WO2012022885A1 - Method for determining physical characteristics of nanoparticles or agglomerates of nanoparticles, and device for implementing such a method - Google Patents

Method for determining physical characteristics of nanoparticles or agglomerates of nanoparticles, and device for implementing such a method Download PDF

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WO2012022885A1
WO2012022885A1 PCT/FR2011/051788 FR2011051788W WO2012022885A1 WO 2012022885 A1 WO2012022885 A1 WO 2012022885A1 FR 2011051788 W FR2011051788 W FR 2011051788W WO 2012022885 A1 WO2012022885 A1 WO 2012022885A1
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WO
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magnetic
nanoparticles
magnetization
excitation
physical characteristics
Prior art date
Application number
PCT/FR2011/051788
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Inventor
Christophe Dolabdjian
Sébastien SAEZ
Matthieu Denoual
David Menard
Paul Boyer
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Universite De Caen
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/12Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/12Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids
    • G01R33/1269Measuring magnetic properties of articles or specimens of solids or fluids of molecules labeled with magnetic beads

Definitions

  • a method for determining physical characteristics of nanoparticles or agglomerates of nanoparticles and a device for carrying out such a method.
  • the present invention relates to a method for determining physical characteristics of nanoparticles or agglomerates of nanoparticles, and to a device for implementing such a method.
  • the object of the present invention is to determine the physical characteristics of nanoparticles or agglomerates of nanoparticles in a precise and less expensive manner than the known techniques.
  • the invention relates to a method for determining physical characteristics of nanoparticles or agglomerates of nanoparticles, comprising the following steps:
  • a device comprising an excitation means for generating a magnetic excitation H in a test space at a plurality of pulses ac, index i, and a magnetic sensor for measuring a magnetic field B in said test space,
  • determining optimum physical characteristics adapted to minimize for said plurality of pulses des, differences between the Fourier transform of the measured magnetic magnetization M m (û) i) and a Fourier transform of a calculated magnetic magnetization M (co) ), the calculated magnetic magnetization M being obtained for nanoparticles subjected to the same magnetic excitation H and depending on the physical characteristics of the nanoparticles.
  • the physical characteristics of the nanoparticles are determined by a large number of measurements, so that such a determination is very precise.
  • the magnetic sensor used to make the magnetic field measurements is inexpensive. The process is complex to implement and inexpensive.
  • the calculated magnetic magnetization M is obtained by solving a differential equation of the first order of the type:
  • - t is the time
  • - ⁇ is a magnetic relaxation time
  • M e f (H) nanoparticles
  • the calculated magnetic magnetization M is obtained by solving a differential equation of the second order of the type:
  • M e f (H) nanoparticles
  • the magnetic equilibrium magnetization M e is defined by:
  • V is a volume of the nanoparticles
  • - T is a temperature of the nanoparticles
  • M e ⁇ . ⁇ , where ⁇ is called the magnetic susceptibility of the nanoparticles;
  • M (0) I / H 0 , where H 0 is an amplitude of the magnetic excitation H, such that H (t) H 0 .sin (cot), and
  • the magnetic relaxation time ⁇ is equal to l / co c , co c being a frequency of cut-off frequency for which
  • the magnetic equilibrium magnetization M e is defined by:
  • - V is the volume of the nanoparticles
  • - T is the temperature of the nanoparticles
  • the physical characteristics of the nanoparticles are chosen from magnetic susceptibility, magnetic permeability, saturation magnetic magnetization, magnetic hysteresis, magnetic relaxation time, volume, concentration, mass and size of the nanoparticles.
  • the invention also relates to a device for determining physical characteristics of nanoparticles or agglomerates of nanoparticles, comprising:
  • an excitation means adapted to generate a magnetic excitation H in a test space of the device at a plurality of pulses ca, of index i,
  • a magnetic sensor adapted to measure a magnetic field B in the test space
  • determining optimum physical characteristics adapted to minimize for said plurality of pulses des, differences between the Fourier transform of the measured magnetic magnetization M m (a> i) and a Fourier transform of a calculated magnetic magnetization M (co) ), the calculated magnetic magnetization M being obtained for nanoparticles subjected to the same magnetic excitation H and depending on the physical characteristics of the nanoparticles.
  • the device further comprises a processing means connected to the excitation means for driving the magnetic excitation H in the test space and connected to the magnetic sensor, said processing means implementing the steps for determining the optimum physical characteristics; nanoparticles;
  • the excitation means comprises Helmholtz coils comprising at least two circular coaxial coils distant from each other by a predetermined distance in a longitudinal direction, the test space consisting of a volume situated between said two coils;
  • the excitation means generates the magnetic excitation H in a first direction and the magnetic sensor measures the magnetic field B in a second direction substantially perpendicular to the first direction;
  • the physical characteristics of the nanoparticles are chosen from magnetic susceptibility, magnetic permeability, saturation magnetic magnetization, magnetic hysteresis, magnetic relaxation time, volume, concentration, mass and size of the nanoparticles.
  • FIG. 1 is a schematic view of a device according to the invention
  • FIG. 2 is an example of a frequency curve obtained with the device of FIG. 1 and making it possible to determine the physical characteristics of nanoparticles
  • FIGS. 3a and 3b show configurations of placement of a magnetic sensor with respect to a sample volume of the device of FIG. 1,
  • FIG. 4 is an example of determination of nanoparticle concentrations of a sample volume of FIG. 3a or FIG. 3b.
  • FIG. 1 a device 1 for determining physical characteristics of nanoparticles or agglomerates of magnetic nanoparticles is shown.
  • the nanoparticles are assemblies of atoms of which at least one of its dimensions is of nanometric size, that is to say less than 1000 nm, and preferably less than 100 nm. These nanoparticles can be agglomerated into larger assemblies. In the remainder of this description, reference would be made to only nanoparticles for simplicity of writing, but agglomerates of nanoparticles can also be used. These nanoparticles can also be functionalized, that is to say chemical compounds can be linked to these nanoparticles to associate a chemical function nanoparticles.
  • This device 1 comprises:
  • a magnetic sensor 4 adapted to measure a magnetic field B in the test space 3
  • a processing means 5 connected to the excitation means 2 for driving the magnetic excitation H in the test space 3 and connected to the magnetic sensor 4 to obtain magnetic field measurements from said magnetic sensor.
  • the excitation means 2 is adapted to generate a substantially homogeneous magnetic excitation H in the test space 3.
  • the excitation means 2 comprises Helmholtz coils: At least two coaxial coaxial coils 2a, 2b which are spaced from each other by a predetermined distance along a longitudinal direction X are These coils are known to generate a substantially constant and homogeneous magnetic field in the longitudinal direction X between the two coils 2a and 2b.
  • the test space 3 then consists substantially of the volume located between said two coils 2a, 2b.
  • the excitation means 2 thus generates a magnetic excitation H substantially collinear with the longitudinal direction X.
  • the excitation means 2 comprises a single coil around the test space 3, of cylindrical or non-cylindrical shape.
  • the magnetic excitation H is any or produced by a broadband signal.
  • the equipment used sensors, wave generators, etc. is inexpensive.
  • the magnetic sensor 4 or magnetometer can be of any type, in particular based on a Hall effect cell, a magnetoresistance GMR (for "Giant Magnetoresistance”), a magneto-impedance GMI (for "Giant Magneto- Impedance "), or other.
  • This magnetic sensor 4 has a high sensitivity to the magnetic field.
  • the magnetic sensor 4 thus measures a magnetic field B resulting from the magnetic excitation H of the excitation means 2, but also magnetic excitation of the magnetic nanoparticles when they are present in the test space 3.
  • the field Magnetic B measured is then the sum of a first contribution of the magnetic excitation H generated by the excitation means 2 and a second contribution of the magnetic excitation generated by the magnetic nanoparticles.
  • the magnetic excitation generated by the magnetic nanoparticles is a resultant or sum of contributions of each elementary magnetic particle of the test space.
  • the magnetic sensor 4 therefore only measures an overall value, a kind of spatial average on the volume of the magnetic particles.
  • the magnetic sensor 4 is oriented so that it measures a magnetic field B substantially perpendicular to the longitudinal direction X, that is to say in a direction substantially transverse to the longitudinal direction X.
  • the contribution of the magnetic excitation H of the excitation means 2 in the magnetic field B measured by the magnetic sensor 4 is smaller (the magnetic sensor seeing only slightly the direct magnetic field B 0 ), and the sensitivity of the process is increased.
  • the nanoparticles are contained in a sample volume 6 which may be a container, a capsule or any other container adapted to contain said nanoparticles, such as biological samples.
  • the nanoparticles are, for example, dissolved in a liquid that fills said volume of sample 6.
  • this volume of sample 6 is placed substantially in the center of the excitation means 2, so that the magnetic excitation H in the sample volume 6 included in the test space 3 is as homogeneous as possible.
  • the sample volume 6 generates or induces a magnetic field represented by the field lines 7 in FIG.
  • the magnetic sensor 4 is advantageously placed or positioned in the test space 3 so as to have its sensitivity direction tangent to a field line 7 of the magnetic field generated by the sample volume 6.
  • the magnetic sensor 4 can be oriented with a sensitivity direction perpendicular to the longitudinal direction X and tangential to a field line 7 of the magnetic field generated by the sample volume 6.
  • a magnetic field B 0 is measured in the absence of nanoparticles in the test space 3;
  • M m ( ⁇ - ⁇ 0 ) / ⁇ 0 (where D ⁇ is the magnetic permeability of the void,
  • ⁇ 0 4 ⁇ . 10 "7 kg, m, A " 2 . s "2 and
  • the optimal physical characteristics of the nanoparticles are determined by minimizing, for the plurality of pulsations ⁇ , differences between the measured magnetic magnetization M m and a calculated magnetic magnetization M.
