一种专用反应杯组件，其特征是创建小的、受限的体积，以最小化液体的大量移动，并最小化反向散射引起的光的加宽。当将专用反应杯组件放置在合适的光学装置中时，该专用反应杯组件能够记录液体中的纳米颗粒的布朗运动，该光学装置包括光片和光学显微镜，该光学显微镜附接到摄像机，该摄像机在与光片平面垂直的方向上定向。上定向。上定向。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于纳米颗粒胶体的光学显微镜的改进的专用反应杯组件和方法
[0001]本专利技术涉及一种用于检测和测量液体样品中的纳米颗粒的系统。更特别地，它涉及用于观察液体样品中的纳米颗粒的室(chamber)的设计。
[0002]相关申请
[0003]本申请要求美国专利申请号16793161的优先权，其于2020年2月28日提交，题为“IMPROVED SPECIAL PURPOSE CUVETTE ASSEMBLY AND METHOD FOR OPTICAL MICROSCOPY OF NANOPARTICLE COLLOIDS(用于纳米颗粒胶体的光学显微镜的改进的专用反应杯组件和方法)”，现为2020年11月2日发布的美国专利10823662，其全部内容通过引用并入本文。
[0004]本申请涉及：美国专利申请号15/594967，其于2016年6月28日提交，题为“SPECIAL PURPOSE CUVETTE ASSEMBLY AND METHOD FOR OPTICAL MICROSCOPY OF NANOPARTICLES IN LIQUIDS(用于液体中的纳米颗粒的光学显微镜的专用反应杯组件和方法)”，现为美国专利10,161,852；美国专利申请号15/194,823，其于2016年6月28日提交，题为“SPECIAL PURPOSE CUVETTE ASSEMBLY AND METHOD FOR OPTICAL MICROSCOPY OF NANOPARTICLES IN LIQUIDS(用于液体中的纳米颗粒的光学显微镜的专用反应杯组件和方法)”，现为美国专利9,541,490，该美国专利9,541,490要求于2015年7月1日提交的美国临时专利申请号62/187391的非临时专利、题为“SPECIAL PURPOSE CUVETTE ASSEMBLY AND METHOD FOR OPTICAL MICROSCOPY OF NANOPARTICLES IN LIQUIDS(用于液体中的纳米颗粒的光学显微镜的专用反应杯组件和方法)”的优先权；美国专利申请号14/730,138，其于2015年6月3日提交，题为“NANOPARTICLE ANALYZER(纳米颗粒分析仪)”，现为美国专利9,645,070；美国专利申请号15/018,532，其于2016年2月8日提交，题为“MULTI
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CAMERA APPARATUS FOR OBSERVATION OF MICROSCOPIC MOVEMENTS AND COUNTING OF PARTICLES IN COLLOIDS AND ITS CALIBRATION(用于观察胶体中的颗粒的微观移动和计数的多摄像机设备及其校准)”，现为美国专利9,909,972；美国专利申请号15/293,180，其于2016年10月13日提交，题为“APPARATUS AND METHOD FOR MEASUREMENT OF GROWTH OR DISSOLUTION KINETICS OF COLLOIDAL PARTICLES(用于测量胶体颗粒的生长或溶解动力学的设备和方法)”，现为美国专利10,012,580；以及美国临时专利申请号15/634,858，其于2017年6月27日提交，题为“METHOD FOR CALIBRATING INVESTIGATED VOLUME FOR LIGHT SHEET BASED NANOPARTICLE TRACKING AND COUNTING APPARATUS(用于基于光片的纳米颗粒跟踪和计数设备的校准调查量的方法)”，现为美国专利9,857,283；所有这些专利的公开内容以其全部通过引用并入本文。
技术介绍
[0005]纳米颗粒无处不在，是地球自然环境中数量最多的类颗粒实体，广泛应用于与人类活动相关的许多应用领域。有许多类型的天然纳米颗粒和人造(工程)纳米颗粒。纳米颗粒存在于空气、水生环境、雨水、饮用水、生物流体、药物、药物输送和治疗产品中，以及广泛
的工业产品中。纳米颗粒通常出现在多分散的组合体内，其特征是不同尺寸的颗粒共存。
[0006]鉴于纳米颗粒的广泛使用，控制和准确表征其特性的能力可能对许多应用是有用的。测量纳米颗粒特性的传统方法包括纳米颗粒跟踪分析，其使用显微镜和摄像机分析记录的视频的帧，以跟踪经历布朗运动的纳米颗粒反射或散射的光的图像。执行此类分析的仪器通常由小试管或反应杯组成，所述小试管或反应杯能够用非常精确定义的窄光片照射液体，并观察从纳米颗粒散射的光，通常与光片成90度角。因此，反应杯必须包含具有最小光衰减特性的至少两个表面(例如，光学玻璃)。此类反应杯广泛用于各种实验室仪器中的所有类型的光学测量，易于获得，并且具有标准化的内部尺寸(在原型的情况下，为10mm x 10mm x 45mm)。
