用于观察微米颗粒和纳米颗粒的设备及方法技术

本发明专利技术涉及一种使用显微镜(1)获得颗粒集合的图像的方法，颗粒集合经由显微镜(1)与数码相机(3)共轭，颗粒集合包括未由显微镜(1)分辨出的纳米颗粒以及由显微镜(1)分辨出的微米颗粒，其中颗粒由光源(2)照射，其中光源(2)经由显微镜(1)照射数码相机(3)。该方法包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于观察微米颗粒和纳米颗粒的设备及方法


[0001]本公开涉及应用于观察天然的颗粒混合物(在其未经过滤的意义上而言)的显微镜领域，所述天然混合物以不可预测的方式包含由光学显微镜分辨出的颗粒(或微米颗粒)以及未由光学显微镜分辨出的颗粒(或纳米颗粒)。

技术介绍

[0002]更确切地说，本公开涉及经由显微镜和相机观察这种混合物，尤其是观察例如这些由形成相位物体的生物颗粒组成的混合物，所述生物颗粒特别在液体介质(特别是水性介质)中进行布朗运动。
[0003]本公开还涉及对包含振幅微米物体或纳米物体的混合物的观察，该振幅微米物体或纳米物体即尤其是在液体介质中进行布朗运动的情况下使其透射或反射或吸收的光衰减的微米物体或纳米物体，例如就像金微米颗粒和金纳米颗粒。
[0004]因此，本公开总体上涉及对相位物体或振幅物体的混合物的观察，所述相位物体或振幅物体尤其是在经历布朗运动时的微米物体或纳米物体，但本公开也涉及对具有任何尺寸并且可能不运动的颗粒的观察。
[0005]明场分辨光学显微镜在现有技术中是已知的，其使得可以使用由显微镜收集的照射光的光源(尤其是热光源、发光二极管、激光器等)来形成由显微镜分辨出的物体(即，横向尺寸大于显微镜的横向分辨率极限的物体)的强度图像。在该系统中，未分辨出的颗粒通常是不可见的，因此不能与分辨出的颗粒同时被观察到。
[0006]在现有技术中同样已知一种对非天然流体样品(因为被预先过滤而仅包含未分辨出的颗粒)中的纳米颗粒进行基于干涉的检测的光学方法和设备，例如从以编号FR3027107(BOCCARA)公开的文献中所知悉的。具体而言，该文献提到了一种经由显微镜和相机观察在水性介质中进行布朗运动的生物纳米颗粒的干涉测量方法。此外，在该文献中公开的明场干涉测量方法特别在该文献的第6页上所呈现的是在所有情况下都需要经过预先过滤并且仅包含小于几百纳米的颗粒的样品。鉴于该文献中使用的光学显微镜的可见光分辨率仅为几百纳米，因此该文献教导了所观察的样品必须仅包含未分辨出的颗粒。因此，在该系统中，预先通过物理过滤从待观察物体中除去的分辨出的颗粒原则上不存在于所观察的物体的任何图像中，因此不能与未分辨出的颗粒同时被观察到。
[0007]因此，在现有技术中，尤其在颗粒是在液体基质中进行布朗运动的相位物体的情况下，通过显微镜和相机在图像中观察由显微镜分辨出的颗粒和未由显微镜分辨出的颗粒的混合物(称为天然混合物)的技术问题是一个难题。
[0008]用于增加图像(尤其是分辨出的相位物体的图像，无论该相位物体是否处于布朗运动)的对比度的操作在现有技术中也是已知的。特别而言，用于增加图像对比度的这些操作包括对图像的直方图进行变换。在图像处理中，直方图变换通过独立处理每个像素来修改图像。这些变换几乎出现在任何图像处理和分析过程中。特别而言，这些变换通常应用于由相机拍摄的数字图像，其中相机以像素的形式记录图像，每个像素被分配一个灰度级或
与颜色相关的多个灰度级，此过程发生在：已记录图像之前，在为了对图像进行归一化的预处理期间；或记录图像之后，在为了改善观察的后处理期间。
[0009]在本文件中，适用下列定义：
[0010]“图像的归一化”：在图像被记录之前或之后对其直方图的拉伸，使得该直方图包括在用于进行记录的传感器、用于观察的的显示器或观察者的眼睛的整个灰度级范围上拉伸的灰度级，以最大化人类观察者看到的对比度。
[0011]“布朗运动”：颗粒在液体或粘性介质中的自发运动，其由热扰动引起并防止颗粒在重力作用下沉降。
[0012]“频闪仪”：用于限制相机拍摄的图像的曝光时间并且可以使运动冻结的设备；“频闪图像”被理解为曝光时间短到足以冻结特定运动的图像。
[0013]“数字对比度增强”：由人类观察者或能够实施数字方法的系统尤其经由图像的归一化使图像中的可见细节数量增加并使数字图像中的过度曝光得到校正的一组数字方法。