  • the comparison is made in the frequency domain, and it is calculated the differences between a Fourier transform of the measured magnetic magnetization M m (a> i) and a Fourier transform of a calculated magnetic magnetization M (coi).
  • the magnetic magnetization measured Mm corresponds to a mean spatial value induced by a large number of nanoparticles present within the sample. Considering that magnetizations perpendicular to the direction of the applied magnetic excitation H cancel out on average, the measured magnetic magnetization can be treated as a scalar component.
  • the calculated magnetic magnetization M is calculated for the same magnetic excitation H of the excitation means 2. In addition, it depends or is a function of the physical characteristics of the nanoparticles. Thus, it is possible to determine said optimum physical characteristics.
  • the magnetic sensor 4 is optionally a multiaxis sensor measuring a magnetic field B along several axes. Alternatively, it is composed of a plurality of single-axis sensors.
  • Equation (1) is vector.
  • the measured magnetic magnetization Mm and the calculated magnetic magnetization M are vectors, as well as their Fourier transforms.
  • the calculated magnetic magnetization M can be obtained or calculated by solving a first-order equation of the type:
  • M (t) is the calculated magnetic magnetization
  • M e f (H) nanoparticles.
  • This magnetization function f (H) can be modeled using physical characteristic quantities, which represent the magnetic behavior of the nanoparticles. These physical characteristics are, for example, magnetic characteristics of these nanoparticles such as susceptibility, permeability, saturation magnetization, hysteresis, relaxation time, but also physical characteristics in general, such as the volume, concentration, mass, size of nanoparticles. Examples of determination of these physical characteristics of the nanoparticles will be given in the course of the description below.
  • the magnetic equilibrium magnetization M e of the nanoparticles can be defined by:
  • is a constant called the magnetic susceptibility of nanoparticles.
  • the magnetic equilibrium magnetization M e of the nanoparticles is a linear function.
  • the use of such a magnetic equilibrium magnetization M e is sufficiently accurate in a field in which the magnetic excitation H is of low amplitude H 0 , such that the magnetic nanoparticles are not magnetically saturated.
  • the magnetic equilibrium magnetization M e of the nanoparticles can be defined by
  • V is a volume of the nanoparticles
  • - T is a temperature of the nanoparticles
  • the magnetic equilibrium magnetization M e is again a linear function.
  • the magnetic equilibrium magnetization M e depends on the physical characteristics of the nanoparticles.
  • the calculated magnetic magnetization M (t) solution of equation (2) also depends on these same physical characteristics of the nanoparticles.
  • the Fourier transform M (co) of the magnetic magnetization M (t) makes it possible to obtain a frequency curve magnetic magnetization.
  • This Fourier transform M (co) of the magnetic magnetization depends on the pulsation ⁇ and also on the physical characteristics of the nanoparticles.
  • the Fourier transform M (co) of the magnetic magnetization approximately modulates the following value:
  • Figure 2 is a schematic logarithmic representation of the pulse co.
  • Such a method uses the module of the Fourier transform of the magnetic magnetization M (co) for two pulsations; the zero pulse C0o and the cutoff pulse co c . This process is simple to implement.
  • is a standard mathematical operator, whose operator modulates a complex number is an example, and
  • the method is then advantageously implemented by a processing means 5 which has a computing and memory unit for performing such a digital resolution.
  • equation (2) can be solved numerically by a numerical method as explained above.
  • the calculated magnetic magnetization M can be obtained or calculated by solving an equation (10) of the second order of the type: (10)
  • is a characteristic pulsation
  • is a damping coefficient
  • T is the time.
  • Such a damping coefficient ⁇ is related to an energy dissipation by the magnetic nanoparticles during the course of cycles of the hysteresis of the magnetization function f (H) of the magnetic nanoparticles.
  • the area of the hysteresis of this magnetization function is related to the amount of energy dissipated.
  • This hysteresis of the material of the magnetic nanoparticles comes for example from displacements or modifications of magnetic domains of the material which heat the material, and cause losses.
  • the calculated magnetic magnetization M can be obtained or calculated by solving any differential equation, having parameters that are functions of the physical characteristics of the nanoparticles.
  • the model of calculated magnetic magnetization M of the nanoparticles depends on the physical characteristics of the nanoparticles, so that it is possible to determine the optimal physical characteristics.
  • FIG. 4 is a curve showing the magnetization M as a function of the concentration C in nanoparticles.
  • the points 10 represent samples having different nanoparticle concentrations.
  • V is the volume of the nanoparticles, as can be determined by the process described above and equations (4) or (5),
  • V e is the volume of the sample volume 6, known a priori.
  • the line 11 is an approximation of the evolution of the magnetization as a function of the concentration of nanoparticles. This evolution is substantially linear and proportional.
  • Knowing the density of the nanoparticles one can also determine the mass of nanoparticles in the sample 6.
  • the method and device according to the invention can have many applications.
  • a drug or drug compound is chemically grafted to magnetic nanoparticles, so that determining the concentration of magnetic nanoparticles is equivalent to determining the concentration of nanoparticles. drug of the solution.
  • a polymer is chemically grafted to magnetic nanoparticles.
  • the polymer chains rigidly connect to each other the Magnetic nanoparticles and measured magnetic relaxation times change. Thanks to this measurement of the evolution of the relaxation time of the nanoparticles, it is possible to follow the evolution of the polymerization of the polymer.

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Abstract

The invention relates to a method for determining physical characteristics of nanoparticles or agglomerates of nanoparticles, including the following steps: providing a device (1) including an excitation means (2) for generating a magnetic excitation H in a test space (3) at a plurality of pulses ω1, of index i, and a magnetic sensor (4) for measuring a magnetic field B in said test space (3); measuring a vacuum magnetic field B0 in the absence of nanoparticles in the test space, and a test magnetic field B1 in the presence of nanoparticles; deducing a measured magnetic magnetization Mm by Mm = (Β10) /μ0; determining optimum physical characteristics suitable for minimizing, for the plurality of pulses ωi, differences between the Fourier transform of the measured magnetic magnetization of formula (I) and a Fourier transform of the calculated magnetic magnetization of formula (II).

Description

Procédé pour déterminer des caractéristiques physiques de nanoparticules ou d' agglomérats de nanoparticules , et dispositif pour mettre en œuvre un tel procédé. La présente invention est relative à un procédé pour déterminer des caractéristiques physiques de nanoparticules ou d'agglomérats de nanoparticules, et à un dispositif pour mettre en œuvre un tel procédé.  A method for determining physical characteristics of nanoparticles or agglomerates of nanoparticles, and a device for carrying out such a method. The present invention relates to a method for determining physical characteristics of nanoparticles or agglomerates of nanoparticles, and to a device for implementing such a method.
Des procédés et dispositifs, tels que la magnétorelaxation, les magnétomètres dits « Fluxgate » ou les magnétomètres dits « SQUID » permettent de mesurer des caractéristiques magnétiques de nanoparticules.  Methods and devices, such as magnetoresponse, so-called fluxgate magnetometers or so-called "SQUID" magnetometers make it possible to measure magnetic characteristics of nanoparticles.
Cependant de tels dispositifs ont des capteurs magnétiques de grande dimension et de faible résolution spatiale. En outre, les magnétomètres « SQUID » utilisent un moyen cryogénique. Ces dispositifs sont donc complexes et très coûteux.  However, such devices have magnetic sensors of large size and low spatial resolution. In addition, "SQUID" magnetometers use cryogenic means. These devices are therefore complex and very expensive.
La présente invention a pour but de déterminer des caractéristiques physiques de nanoparticules ou d'agglomérats de nanoparticules de manière précise et moins coûteuse que les techniques connues.  The object of the present invention is to determine the physical characteristics of nanoparticles or agglomerates of nanoparticles in a precise and less expensive manner than the known techniques.
Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé pour déterminer des caractéristiques physiques de nanoparticules ou d'agglomérats de nanoparticules, comprenant les étapes suivantes :  More particularly, the invention relates to a method for determining physical characteristics of nanoparticles or agglomerates of nanoparticles, comprising the following steps:
- fournir un dispositif comprenant un moyen d'excitation pour générer une excitation magnétique H dans un espace de test à une pluralité de pulsations ca, d'indice i, et un capteur magnétique pour mesurer un champ magnétique B dans ledit espace de test,  providing a device comprising an excitation means for generating a magnetic excitation H in a test space at a plurality of pulses ac, index i, and a magnetic sensor for measuring a magnetic field B in said test space,
- mesurer à l'aide dudit capteur magnétique pour ladite pluralité de pulsations ca, un champ magnétique à vide B0 en l'absence de nanoparticules dans l'espace de test, et un champ magnétique de test Bi en présence de nanoparticules dans l'espace de test, measuring with said magnetic sensor for said plurality of AC pulses, a vacuum magnetic field B 0 in the absence of nanoparticles in the test space, and a magnetic test field Bi in the presence of nanoparticles in the test space,
- déduire une aimantation magnétique mesurée Mm des nanoparticules par : - deduce a measured magnetic magnetization M m from nanoparticles by:
Mm = (Bi-Bo) /μ0 M m = (Bi-Bo) / μ 0
μο étant la perméabilité magnétique du vide,  μο being the magnetic permeability of the void,
- déterminer des caractéristiques physiques optimales adaptées pour minimiser pour ladite pluralité de pulsations ω , des écarts entre la transformée de Fourier de l'aimantation magnétique mesurée Mm(û)i ) et une transformée de Fourier d'une aimantation magnétique calculée M( coi ) , l'aimantation magnétique calculée M étant obtenue pour des nanoparticules soumises à une même excitation magnétique H et dépendant des caractéristiques physiques des nanoparticules . determining optimum physical characteristics adapted to minimize for said plurality of pulses des, differences between the Fourier transform of the measured magnetic magnetization M m (û) i) and a Fourier transform of a calculated magnetic magnetization M (co) ), the calculated magnetic magnetization M being obtained for nanoparticles subjected to the same magnetic excitation H and depending on the physical characteristics of the nanoparticles.