[0007]理想情况下，当记录视频时，不应有液体的大量移动，使得唯一的颗粒运动是纯布朗运动。然而，由于玻璃的低导热性，并且由于从照明光束传输并被反应杯的液体和壁吸收的潜在大量能量，人们能够观察到液体的热生成微流，而不管传统反应杯中的液体体积如何。微流的其他来源是可能的；例如，仪器安装在其上的工作台的振动能够导致流动，或者样品液体的蒸发能够冷却其表面，因此产生温度梯度，导致流动(对流)。还能够通过搅拌反应杯中的液体或通过将液体泵入和泵出反应杯来引起流动。在这些和其他引起流动的情况下，总是期望尽快阻止流动，以便进行有效和及时的颗粒分析。算法可用于检测和消除此类大量液体移动的影响；然而，这些算法具有局限性，并且在没有大量液体移动的情况下，总是获得更准确的结果。
[0008]优化检测和处理从液体中纳米颗粒散射的光的另一个期望的情况是最小化或消除光从反应杯的壁的反向散射，所述壁与光进入反应杯的壁(后壁)相对。此类入射光束的反向散射通常会使照明区域变宽(不是完全平行而是椭圆形的光片变厚)，因此产生对显微镜来说可能部分失焦的图像(模糊图像)，其不适合精确的颗粒跟踪。反向散射引起的加宽对光片的宽度具有固有的不一致影响，因此也会导致颗粒浓度测量的可变性，因为光片的宽度影响每次测量中分析的样品的体积。此外，还应通过使用吸光材料或涂层(诸如黑色涂料)最小化反应杯中的其他反射表面的有害光散射效应。
[0009]另一个重要的考虑因素是与现有组件的兼容性，这些组件将反应杯相对于光片准确地保持在位置中，控制其温度，并能够搅拌和/或泵送液体。此类搅拌和/或泵送有助于检查反应杯内相同样品中的多个新鲜等分试样，并且用由外部旋转磁体驱动的反应杯底部处的磁性搅拌棒或用外部泵容易地实现。
[0010]因此，需要一种改进的系统，所述系统能够最小化液体的移动，同时还缓解反应杯的观察区域内由反向散射引起的光的加宽。
技术实现思路
[0011]本文所述的设备、系统和方法优雅地解决了移动和光束加宽问题，并提供了其他改进和益处，这对本领域技术人员来说是显而易见的。因此，提供了一种用于观察散射在纳米颗粒本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于观察纳米颗粒的系统，所述系统包括：光源，所述光源用于生成被引导在反应杯处的电磁能；传感器，所述传感器用于检测所述反应杯内的电磁能；其中，所述反应杯包括：限定体积的外壁和底板，其中，所述外壁的至少一部分对于所述电磁能是透明的，并且其中，所述体积适于包含悬浮液和纳米颗粒；观察室，所述观察室包括：从所述外壁延伸的上观察室壁以及从所述外壁延伸的下观察室壁，其中，所述上观察室壁和所述下观察室壁彼此基本平行；其中，所述电磁能在与所述上观察室壁和所述下观察室壁平行的第一方向上被引导到所述观察室中；以及反射结构，所述反射结构被构造成在与所述上观察室壁和所述下观察室壁平行的第二方向上将所述电磁能反射出所述观察室，其中，所述第一方向与所述第二方向相反；混合室，所述混合室与所述观察室分离并与所述观察室流体连通；以及样品引入端口，所述样品引入端口与所述混合室流体连通；并且其中，所述传感器定位为检测与所述反射结构相邻的区域中的电磁能，并且检测到的电磁能垂直于所述第一方向传播。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述反射结构包括：第一反射表面，所述第一反射表面以45度角从所述上观察室壁延伸到所述下观察室壁；以及第二反射表面，所述第二反射表面形成在所述上观察室壁的一部分中或所述下观察室壁的一部分中。3.如权利要求2所述的系统，还包括：一个凹口或多个凹口，在所述一个凹口或多个凹口处，所述第一反射表面与所述上观察室壁、所述下观察室壁或所述上观察室壁和所述下观察室壁两者相遇。4.如权利要求1所述的系统，其中，所述反射结构包括：反射表面，所述反射表面从所述上观察室壁垂直延伸到所述下观察室壁。5.如权利要求4所述的系统，还包括：一个凹口或多个凹口，在所述一个凹口或多个凹口处，所述反射表面与所述上观察室壁、所述下观察室壁或所述上观察室壁和所述下观察室壁两者相遇。6.如权利要求1所述的系统，其中，所述反射结构包括可插入的反射表面，并且其中，所述观察室包括镜子插槽，所述镜子插槽构造成接收所述可插入的反射表面。7.如权利要求6所述的系统，其中，所述镜子插槽形成在所述上观察室壁和所述下观察室壁中。8.如权利要求1所述的系统，其中，所述混合室包括混合棒。9.如权利要求1所述的系统，其中，所述上观察室壁和所述下观察室壁具有极低反射表面或非反射表面。10.如权利要求1所述的系统，其中，所述混合室比所述观察室大。11.如权利要求1所述的系统，其中，所述外壁的透明部分由高质量光学玻璃制成。
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【专利技术属性】
技术研发人员：简，
申请(专利权)人：堀场仪器株式会社，
类型：发明
国别省市：
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