技术实现思路

[0014]本公开涉及一种使用显微镜获得颗粒集合的图像的方法，所述颗粒集合经由所述显微镜与数码相机共轭，所述颗粒集合包括未由所述显微镜分辨出的纳米颗粒以及由所述显微镜分辨出的微米颗粒，其中所述颗粒由光源照射，并且其中所述光源经由所述显微镜照射所述数码相机。该方法包括以下步骤：
[0015]‑
通过所述光源使由所述数码相机记录的图像过度曝光，以在所记录的图像中向观察者显示关于所述纳米颗粒的光强度变化；
[0016]‑
数字校正所记录的图像的过度曝光，以在所记录的图像中向观察者显示关于纳米颗粒的光强度变化的同时显示关于微米颗粒的光强度变化。
[0017]作为变型，所述方法可以包括以下特征，这些特征可以单独实施或彼此组合实施(除将导致重大的技术不兼容的情况之外)：
[0018]所述纳米颗粒包括病毒，所述微米颗粒包括病毒聚集体；
[0019]所述过度曝光的数字校正经由所述图像的直方图的变换而得到；
[0020]所述图像的直方图的变换是所述图像的直方图的拉伸；
[0021]所述图像的直方图的变换是所述图像的直方图的平移；
[0022]所述图像的直方图的变换包括所述图像的直方图的平移以及所述图像的直方图的拉伸；
[0023]所述图像的直方图的拉伸是线性的；
[0024]所述图像的直方图的拉伸是非线性的。
[0025]本公开还涉及一种用于实施上述方法的设备，其中所述光源具有足以经由所述显微镜使由所述数码相机记录的图像过度曝光的光强度，从而呈现关于经由所述显微镜与所述数码相机共轭的纳米颗粒的光强度变化。所述设备包括用于校正由所述相机记录的图像的曝光的数字装置。本公开的教导适用于上述方法、变型和设备的任何组合。
[0026]通过阅读以下对设备以及对所提出的方法的实施例的详细描述，上述特征和优点以及其它特征和优点将变得显而易见。该详细描述参照附图进行。
附图说明
[0027]附图是示意性的，不一定按比例绘制。附图的目的首先是为了示出本专利技术的原理。
[0028]图1示出了用于观察颗粒的设备的示例。
具体实施方式
[0029]下面参照附图详细描述所提出的专利技术的实施例的示例。这些示例示出了本专利技术的特征和优点。然而，应记得本专利技术不限于这些示例。
[0030]图1的设备包括：显微镜1；照射显微镜视场的光源2；以及相机3。相机被放置在与显微镜1的物焦平面共轭的像平面中，并且经由显微镜收集直接从照射源2发出的光，从而形成明场图像。可以设置频闪仪(该图中未示出)或用于限制曝光时间的任何其它装置以及用于改善所获取图像的对比度的数字图像处理装置。设置明场配置，以在一方面收集由位于显微镜的视场中的分辨出的相位物体引起的强度变化，并在另一方面收集由也位于显微镜的视场中的未分辨出的相位物体散射的光。
[0031]分辨出的物体对直射光的调制被用于观察分辨出的物体，并且由与相机共轭的物焦平面附近的未分辨出的物体散射的光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使用显微镜(1)获得颗粒集合的图像的方法，所述颗粒集合经由所述显微镜(1)与数码相机(3)共轭，所述颗粒集合包括未由所述显微镜(1)分辨出的纳米颗粒以及由所述显微镜(1)分辨出的微米颗粒，其中，所述颗粒由光源(2)照射，并且其中，所述光源(2)经由所述显微镜(1)照射所述数码相机(3)，所述方法包括以下步骤：通过所述光源(2)使由所述数码相机(3)记录的图像过度曝光，以在所记录的图像中向观察者显示关于所述纳米颗粒的光强度变化；并且数字校正所记录的图像的过度曝光，以在所记录的图像中向所述观察者显示关于所述纳米颗粒的光强度变化的同时显示关于所述微米颗粒的光强度变化。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述纳米颗粒包括病毒，并且其中，所述微米颗粒包括病毒聚集体。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述过度曝光的数字校正经由所述图像的直方图的变换获得。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述图像的直方图的变换是所述图像的直方图的拉伸。5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述图像的直方图的变换是所述图像的直方图的平移。6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：米利亚德公司，
类型：发明
国别省市：