Grâce à ces dispositions, les caractéristiques physiques des nanoparticules sont déterminées par un grand nombre de mesures, de sorte qu'une telle détermination est très précise. En outre, le capteur magnétique utilisé pour faire les mesures de champ magnétique est peu coûteux. Le procédé est peut complexe à mettre en œuvre et est peu coûteux .  Thanks to these provisions, the physical characteristics of the nanoparticles are determined by a large number of measurements, so that such a determination is very precise. In addition, the magnetic sensor used to make the magnetic field measurements is inexpensive. The process is complex to implement and inexpensive.
Dans divers modes de réalisation du procédé selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :  In various embodiments of the method according to the invention, one or more of the following provisions may also be used:
- l'aimantation magnétique calculée M est obtenue en résolvant une équation différentielle, ladite équation différentielle étant fonction de paramètres et d'une aimantation magnétique d'équilibre Me définie par une fonction d'aimantation Me = f (H) des nanoparticules, lesdits paramètres et ladite fonction magnétique d'équilibre Me étant fonction des caractéristiques physiques des nanoparticules ; the calculated magnetic magnetization M is obtained by solving a differential equation, said differential equation being a function of parameters and of a magnetic equilibrium magnetization M e defined by a magnetization function M e = f (H) of the nanoparticles, said parameters and said magnetic equilibrium function M e being a function of the physical characteristics of the nanoparticles;
- l'aimantation magnétique calculée M est obtenue en résolvant une équation différentielle du premier ordre du type :  the calculated magnetic magnetization M is obtained by solving a differential equation of the first order of the type:
3 (t) 1 , , x 3 (t) 1 ,, x
—^ = - - (M(t) - Me) - ^ = - - (M (t) - M e )
et τ  and τ
où : or :
- t est le temps, - τ est un temps de relaxation magnétique, - t is the time, - τ is a magnetic relaxation time,
- Me est l'aimantation magnétique d'équilibre, défini par une fonction d'aimantation Me = f (H) des nanoparticules ; - M e is the magnetic equilibrium magnetization, defined by a magnetization function M e = f (H) nanoparticles;
- l'aimantation magnétique calculée M est obtenue en résolvant une équation différentielle du deuxième ordre du type :
Figure imgf000005_0001
the calculated magnetic magnetization M is obtained by solving a differential equation of the second order of the type:
Figure imgf000005_0001
où : or :
- t est le temps,  - t is the time,
- Oo est une pulsation caractéristique,  - Oo is a characteristic pulsation,
- λ est un coefficient d'amortissement,  - λ is a damping coefficient,
- Me est l'aimantation magnétique d'équilibre, définie par une fonction d'aimantation Me = f (H) des nanoparticules ; - M e is the equilibrium magnetic magnetization, defined by a magnetization function M e = f (H) nanoparticles;
- l'aimantation magnétique d'équilibre Me est définie par :
Figure imgf000005_0002
the magnetic equilibrium magnetization M e is defined by:
Figure imgf000005_0002
ou : or :
- Ms est un moment magnétique par unité de volume , - M s is a magnetic moment per unit volume,
- V est un volume des nanoparticules,  V is a volume of the nanoparticles,
- kB est la constante de Boltzmann, - k B is Boltzmann's constant,
- T est une température des nanoparticules,  - T is a temperature of the nanoparticles,
- L est la fonction de Langevin définie pour tout x par L (x) = coth(x)-l/x ;  - L is the Langevin function defined for all x by L (x) = coth (x) -l / x;
- l'aimantation magnétique d'équilibre Me est linéaire et définie par Me = χ.Η, où χ est appelé la susceptibilité magnétique des nanoparticules ; the magnetic equilibrium magnetization M e is linear and defined by M e = χ.Η, where χ is called the magnetic susceptibility of the nanoparticles;
- la susceptibilité magnétique χ est déterminée par χ = |M(0) I /H0, où H0 est une amplitude de l'excitation magnétique H, tel que H(t) = H0.sin(cot), et the magnetic susceptibility χ is determined by χ = | M (0) I / H 0 , where H 0 is an amplitude of the magnetic excitation H, such that H (t) = H 0 .sin (cot), and
- le temps de relaxation magnétique τ est égal l/coc, coc étant une pulsation fréquentielle de coupure pour laquelle | (Ω Α )| = | (Ο)| / Λ/2 avec | . | opérateur module d'un nombre complexe ; the magnetic relaxation time τ is equal to l / co c , co c being a frequency of cut-off frequency for which | ( Ω Α ) | = | (Ο) | / Λ / 2 with | . | module operator of a complex number;
- l'aimantation magnétique d'équilibre Me est définie par : the magnetic equilibrium magnetization M e is defined by:
Me = χ.Η = μ° s .H M e = χ.Η = μ ° s .H
3 «kg.T 3 «k g .T
où : or :
- χ est la susceptibilité magnétique des nanoparticules ,  - χ is the magnetic susceptibility of the nanoparticles,
- Ms est le moment magnétique par unité de volume des nanoparticules, - M s is the magnetic moment per unit volume of the nanoparticles,
- V est le volume des nanoparticules,  - V is the volume of the nanoparticles,
- kB est la constante de Boltzmann, - k B is Boltzmann's constant,
- T est la température des nanoparticules ;  - T is the temperature of the nanoparticles;
- l'aimantation magnétique calculée M est égale à :
Figure imgf000006_0001
the calculated magnetic magnetization M is equal to:
Figure imgf000006_0001
or
- Ho est une amplitude de l'excitation magnétique H, tel que H(t) = H0.sin(cot) ; Ho is an amplitude of the magnetic excitation H, such that H (t) = H 0 .sin (cot);
- les caractéristiques physiques des nanoparticules sont choisies parmi la susceptibilité magnétique, la perméabilité magnétique, l'aimantation magnétique à saturation, l'hystérésis magnétique, le temps de relaxation magnétique, le volume, la concentration, la masse et la taille des nanoparticules. the physical characteristics of the nanoparticles are chosen from magnetic susceptibility, magnetic permeability, saturation magnetic magnetization, magnetic hysteresis, magnetic relaxation time, volume, concentration, mass and size of the nanoparticles.
L' invention se rapporte également à un dispositif pour déterminer des caractéristiques physiques de nanoparticules ou d'agglomérats de nanoparticules, comprenant :  The invention also relates to a device for determining physical characteristics of nanoparticles or agglomerates of nanoparticles, comprising:
- un moyen d'excitation adapté pour générer une excitation magnétique H dans un espace de test du dispositif à une pluralité de pulsations ca, d'indice i, an excitation means adapted to generate a magnetic excitation H in a test space of the device at a plurality of pulses ca, of index i,
- un capteur magnétique adapté pour mesurer un champ magnétique B dans l'espace de test, et a magnetic sensor adapted to measure a magnetic field B in the test space, and
dans lequel on réalise les étapes suivantes : - mesurer à l'aide dudit capteur magnétique pour ladite pluralité de pulsations ω±, un champ magnétique à vide B0 en l'absence de nanoparticules dans l'espace de test et un champ magnétique de test Bi en présence de nanoparticules dans l'espace de test, in which the following steps are carried out: measuring with said magnetic sensor for said plurality of pulses ω ± , a vacuum magnetic field B 0 in the absence of nanoparticles in the test space and a magnetic field of test Bi in the presence of nanoparticles in the test space,
- déduire une aimantation magnétique mesurée Mm des nanoparticules par : - deduce a measured magnetic magnetization M m of the nanoparticles by:
Mm = (Βι-Βο) /μο M m = (Βι-Βο) / μο
μο étant la perméabilité magnétique du vide,  μο being the magnetic permeability of the void,
- déterminer des caractéristiques physiques optimales adaptées pour minimiser pour ladite pluralité de pulsations ω , des écarts entre la transformée de Fourier de l'aimantation magnétique mesurée Mm(a>i) et une transformée de Fourier d'une aimantation magnétique calculée M(coi), l'aimantation magnétique calculée M étant obtenue pour des nanoparticules soumises à une même excitation magnétique H et dépendant des caractéristiques physiques des nanoparticules . determining optimum physical characteristics adapted to minimize for said plurality of pulses des, differences between the Fourier transform of the measured magnetic magnetization M m (a> i) and a Fourier transform of a calculated magnetic magnetization M (co) ), the calculated magnetic magnetization M being obtained for nanoparticles subjected to the same magnetic excitation H and depending on the physical characteristics of the nanoparticles.
Dans divers modes de réalisation du dispositif selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :  In various embodiments of the device according to the invention, one or more of the following provisions may also be used:
- le dispositif comprend en outre un moyen de traitement connecté au moyen d'excitation pour piloter l'excitation magnétique H dans l'espace de test et connecté au capteur magnétique, ledit moyen de traitement mettant en œuvre les étapes pour déterminer les caractéristiques physiques optimales des nanoparticules ;  the device further comprises a processing means connected to the excitation means for driving the magnetic excitation H in the test space and connected to the magnetic sensor, said processing means implementing the steps for determining the optimum physical characteristics; nanoparticles;
- le moyen d'excitation comprend des bobines de Helmholtz comprenant au moins deux bobines circulaires coaxiales et distantes l'une de l'autre d'une distance prédéterminée dans une direction longitudinale, l'espace de test étant constitué d'un volume situé entre lesdites deux bobines ;  the excitation means comprises Helmholtz coils comprising at least two circular coaxial coils distant from each other by a predetermined distance in a longitudinal direction, the test space consisting of a volume situated between said two coils;
- le moyen d'excitation génère l'excitation magnétique H dans une première direction et le capteur magnétique mesure le champ magnétique B dans une deuxième direction sensiblement perpendiculaire à la première direction ; the excitation means generates the magnetic excitation H in a first direction and the magnetic sensor measures the magnetic field B in a second direction substantially perpendicular to the first direction;
- les caractéristiques physiques des nanoparticules sont choisies parmi la susceptibilité magnétique, la perméabilité magnétique, l'aimantation magnétique à saturation, l'hystérésis magnétique, le temps de relaxation magnétique, le volume, la concentration, la masse et la taille des nanoparticules.  the physical characteristics of the nanoparticles are chosen from magnetic susceptibility, magnetic permeability, saturation magnetic magnetization, magnetic hysteresis, magnetic relaxation time, volume, concentration, mass and size of the nanoparticles.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints.  Other features and advantages of the invention will become apparent from the following description of an embodiment, given by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings.
