2の光源をアクティブ化する工程と、
b.該第1および第2のセンサから画像を獲得する工程であって、該画像はピクセルの配列によって構成され、各ピクセルには該ピクセルの位置で検出された該電磁放射の強度を表す強度レベルが割り当てられる工程と、
c.時間間隔をあけて工程(b)を繰り返す工程と、
d.工程(b)において獲得された各画像ごとに、該画像内の該ピクセルの該強度レベルを合計することで総画像強度レベルを決定する工程と、
e.工程(d)において決定された各画像ごとの該総画像強度レベルを正規化する工程と、
f.工程(e)の該正規化された値に適合する式を計算する工程と、
g.工程(f)の該式の勾配を計算する工程と
を実行するように構成される、システム。 A system for determining the growth / decomposition rate of colloidal particles.
A first light source configured to emit a first beam of electromagnetic radiation at substantially the first wavelength, and
A second light source configured to emit a second beam of electromagnetic radiation at substantially a second wavelength.
The first and second beams are combined into a combined sheet , the combined sheet is directed to the sample chamber, the sheet defines a plane, and the chamber holds the colloidal particles. , A portion of the bonded sheet is configured to allow it to be scattered by the colloidal particles.
The system comprises a first sensor and a second sensor provided in a position offset from the plane in order to observe a portion of disturbed diverging the sheets the coupling, the sensor of said first , Substantially biased to detect electromagnetic radiation at the first wavelength, and the second sensor biased to substantially detect electromagnetic radiation at the second wavelength.
The system further comprises a processor connected to the first and second sensors.
a. The step of activating the first and second light sources and
b. In the step of acquiring an image from the first and second sensors , the image is composed of an array of pixels, and each pixel has an intensity level representing the intensity of the electromagnetic radiation detected at the position of the pixel. The assigned process and
c. A step of repeating step (b) at intervals of time, and a step of repeating step (b).
d. For each image acquired in step (b), a step of determining the total image intensity level by summing the intensity levels of the pixels in the image.
e. A step of normalizing the total image intensity level for each image determined in step (d), and
f. In step (e), the step of calculating an equation that fits the normalized value, and
g. A system configured to perform the steps of calculating the gradient of the equation in step (f).
測定窓を設定する工程と、
該測定窓に到達するまで、工程(c)を繰り返す工程と
を実行するようにさらに構成される、請求項9に記載のシステム。 The processor
The process of setting the measurement window and
The system according to claim 9, further configured to perform a step of repeating step (c) until the measurement window is reached.
前記結合されたシートの前記散乱された一部は、実質的に前記第3の波長において電磁放射を検出するようにバイアスがかけられた第3のセンサにさらに向かわされ、
前記プロセッサは、該第3のセンサに接続され、工程(b)は、該第3のセンサから画像を獲得する工程をさらに含む、請求項9に記載のシステム。 It further comprises a third light source configured to emit a third beam of electromagnetic radiation at substantially a third wavelength, the third beam being coupled to the coupled sheet.
The scattered portion of the bonded sheet is further directed to a third sensor that is biased to detect electromagnetic radiation at substantially said third wavelength.
The system of claim 9, wherein the processor is connected to the third sensor, and step (b) further comprises the step of acquiring an image from the third sensor.
最大画像強度レベルを設定する工程と、
前記総画像強度レベルが該最大強度レベルを超過した場合、前記センサの露光時間を調整する工程と
を実行するようにさらに構成される、請求項9に記載のシステム。 The processor
The process of setting the maximum image intensity level and
9. The system of claim 9, further configured to perform a step of adjusting the exposure time of the sensor when the total image intensity level exceeds the maximum intensity level.
a.試料チャンバに向けて電磁放射のシートを放出するように構成された光源を提供する工程であって、該シートは平面を画定し、該チャンバは、該コロイド粒子を保持し、該シートの一部が該コロイド粒子によって散乱することを可能にするように構成され、該シートの該散乱された一部は、該平面からオフセットされた位置に設けられたセンサに向かわされ、該センサは、該電磁放射を検出するように適合される、工程と、
b.該光源をアクティブ化する工程と、
c.該センサから画像を獲得する工程であって、該画像はピクセルの配列によって構成され、各ピクセルには該ピクセルの位置で検出された該電磁放射の強度を表す強度レベルが割り当てられる工程と、
d.時間間隔をあけて工程(c)を繰り返す工程と、
e.工程(c)において獲得された各画像ごとに、該画像内の該ピクセルの該強度レベルを合計することで総画像強度レベルを決定する工程と、
f.工程(e)において決定された各画像ごとの該総画像強度レベルを正規化する工程と、
g.工程(f)の該正規化された値に適合する式を計算する工程と、
h.工程(g)の該式の勾配を計算する工程と
を含む、方法。 A method for determining the growth / decomposition rate of colloidal particles.
a. A step of providing a light source configured to emit a sheet of electromagnetic radiation towards a sample chamber, the sheet defining a plane, the chamber holding the colloidal particles and a portion of the sheet . Is configured to allow it to be scattered by the colloidal particles, the scattered portion of the sheet is directed to a sensor located at a position offset from the plane , the sensor being the electromagnetic. Processes and processes that are adapted to detect radiation,
b. The process of activating the light source and
c. A step of acquiring an image from the sensor , wherein the image is composed of an array of pixels, and each pixel is assigned an intensity level representing the intensity of the electromagnetic radiation detected at the position of the pixel .
d. A step of repeating step (c) with a time interval and a step of repeating step (c).
e. For each image acquired in step (c), a step of determining the total image intensity level by summing the intensity levels of the pixels in the image.
f. A step of normalizing the total image intensity level for each image determined in the step (e), and
g. In step (f), the step of calculating an equation that fits the normalized value, and
h. A method comprising the step of calculating the gradient of the equation in step (g).
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