Sur les dessins :  On the drawings:
- la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif selon l'invention,  FIG. 1 is a schematic view of a device according to the invention,
- la figure 2 est un exemple de courbe en fréquence obtenue avec le dispositif de la figure 1 et permettant de déterminer des caractéristiques physiques de nanoparticules ,  FIG. 2 is an example of a frequency curve obtained with the device of FIG. 1 and making it possible to determine the physical characteristics of nanoparticles,
- les figures 3a et 3b représentent des configurations de placement d'un capteur magnétique par rapport à un volume d'échantillon du dispositif de la figure 1,  FIGS. 3a and 3b show configurations of placement of a magnetic sensor with respect to a sample volume of the device of FIG. 1,
- la figure 4 est un exemple de détermination de concentrations en nanoparticules d'un volume d'échantillon de la figure 3a ou la figure 3b.  FIG. 4 is an example of determination of nanoparticle concentrations of a sample volume of FIG. 3a or FIG. 3b.
Sur la figure 1, un dispositif 1 pour déterminer des caractéristiques physiques de nanoparticules ou d'agglomérats de nanoparticules magnétiques est représenté.  In Figure 1, a device 1 for determining physical characteristics of nanoparticles or agglomerates of magnetic nanoparticles is shown.
Les nanoparticules sont des assemblages d'atomes dont au moins une de ses dimensions est de taille nanométrique, c'est-à-dire inférieure à 1000 nm, et de préférence inférieure à 100 nm. Ces nanoparticules peuvent être agglomérées en des ensembles de plus grande dimension. Dans la suite de cette description, il serait fait référence à seulement des nanoparticules par simplicité d'écriture, mais des agglomérats de nanoparticules peuvent également être utilisés. Ces nanoparticules peuvent également être fonctionnalisées, c'est-à-dire des composés chimiques peuvent être liés à ces nanoparticules pour associer une fonction chimique aux nanoparticules. The nanoparticles are assemblies of atoms of which at least one of its dimensions is of nanometric size, that is to say less than 1000 nm, and preferably less than 100 nm. These nanoparticles can be agglomerated into larger assemblies. In the remainder of this description, reference would be made to only nanoparticles for simplicity of writing, but agglomerates of nanoparticles can also be used. These nanoparticles can also be functionalized, that is to say chemical compounds can be linked to these nanoparticles to associate a chemical function nanoparticles.
Ce dispositif 1 comprend :  This device 1 comprises:
- un moyen d'excitation 2 adapté pour générer une excitation magnétique H dans un espace de test 3 du dispositif à une pluralité de pulsations co, avec ω = 2 f , f étant une fréquence correspondante d'une pulsation co, an excitation means 2 adapted to generate a magnetic excitation H in a test space 3 of the device at a plurality of pulses co, with ω = 2 f, f being a corresponding frequency of a pulse co,
- un capteur magnétique 4 adapté pour mesurer un champ magnétique B dans l'espace de test 3, a magnetic sensor 4 adapted to measure a magnetic field B in the test space 3,
- un moyen de traitement 5 connecté au moyen d'excitation 2 pour piloter l'excitation magnétique H dans l'espace de test 3 et connecté au capteur magnétique 4 pour obtenir dudit capteur magnétique des mesures de champs magnétique.  a processing means 5 connected to the excitation means 2 for driving the magnetic excitation H in the test space 3 and connected to the magnetic sensor 4 to obtain magnetic field measurements from said magnetic sensor.
Avantageusement, le moyen d'excitation 2 est adapté pour générer une excitation magnétique H sensiblement homogène dans l'espace de test 3.  Advantageously, the excitation means 2 is adapted to generate a substantially homogeneous magnetic excitation H in the test space 3.
Dans le mode de réalisation représenté, le moyen d'excitation 2 comprend des bobines de Helmholtz : Au moins deux bobines 2a, 2b, circulaires, coaxiales et distantes l'une de l'autre d'une distance prédéterminée selon une direction longitudinale X sont alimentées par un même courant électrique De telles bobines sont connues pour générer un champ magnétique sensiblement constant et homogène dans la direction longitudinale X entre les deux bobines 2a et 2b. L'espace de test 3 est alors sensiblement constitué du volume situé entre lesdites deux bobines 2a, 2b. Le moyen d'excitation 2 génère donc une excitation magnétique H sensiblement colinéaire à la direction longitudinale X.  In the embodiment shown, the excitation means 2 comprises Helmholtz coils: At least two coaxial coaxial coils 2a, 2b which are spaced from each other by a predetermined distance along a longitudinal direction X are These coils are known to generate a substantially constant and homogeneous magnetic field in the longitudinal direction X between the two coils 2a and 2b. The test space 3 then consists substantially of the volume located between said two coils 2a, 2b. The excitation means 2 thus generates a magnetic excitation H substantially collinear with the longitudinal direction X.
Dans d'autres modes de réalisation, le moyen d'excitation 2 comprend une unique bobine autour de l'espace de test 3, de forme cylindrique ou non cylindrique.  In other embodiments, the excitation means 2 comprises a single coil around the test space 3, of cylindrical or non-cylindrical shape.
Le moyen d'excitation 2 peut générer une excitation magnétique H du type H(t) = H0.sin(cot), c'est-à-dire comprenant une seule pulsation co, ou comprenant simultanément une pluralité de pulsations Oi, d'indice i. Eventuellement, l'excitation magnétique H est quelconque ou produite par un signal large bande. The excitation means 2 can generate an excitation magnetic type H H (t) = H 0 · sin (cot), that is to say comprising a single co pulsation, or simultaneously comprising a plurality of Oi pulsations, of index i. Optionally, the magnetic excitation H is any or produced by a broadband signal.
La pluralité de pulsations Oi ont des fréquences fi (fi = Oi / 2π) inférieures à 1 MHz, et de préférence inférieure à 10 kHz. Ainsi, le matériel utilisé (capteurs, générateurs d'onde, etc.) est peu coûteux.  The plurality of pulses Oi have frequencies fi (fi = Oi / 2π) less than 1 MHz, and preferably less than 10 kHz. Thus, the equipment used (sensors, wave generators, etc.) is inexpensive.
Le capteur magnétique 4 ou magnétomètre peut être de tout type, notamment à base d'une cellule à effet Hall, d'une magnétorésistance GMR (pour « Giant Magneto- Resistance ») , d'une magnéto impédance GMI (pour « Giant Magneto-Impedance ») , ou autre. Ce capteur magnétique 4 a une grande sensibilité au champ magnétique.  The magnetic sensor 4 or magnetometer can be of any type, in particular based on a Hall effect cell, a magnetoresistance GMR (for "Giant Magnetoresistance"), a magneto-impedance GMI (for "Giant Magneto- Impedance "), or other. This magnetic sensor 4 has a high sensitivity to the magnetic field.
Le capteur magnétique 4 mesure donc un champ magnétique B résultant de l'excitation magnétique H du moyen d'excitation 2, mais également d'une excitation magnétique des nanoparticules magnétiques lorsque celles-ci sont présentes dans l'espace de test 3. Le champ magnétique B mesuré est alors la somme d'une première contribution de l'excitation magnétique H générée par le moyen d'excitation 2 et d'une deuxième contribution de l'excitation magnétique générée par les nanoparticules magnétiques.  The magnetic sensor 4 thus measures a magnetic field B resulting from the magnetic excitation H of the excitation means 2, but also magnetic excitation of the magnetic nanoparticles when they are present in the test space 3. The field Magnetic B measured is then the sum of a first contribution of the magnetic excitation H generated by the excitation means 2 and a second contribution of the magnetic excitation generated by the magnetic nanoparticles.
Plus précisément, l'excitation magnétique générée par les nanoparticules magnétiques est une résultante ou somme de contributions de chaque particule magnétique élémentaire de l'espace de test. Le capteur magnétique 4 ne mesure donc qu'une valeur globale, sorte de moyenne spatiale sur le volume des particules magnétiques.  More precisely, the magnetic excitation generated by the magnetic nanoparticles is a resultant or sum of contributions of each elementary magnetic particle of the test space. The magnetic sensor 4 therefore only measures an overall value, a kind of spatial average on the volume of the magnetic particles.
Eventuellement, le capteur magnétique 4 est orienté de telle sorte qu' il mesure un champ magnétique B sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale X, c'est-à- dire selon une direction sensiblement transversale à la direction longitudinale X.  Optionally, the magnetic sensor 4 is oriented so that it measures a magnetic field B substantially perpendicular to the longitudinal direction X, that is to say in a direction substantially transverse to the longitudinal direction X.
Grâce à cette disposition, la contribution de l'excitation magnétique H du moyen d'excitation 2 dans le champ magnétique B mesuré par le capteur magnétique 4 est plus faible (le capteur magnétique ne voyant que faiblement le champ magnétique direct B0) , et la sensibilité du procédé est augmentée. Thanks to this provision, the contribution of the magnetic excitation H of the excitation means 2 in the magnetic field B measured by the magnetic sensor 4 is smaller (the magnetic sensor seeing only slightly the direct magnetic field B 0 ), and the sensitivity of the process is increased.
Comme représenté en figures 3a et 3b, les nanoparticules sont contenues dans un volume échantillon 6 qui peut être un récipient, une gélule ou tout autre récipient adapté pour contenir lesdites nanoparticules, tels que des échantillons biologiques. Les nanoparticules sont par exemple dissolues dans un liquide qui rempli ledit volume d'échantillon 6.  As shown in FIGS. 3a and 3b, the nanoparticles are contained in a sample volume 6 which may be a container, a capsule or any other container adapted to contain said nanoparticles, such as biological samples. The nanoparticles are, for example, dissolved in a liquid that fills said volume of sample 6.
Avantageusement ce volume d'échantillon 6 est placé sensiblement au centre du moyen d'excitation 2, de telle sorte que l'excitation magnétique H dans le volume d'échantillon 6 inclus dans l'espace de test 3 soit le plus homogène possible.  Advantageously, this volume of sample 6 is placed substantially in the center of the excitation means 2, so that the magnetic excitation H in the sample volume 6 included in the test space 3 is as homogeneous as possible.
Le volume échantillon 6 génère ou induit un champ magnétique représenté par les lignes de champ 7 sur la figure 3.  The sample volume 6 generates or induces a magnetic field represented by the field lines 7 in FIG.
En outre, le capteur magnétique 4 est avantageusement placé ou positionné dans l'espace de test 3 de telle sorte à avoir sa direction de sensibilité tangente à une ligne de champ 7 du champ magnétique généré par le volume d'échantillon 6.  In addition, the magnetic sensor 4 is advantageously placed or positioned in the test space 3 so as to have its sensitivity direction tangent to a field line 7 of the magnetic field generated by the sample volume 6.
Notamment, le capteur magnétique 4 peut être orienté avec une direction de sensibilité perpendiculaire à la direction longitudinale X et tangente à une ligne de champ 7 du champ magnétique généré par le volume d'échantillon 6.  In particular, the magnetic sensor 4 can be oriented with a sensitivity direction perpendicular to the longitudinal direction X and tangential to a field line 7 of the magnetic field generated by the sample volume 6.
Grâce à cette disposition, la contribution de l'excitation magnétique H du moyen d'excitation 2 dans le champ magnétique B mesuré par le capteur magnétique 4 est nulle, et le capteur magnétique 4 ne mesure que le champ magnétique généré par les nanoparticules magnétiques du volume d'échantillon 6. Le dispositif et le procédé est ainsi plus sensible. Ce dispositif permet de mettre en œuvre un procédé pour déterminer des caractéristiques physiques de nanoparticules décrit par les étapes successives ci- dessous : With this arrangement, the contribution of the magnetic excitation H of the excitation means 2 in the magnetic field B measured by the magnetic sensor 4 is zero, and the magnetic sensor 4 measures only the magnetic field generated by the magnetic nanoparticles of the sample volume 6. The device and the method is thus more sensitive. This device makes it possible to implement a method for determining the physical characteristics of nanoparticles described by the successive steps below:
1 ) On mesure à l'aide du capteur magnétique 4 pour une pluralité de pulsations ω un champ magnétique B0 en l'absence de nanoparticules dans l'espace de test 3 ; 1) Using the magnetic sensor 4 for a plurality of pulsations ω, a magnetic field B 0 is measured in the absence of nanoparticles in the test space 3;
2 ) On place dans l'espace de test 3 , les nanoparticules dont on recherche les caractéristiques physiques;  2) Place in the test space 3, the nanoparticles whose physical characteristics are sought;
3 ) On mesure à l'aide du capteur magnétique 4 pour la même pluralité de pulsations ω un champ magnétique Bi en présence des nanoparticules dans l'espace de test 3 ;  3) Using the magnetic sensor 4 for the same plurality of pulsations On a magnetic field Bi is measured in the presence of the nanoparticles in the test space 3;
4 ) On déduit une aimantation magnétique mesurée Mm des nanoparticules par le calcul suivant :  4) A measured magnetic magnetization Mm is deduced from the nanoparticles by the following calculation:
Mm = (Βι-Β0)/μ0 (D μο étant la perméabilité magnétique du vide, M m = (Βι-Β 0 ) / μ 0 (where D μο is the magnetic permeability of the void,
μ0 = 4π . 10 "7 kg. m. A"2. s"2 ; et μ 0 = 4π. 10 "7 kg, m, A " 2 . s "2 and
5 ) On détermine les caractéristiques physiques optimales des nanoparticules en minimisant pour la pluralité de pulsations ω des écarts entre l'aimantation magnétique mesurée Mm et une aimantation magnétique calculée M. En pratique, la comparaison est effectuée dans le domaine fréquentiel, et on calcule les écarts entre une transformée de Fourier de l'aimantation magnétique mesurée Mm(a>i ) et une transformée de Fourier d'une aimantation magnétique calculée M(coi ) . 5) The optimal physical characteristics of the nanoparticles are determined by minimizing, for the plurality of pulsations ω, differences between the measured magnetic magnetization M m and a calculated magnetic magnetization M. In practice, the comparison is made in the frequency domain, and it is calculated the differences between a Fourier transform of the measured magnetic magnetization M m (a> i) and a Fourier transform of a calculated magnetic magnetization M (coi).
L'aimantation magnétique mesurée Mm correspond à une valeur spatiale moyenne induite par un grand nombre de nanoparticules présent au sein de l'échantillon. Considérant que des aimantations perpendiculaires à la direction de l'excitation magnétique H appliqué s'annulent en moyenne, l'aimantation magnétique mesurée peut être traitée comme une composante scalaire.  The magnetic magnetization measured Mm corresponds to a mean spatial value induced by a large number of nanoparticles present within the sample. Considering that magnetizations perpendicular to the direction of the applied magnetic excitation H cancel out on average, the measured magnetic magnetization can be treated as a scalar component.
L'aimantation magnétique calculée M est calculée pour la même excitation magnétique H du moyen d'excitation 2 . En outre, elle dépend ou est fonction des caractéristiques physiques des nanoparticules. Ainsi, il est possible de déterminer lesdites caractéristiques physiques optimales. The calculated magnetic magnetization M is calculated for the same magnetic excitation H of the excitation means 2. In addition, it depends or is a function of the physical characteristics of the nanoparticles. Thus, it is possible to determine said optimum physical characteristics.
Le capteur magnétique 4 est éventuellement un capteur multiaxe mesurant un champ magnétique B selon plusieurs axes. Alternativement, il est composé d'une pluralité de capteurs mono-axes. The magnetic sensor 4 is optionally a multiaxis sensor measuring a magnetic field B along several axes. Alternatively, it is composed of a plurality of single-axis sensors.
Le champ magnétique B0 en l'absence de nanoparticules et le champ magnétique Bi en présence de nanoparticules sont alors des vecteurs comprenant les composantes selon les différents axes. L'équation (1) est vectorielle. L'aimantation magnétique mesurée Mm et l'aimantation magnétique calculée M sont des vecteurs, ainsi que leurs transformées de Fourier. Ainsi, toutes les relations et équations établies dans la présente description peuvent être écrites de manière vectorielle sans que cela ne présente de difficulté. Les notations ci-dessous sont simplifiées pour en aider la lecture. The magnetic field B 0 in the absence of nanoparticles and the magnetic field Bi in the presence of nanoparticles are then vectors comprising the components along the different axes. Equation (1) is vector. The measured magnetic magnetization Mm and the calculated magnetic magnetization M are vectors, as well as their Fourier transforms. Thus, all the relationships and equations established in the present description can be written in a vectorial manner without this presenting any difficulty. The notation below is simplified to help reading.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'aimantation magnétique calculée M peut être obtenue ou calculée en résolvant une équation du premier ordre du type :According to a first embodiment of the invention, the calculated magnetic magnetization M can be obtained or calculated by solving a first-order equation of the type:
> = - I Mt) - B. , ( 2 , et τ > = - I Mt) - B., (2 , and τ
où : or :
- t est le temps.  - t is the time.
- τ est un temps de relaxation magnétique,  - τ is a magnetic relaxation time,
- M(t) est l'aimantation magnétique calculée,  M (t) is the calculated magnetic magnetization,
- Me est l'aimantation magnétique d'équilibre, définie par une fonction d'aimantation Me = f (H) des nanoparticules . - M e is the equilibrium magnetic magnetization, defined by a magnetization function M e = f (H) nanoparticles.
Cette fonction d'aimantation f (H) peut être modélisée à l'aide de grandeurs caractéristiques physiques, qui représentent le comportement magnétique des nanoparticules. Ces caractéristiques physiques sont par exemple, des caractéristiques magnétiques de ces nanoparticules telles que la susceptibilité, la perméabilité, l'aimantation à saturation, l'hystérésis, le temps de relaxation, mais également des caractéristiques physiques d'une manière générale, telles que le volume, la concentration, la masse, la taille des nanoparticules. Des exemples de détermination de ces caractéristiques physiques des nanoparticules seront donnés au cours de la description ci-dessous. This magnetization function f (H) can be modeled using physical characteristic quantities, which represent the magnetic behavior of the nanoparticles. These physical characteristics are, for example, magnetic characteristics of these nanoparticles such as susceptibility, permeability, saturation magnetization, hysteresis, relaxation time, but also physical characteristics in general, such as the volume, concentration, mass, size of nanoparticles. Examples of determination of these physical characteristics of the nanoparticles will be given in the course of the description below.
Selon une première variante, pour des pulsations Oi de l'excitation magnétique H inférieures à l/τ, l' aimantation magnétique d'équilibre Me des nanoparticules peut être définie par : According to a first variant, for magnetic excitation pulsations Oi H less than l / τ, the magnetic equilibrium magnetization M e of the nanoparticles can be defined by:
Me = χ.Η, (3) M e = χ.Η, (3)
où χ est une constante appelée la susceptibilité magnétique des nanoparticules. where χ is a constant called the magnetic susceptibility of nanoparticles.
L'aimantation magnétique d'équilibre Me des nanoparticules est une fonction linéaire. L'utilisation d'une telle aimantation magnétique d'équilibre Me est suffisamment précise dans un domaine dans lequel l'excitation magnétique H est d'amplitude H0 faible, de telle sorte que les nanoparticules magnétiques ne sont pas magnétiquement saturées. The magnetic equilibrium magnetization M e of the nanoparticles is a linear function. The use of such a magnetic equilibrium magnetization M e is sufficiently accurate in a field in which the magnetic excitation H is of low amplitude H 0 , such that the magnetic nanoparticles are not magnetically saturated.
Selon une deuxième variante, pour des pulsations Oi de l'excitation magnétique H inférieures à l/τ, l'aimantation magnétique d'équilibre Me des nanoparticules peut être définie par
Figure imgf000014_0001
According to a second variant, for magnetic excitation pulsations Oi H less than 1 / τ, the magnetic equilibrium magnetization M e of the nanoparticles can be defined by
Figure imgf000014_0001
ou : or :
- Ms est un moment magnétique par unité de volume,- M s is a magnetic moment per unit volume,
- V est un volume des nanoparticules, V is a volume of the nanoparticles,
- kB est la constante de Boltzmann, - k B is Boltzmann's constant,
kB = 1, 3806504.10"23 J.K"1, k B = 1, 3806504.10 "23 JK " 1 ,
- T est une température des nanoparticules,  - T is a temperature of the nanoparticles,
en degrés Kelvin, - L est la fonction de Langevin définie, pour tout x par L (x) = coth(x)-l/x. in Kelvin degrees, - L is the Langevin function defined for all x by L (x) = coth (x) -l / x.
Selon une troisième variante, pour des pulsations Oi de l'excitation magnétique H inférieures à l/τ, si l'excitation magnétique H est d'amplitude H0 faible, l'équation précédente peut être simplifiée (L(x)~x/3) : According to a third variant, for magnetic excitation pulsations Oi H less than 1 / τ, if the magnetic excitation H is of low amplitude H 0 , the preceding equation can be simplified (L (x) ~ x / 3):
Me = χ.Η = μ° s .H , et (5) M e = χ.Η = μ ° s .H, and (5)
3 «kg.T 3 «k g .T
l'aimantation magnétique d'équilibre Me est à nouveau une fonction linéaire. the magnetic equilibrium magnetization M e is again a linear function.
Dans toutes ces variantes, l'aimantation magnétique d'équilibre Me dépend de caractéristiques physiques des nanoparticules . L'aimantation magnétique calculée M(t), solution de l'équation (2) dépend donc également de ces mêmes caractéristiques physiques des nanoparticules. In all these variants, the magnetic equilibrium magnetization M e depends on the physical characteristics of the nanoparticles. The calculated magnetic magnetization M (t) solution of equation (2) also depends on these same physical characteristics of the nanoparticles.
Nous étudions maintenant la résolution de l'équation (2) pour déterminer l'aimantation magnétique calculée M (t) . We now study the resolution of equation (2) to determine the calculated magnetic magnetization M (t).
Dans le cas d'une aimantation magnétique d'équilibre Me linéaire, l'équation du premier ordre (2) de l'aimantation magnétique M s'écrit : In the case of a magnetic magnetization of equilibrium M e linear, the equation of the first order (2) of the magnetic magnetization M is written:
= _ i M(t) + H,t) ,6) ot τ τ = _ i M (t) + H , t), 6) ot τ τ
Une telle équation a pour solution générale :  Such an equation has a general solution:
t  t
M(t) = H(t).et/T.dt (7) τ to M (t) = H (t) .e t / T .dt (7) τ to
Pour une excitation magnétique simplement sinusoïdale, du type H(t) = H0.sin(cot) de transformée de FourierFor a simply sinusoidal magnetic excitation, of the type H (t) = H 0 .sin (cot) of Fourier transform
H(co) = H0, cette équation (6) s'écrit : H (co) = H 0 , this equation (6) is written:
t.  t.
M(t) = — 1.e~t/T.[ H0. sin(cot).et/T.dt qui a pour valeur approchée : M (t) = - 1.e ~ t / T. [H 0 . sin (cot) .e t / T .dt which has the approximate value:
sin(cot) - ωτ cos(cot)  sin (cot) - ωτ cos (cot)
M(t) * χ.Η0· Ί f y (8) M (t) * χ.Η 0 · Ί fy (8)
1 + (ωτ)  1 + (ωτ)
La transformée de Fourier M(co) de l'aimantation magnétique M(t) permet d'obtenir une courbe fréquentielle de l'aimantation magnétique. Cette transformée de Fourier M( co) de l'aimantation magnétique dépend de la pulsation ω et également des caractéristiques physiques des nanoparticules . The Fourier transform M (co) of the magnetic magnetization M (t) makes it possible to obtain a frequency curve magnetic magnetization. This Fourier transform M (co) of the magnetic magnetization depends on the pulsation ω and also on the physical characteristics of the nanoparticles.
La transformée de Fourier M( co) de l'aimantation magnétique a approximativement pour module la valeur suivante :
Figure imgf000016_0001
The Fourier transform M (co) of the magnetic magnetization approximately modulates the following value:
Figure imgf000016_0001
avec I . I module d'un nombre complexe,  with I. I module of a complex number,
dont la figure 2 est une représentation schématique en échelle logarithmique de la pulsation co . Figure 2 is a schematic logarithmic representation of the pulse co.
Selon une première variante de résolution de l'équation ( 2 ) , le procédé utilise la limite à pulsation ω nulle ( ω = co0 = 0 ) du module précédent est égal à |M(O)| = χ.Η0 = χ.Η(θ), ce qui permet de déterminer la susceptibilité magnétique χ des nanoparticules :
Figure imgf000016_0002
According to a first variant of resolution of equation (2), the method uses the zero-pulse limit (ω = co 0 = 0) of the preceding module is equal to | M (O) | = χ.Η 0 = χ.Η (θ), which makes it possible to determine the magnetic susceptibility χ of the nanoparticles:
Figure imgf000016_0002
En outre, pour une pulsation de coupure coc le module vaut | (COc)| « χ.Η0. , ce qui permet de déterminer le temps In addition, for a cutoff pulse co c the module is | (CO c ) | "Χ.Η 0 . , which allows to determine the time
V2  V2
de relaxation τ des nanoparticules : relaxation τ of the nanoparticles:
/ coc avec coc pulsation ou i|M(Û)cJu / co c with co c pulsation or i | M (O) c Ju
τ = 1 | = |M(,—° τ = 1 | = | M (, - °
2  2
Un tel procédé utilise le module de la transformée de Fourier de l'aimantation magnétique M( co) pour deux pulsations ; la pulsation nulle C0o et la pulsation de coupure coc . Ce procédé est simple à mettre en œuvre. Such a method uses the module of the Fourier transform of the magnetic magnetization M (co) for two pulsations; the zero pulse C0o and the cutoff pulse co c . This process is simple to implement.
Selon une deuxième variante de résolution de l'équation ( 2 ) , le procédé utilise plus de deux pulsations. Pour une pluralité de pulsations coi , i étant un indice, i = 1 à N, N nombre de pulsations, un algorithme d'optimisation peut alors comparer les valeurs complexes des transformés de Fourier M( coi ) de l'aimantation magnétique calculée aux valeurs complexes des transformées de Fourier Mm ( coi ) de l'aimantation magnétique mesurée. L'algorithme minimise les écarts entre ces valeurs pour déterminer des caractéristiques physiques optimales Copt des nanoparticules :
Figure imgf000017_0001
According to a second variant of resolution of equation (2), the method uses more than two pulsations. For a plurality of pulses i, i being an index, i = 1 to N, N number of pulses, an optimization algorithm can then compare the complex values of the Fourier transforms M (coi) of the calculated magnetic magnetization with the values Fourier transform complexes M m (coi) of the measured magnetic magnetization. The algorithm minimizes the differences between these values to determine optimal physical characteristics C op t nanoparticles:
Figure imgf000017_0001
or
- ||.|| est un opérateur mathématique de norme, dont l'opérateur module d'un nombre complexe est un exemple, et - ||. || is a standard mathematical operator, whose operator modulates a complex number is an example, and
- Copt est un vecteur comprenant toutes les caractéristiques physiques recherchées. - C op t is a vector including all the desired physical characteristics.
De nombreux algorithmes d'optimisation sont connus et utilisables pour la présente application : algorithme des moindres carrés ou LMS (pour « Least Mean Square ») , algorithme du gradient, algorithme du simplex, ... Ces algorithmes permettent de rechercher un minimum, et si possible un minimum global d'une fonction objectif, telle que celle donnée ci-dessus.  Many optimization algorithms are known and usable for the present application: least squares algorithm or LMS (for "Least Mean Square"), gradient algorithm, simplex algorithm, ... These algorithms make it possible to search for a minimum, and if possible, a global minimum of an objective function, such as that given above.
Autrement dit, l'utilisation de tels algorithmes permet de trouver les paramètres (caractéristiques physiques) de la transformée de Fourier de l'aimantation calculée M(co) pour que sa courbe fréquentielle passe au plus proche des valeurs mesurées de la transformée de Fourier de l'aimantation mesurée Mm(co) . In other words, the use of such algorithms makes it possible to find the parameters (physical characteristics) of the Fourier transform of the calculated magnetization M (co) so that its frequency curve passes as close as possible to the measured values of the Fourier transform of the measured magnetization M m (co).
Le procédé est alors avantageusement mis en œuvre par un moyen de traitement 5 qui dispose d'une unité de calcul et de mémoire pour effectuer une telle résolution numérique .  The method is then advantageously implemented by a processing means 5 which has a computing and memory unit for performing such a digital resolution.
Dans le cas d'une aimantation magnétique d'équilibre Me non linéaire, l'équation (2) peut être résolue numériquement par une méthode numérique telle que explicité ci-dessus. In the case of a magnetic magnetization of equilibrium M e nonlinear, equation (2) can be solved numerically by a numerical method as explained above.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, l'aimantation magnétique calculée M peut être obtenue ou calculée en résolvant une équation (10) du second ordre du type : (10)
Figure imgf000018_0001
According to a second embodiment of the invention, the calculated magnetic magnetization M can be obtained or calculated by solving an equation (10) of the second order of the type: (10)
Figure imgf000018_0001
or
ωο est une pulsation caractéristique,  ωο is a characteristic pulsation,
λ est un coefficient d'amortissement, et  λ is a damping coefficient, and
T est le temps.  T is the time.
Un tel coefficient d'amortissement λ est lié à une dissipation énergétique par les nanoparticules magnétiques lors du parcours de cycles de l'hystérésis de la fonction d'aimantation f (H) des nanoparticules magnétiques. L'aire de l'hystérésis de cette fonction d'aimantation est liée à la quantité d'énergie dissipée. Cette hystérésis du matériau des nanoparticules magnétiques provient par exemple de déplacements ou de modifications de domaines magnétiques du matériau qui échauffent la matière, et provoquent des pertes.  Such a damping coefficient λ is related to an energy dissipation by the magnetic nanoparticles during the course of cycles of the hysteresis of the magnetization function f (H) of the magnetic nanoparticles. The area of the hysteresis of this magnetization function is related to the amount of energy dissipated. This hysteresis of the material of the magnetic nanoparticles comes for example from displacements or modifications of magnetic domains of the material which heat the material, and cause losses.
Le reste du procédé et le dispositif sont identiques aux dispositions décrites pour le premier mode de réalisation de l'invention. Selon d'autres modes de réalisation de l'invention, l'aimantation magnétique calculée M peut être obtenue ou calculée en résolvant une équation différentielle quelconque, ayant des paramètres fonctions des caractéristiques physiques des nanoparticules.  The rest of the method and the device are identical to the arrangements described for the first embodiment of the invention. According to other embodiments of the invention, the calculated magnetic magnetization M can be obtained or calculated by solving any differential equation, having parameters that are functions of the physical characteristics of the nanoparticles.
Une telle équation différentielle est résolue analytiquement ou numériquement pour trouver des valeurs de caractéristiques physiques optimales Copt. Such a differential equation is solved analytically or numerically to find optimal physical characteristic values C opt .
Pour tous les modes de réalisation de l'invention, le modèle d'aimantation magnétique calculée M des nanoparticules dépend de caractéristiques physiques des nanoparticules, de sorte qu'il est possible de déterminer les caractéristiques physiques optimales. For all the embodiments of the invention, the model of calculated magnetic magnetization M of the nanoparticles depends on the physical characteristics of the nanoparticles, so that it is possible to determine the optimal physical characteristics.
Comme cité précédemment, ces caractéristiques physiques sont des caractéristiques magnétiques des nanoparticules ou des caractéristiques physiques générales. A titre d' illustration, la figure 4 est une courbe présentant l'aimantation M en fonction de la concentration C en nanoparticules. Les points 10 représentent des échantillons ayant des concentrations en nanoparticules différents. Ces concentrations C sont calculées par C = V/Ve, où As mentioned earlier, these physical characteristics are magnetic characteristics of nanoparticles or general physical characteristics. By way of illustration, FIG. 4 is a curve showing the magnetization M as a function of the concentration C in nanoparticles. The points 10 represent samples having different nanoparticle concentrations. These C concentrations are calculated by C = V / V e , where
- V est le volume des nanoparticules, tel qu'il peut être déterminé par le procédé décrit précédemment et les équations (4) ou (5),  V is the volume of the nanoparticles, as can be determined by the process described above and equations (4) or (5),
- Ve est le volume du volume d'échantillon 6, connu à priori . - V e is the volume of the sample volume 6, known a priori.
La droite 11 est une approximation de l'évolution de l'aimantation en fonction de la concentration en nanoparticules. Cette évolution est sensiblement linéaire et proportionnelle.  The line 11 is an approximation of the evolution of the magnetization as a function of the concentration of nanoparticles. This evolution is substantially linear and proportional.
Connaissant la masse volumique des nanoparticules, on peut également déterminer la masse de nanoparticules dans l'échantillon 6. Le procédé et dispositif selon l'invention peuvent avoir de nombreuses applications.  Knowing the density of the nanoparticles, one can also determine the mass of nanoparticles in the sample 6. The method and device according to the invention can have many applications.
Premièrement, ils peuvent être directement utilisés pour la caractérisation de nanoparticules ou agglomérats de nanoparticules magnétiques.  First, they can be directly used for the characterization of nanoparticles or agglomerates of magnetic nanoparticles.
Deuxièmement, ils peuvent être utilisés pour déterminer la concentration en médicament d'une solution de nanoparticules fonctionnalisées : Un médicament ou composé de médicament est chimiquement greffé à des nanoparticules magnétiques, de sorte que déterminer la concentration en nanoparticules magnétiques est équivalent à déterminer la concentration en médicament de la solution.  Secondly, they can be used to determine the drug concentration of a functionalized nanoparticle solution: A drug or drug compound is chemically grafted to magnetic nanoparticles, so that determining the concentration of magnetic nanoparticles is equivalent to determining the concentration of nanoparticles. drug of the solution.
Troisièmement, ils peuvent être utilisés pour analyser la cinétique d'une réaction chimique. Par exemple, un polymère est chimiquement greffé à des nanoparticules magnétiques. Lors de la polymérisation du polymère, les chaînes de polymères relient rigidement entre elles les nanoparticules magnétiques et temps de relaxation magnétique mesuré change. Grâce à cette mesure de l'évolution du temps de relaxation des nanoparticules, il est possible de suivre l'évolution de la polymérisation du polymère. Third, they can be used to analyze the kinetics of a chemical reaction. For example, a polymer is chemically grafted to magnetic nanoparticles. During the polymerization of the polymer, the polymer chains rigidly connect to each other the Magnetic nanoparticles and measured magnetic relaxation times change. Thanks to this measurement of the evolution of the relaxation time of the nanoparticles, it is possible to follow the evolution of the polymerization of the polymer.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour déterminer des caractéristiques physiques de nanoparticules ou d'agglomérats de nanoparticules, comprenant les étapes suivantes : A method for determining physical characteristics of nanoparticles or agglomerates of nanoparticles, comprising the steps of:
- fournir un dispositif (1) comprenant un moyen d'excitation (2) pour générer une excitation magnétique H dans un espace de test (3) à une pluralité de pulsations ca , d'indice i, et un capteur magnétique (4) pour mesurer un champ magnétique B dans ledit espace de test (3) ,  - providing a device (1) comprising an excitation means (2) for generating a magnetic excitation H in a test space (3) at a plurality of pulses ac, index i, and a magnetic sensor (4) for measuring a magnetic field B in said test space (3),
- mesurer à l'aide dudit capteur magnétique (4) pour ladite pluralité de pulsations ca , un champ magnétique à vide B0 en l'absence de nanoparticules dans l'espace de test, et un champ magnétique de test Bi en présence de nanoparticules dans l'espace de test, measuring with said magnetic sensor (4) for said plurality of AC pulses, a vacuum magnetic field B 0 in the absence of nanoparticles in the test space, and a magnetic test field Bi in the presence of nanoparticles in the test space,
- déduire une aimantation magnétique mesurée Mm des nanoparticules par : - deduce a measured magnetic magnetization M m of the nanoparticles by:
Mm = (Βι-Βο) /μ0 M m = (Βι-Βο) / μ 0
μο étant la perméabilité magnétique du vide,  μο being the magnetic permeability of the void,
- déterminer des caractéristiques physiques optimales adaptées pour minimiser pour ladite pluralité de pulsations ω , des écarts entre la transformée de Fourier de l'aimantation magnétique mesurée Mm ( û)i ) et une transformée de Fourier d'une aimantation magnétique calculée M( coi ) , l'aimantation magnétique calculée M étant obtenue pour des nanoparticules soumises à une même excitation magnétique H et dépendant des caractéristiques physiques des nanoparticules . determining optimum physical characteristics adapted to minimize for said plurality of pulses des, differences between the Fourier transform of the measured magnetic magnetization M m (û) i) and a Fourier transform of a calculated magnetic magnetization M (co) ), the calculated magnetic magnetization M being obtained for nanoparticles subjected to the same magnetic excitation H and depending on the physical characteristics of the nanoparticles.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'aimantation magnétique calculée M est obtenue en résolvant une équation différentielle, ladite équation différentielle étant fonction de paramètres et d'une aimantation magnétique d'équilibre Me définie par une fonction d'aimantation Me = f (H) des nanoparticules , lesdits paramètres et ladite fonction magnétique d'équilibre Me étant fonction des caractéristiques physiques des nanoparticules. 2. Method according to claim 1, wherein the calculated magnetic magnetization M is obtained by solving a differential equation, said differential equation being a function of parameters and a magnetic equilibrium magnetization M e defined by a magnetization function M e = f (H) nanoparticles, said parameters and said magnetic equilibrium function M e being a function of the physical characteristics of the nanoparticles.
3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel l'aimantation magnétique calculée M est obtenue en résolvant une équation différentielle du premier ordre du type : The method of claim 1 or claim 2, wherein the calculated magnetic magnetization M is obtained by solving a first order differential equation of the type:
3 (t) 1 , , x 3 (t) 1 ,, x
—^ = - - (M(t) - Me) - ^ = - - (M (t) - M e )
dt τ  dt τ
où : or :
- t est le temps,  - t is the time,
- τ est un temps de relaxation magnétique,  - τ is a magnetic relaxation time,
- Me est l'aimantation magnétique d'équilibre, définie par une fonction d'aimantation Me = f (H) des nanoparticules . - M e is the equilibrium magnetic magnetization, defined by a magnetization function M e = f (H) nanoparticles.
4. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel l'aimantation magnétique calculée M est obtenue en résolvant une équation différentielle du deuxième ordre du type : The method of claim 1 or claim 2, wherein the calculated magnetic magnetization M is obtained by solving a second order differential equation of the type:
— 32 (t)- = 2 , , , , « dMÎt) - 3 2 (t) - = 2 ,,,, "dMÎt)
-ω . M t - Me) - 2.λ.—^ -ω. M t - M e ) - 2.λ .- ^
dt2 dt dt 2 dt
où : or :
- t est le temps,  - t is the time,
- coo est une pulstation caractéristique,  - coo is a characteristic pulstation,
- λ est un coefficient d'amortissement,  - λ is a damping coefficient,
- Me est l'aimantation magnétique d'équilibre, définie par une fonction d'aimantation Me = f (H) des nanoparticules . - M e is the equilibrium magnetic magnetization, defined by a magnetization function M e = f (H) nanoparticles.
5. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel l'aimantation magnétique d'équilibre Me est définie par :
Figure imgf000023_0001
5. Method according to one of claims 2 to 4, wherein the equilibrium magnetic magnetization M e is defined by:
Figure imgf000023_0001
ou : or :
- Ms est un moment magnétique par unité de volume,- M s is a magnetic moment per unit volume,
- V est un volume des nanoparticules, V is a volume of the nanoparticles,
- kB est la constante de Boltzmann, - k B is Boltzmann's constant,
- T est une température des nanoparticules,  - T is a temperature of the nanoparticles,
- L est la fonction de Langevin définie pour tout x par L (x) = coth(x)-l/x.  - L is the Langevin function defined for all x by L (x) = coth (x) -l / x.
6. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel l'aimantation magnétique d'équilibre Me est linéaire et définie par Me = χ.Η, où χ est appelé la susceptibilité magnétique des nanoparticules. 6. Method according to one of claims 2 to 4, wherein the magnetic equilibrium magnetization M e is linear and defined by M e = χ.Η, where χ is called the magnetic susceptibility of the nanoparticles.
7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel : The method of claim 6 wherein:
- la susceptibilité magnétique χ est déterminée par χ = |M(0) I /H0, où H0 est une amplitude de l'excitation magnétique H, tel que H(t) = H0.sin(cot), et the magnetic susceptibility χ is determined by χ = | M (0) I / H 0 , where H 0 is an amplitude of the magnetic excitation H, such that H (t) = H 0 .sin (cot), and
- le temps de relaxation magnétique τ est égal l/coc, coc étant une pulsation fréquentielle de coupure pour laquelle | (<BC)| = |M(O) / Ï avec I . I opérateur module d'un nombre complexe. the magnetic relaxation time τ is equal to l / co c , co c being a frequency of cut-off frequency for which | (<B C ) | = | M (O) / I with I. I module operator of a complex number.
8. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel l'aimantation magnétique d'équilibre Me est définie par :
Figure imgf000023_0002
8. Method according to one of claims 2 to 4, wherein the equilibrium magnetic magnetization M e is defined by:
Figure imgf000023_0002
où : or :
- χ est la susceptibilité magnétique des nanoparticules , - Ms est le moment magnétique par unité de volume des nanoparticules , - χ is the magnetic susceptibility of the nanoparticles, - M s is the magnetic moment per unit volume of the nanoparticles,
- V est le volume des nanoparticules,  - V is the volume of the nanoparticles,
- kB est la constante de Boltzmann, - k B is Boltzmann's constant,
- T est la température des nanoparticules.  - T is the temperature of the nanoparticles.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'aimantation magnétique calculée M est égale à :
Figure imgf000024_0001
9. Method according to one of the preceding claims, wherein the calculated magnetic magnetization M is equal to:
Figure imgf000024_0001
or
- H0 est une amplitude de l'excitation magnétique H, tel que H(t) = H0.sin(cot). - H 0 is an amplitude of the magnetic excitation H, such that H (t) = H 0 .sin (cot).
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les caractéristiques physiques des nanoparticules sont choisies parmi la susceptibilité magnétique, la perméabilité magnétique, l'aimantation magnétique à saturation, l'hystérésis magnétique, le temps de relaxation magnétique, le volume, la concentration, la masse et la taille des nanoparticules. 10. Method according to one of the preceding claims, wherein the physical characteristics of the nanoparticles are selected from magnetic susceptibility, magnetic permeability, saturation magnetic magnetization, magnetic hysteresis, magnetic relaxation time, volume, the concentration, mass and size of the nanoparticles.
11. Dispositif (1) pour déterminer des caractéristiques physiques de nanoparticules ou d'agglomérats de nanoparticules, comprenant : Apparatus (1) for determining physical characteristics of nanoparticles or agglomerates of nanoparticles, comprising:
- un moyen d'excitation (2) adapté pour générer une excitation magnétique H dans un espace de test (3) du dispositif à une pluralité de pulsations ca, d'indice i, an excitation means (2) adapted to generate a magnetic excitation H in a test space (3) of the device at a plurality of pulses ca, of index i,
- un capteur magnétique (4) adapté pour mesurer un champ magnétique B dans l'espace de test (3), et a magnetic sensor (4) adapted to measure a magnetic field B in the test space (3), and
dans lequel on réalise les étapes suivantes : in which the following steps are carried out:
- mesurer à l'aide dudit capteur magnétique (4) pour ladite pluralité de pulsations ca, un champ magnétique à vide B0 en l'absence de nanoparticules dans l'espace de test et un champ magnétique de test Bi en présence de nanoparticules dans l'espace de test, measuring with said magnetic sensor (4) for said plurality of AC pulses, a vacuum magnetic field B 0 in the absence of nanoparticles in the test space and a test magnetic field Bi in the presence of nanoparticles in the test space,
- déduire une aimantation magnétique mesurée Mm des nanoparticules par : - deduce a measured magnetic magnetization M m of the nanoparticles by:
Mm = (Bi-Bo) /μ0 M m = (Bi-Bo) / μ 0
μο étant la perméabilité magnétique du vide,  μο being the magnetic permeability of the void,
- déterminer des caractéristiques physiques optimales adaptées pour minimiser pour ladite pluralité de pulsations ω , des écarts entre la transformée de Fourier de l'aimantation magnétique mesurée Mm ( û)i ) et une transformée de Fourier d'une aimantation magnétique calculée M( coi ) , l'aimantation magnétique calculée M étant obtenue pour des nanoparticules soumises à une même excitation magnétique H et dépendant des caractéristiques physiques des nanoparticules . determining optimum physical characteristics adapted to minimize for said plurality of pulses des, differences between the Fourier transform of the measured magnetic magnetization M m (û) i) and a Fourier transform of a calculated magnetic magnetization M (co) ), the calculated magnetic magnetization M being obtained for nanoparticles subjected to the same magnetic excitation H and depending on the physical characteristics of the nanoparticles.
12. Dispositif selon la revendication 11, comprenant en outre un moyen de traitement (5) connecté au moyen d'excitation (2) pour piloter l'excitation magnétique H dans l'espace de test et connecté au capteur magnétique (4), ledit moyen de traitement (5) mettant en œuvre les étapes pour déterminer les caractéristiques physiques optimales des nanoparticules. 12. Device according to claim 11, further comprising a processing means (5) connected to the excitation means (2) for controlling the magnetic excitation H in the test space and connected to the magnetic sensor (4), said processing means (5) implementing the steps for determining the optimal physical characteristics of the nanoparticles.
13. Dispositif selon la revendication 11 ou la revendication 12, dans lequel le moyen d'excitation (2) comprend des bobines de Helmholtz comprenant au moins deux bobines (2a, 2b) circulaires coaxiales et distantes l'une de l'autre d'une distance prédéterminée dans une direction longitudinale (X), l'espace de test (3) étant constitué d'un volume situé entre lesdites deux bobines (2a, 2b) . 13. Device according to claim 11 or claim 12, wherein the excitation means (2) comprises Helmholtz coils comprising at least two circular coils (2a, 2b) coaxial and distant from each other. a predetermined distance in a longitudinal direction (X), the test space (3) consisting of a volume located between said two coils (2a, 2b).
14. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 13, dans lequel le moyen d'excitation (2) génère l'excitation magnétique H dans une première direction et le capteur magnétique (4) mesure le champ magnétique B dans une deuxième direction sensiblement perpendiculaire à la première direction. 14. Device according to one of claims 11 to 13, wherein the excitation means (2) generates the magnetic excitation H in a first direction and the magnetic sensor (4) measures the magnetic field B in a second direction substantially perpendicular to the first direction.
15. Dispositif selon l'une des revendications 11 à 14, dans lequel les caractéristiques physiques des nanoparticules sont choisies parmi la susceptibilité magnétique, la perméabilité magnétique, l'aimantation magnétique à saturation, l'hystérésis magnétique, le temps de relaxation magnétique, le volume, la concentration, la masse et la taille des nanoparticules. 15. Device according to one of claims 11 to 14, wherein the physical characteristics of the nanoparticles are selected from magnetic susceptibility, magnetic permeability, saturation magnetic magnetization, magnetic hysteresis, magnetic relaxation time, volume, concentration, mass and size of nanoparticles.
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WO2010008478A2 (en) * 2008-06-23 2010-01-21 The Regents Of The University Of California, Berkeley Improved techniques for magnetic particle imaging

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