[发明专利]用于测量粒子动态参数的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于测量粒子动态参数的方法和装置，例如，测量精子的平移速度和转速。此外，本发明还可以估算粒子的数目。

背景技术

本发明用于建立与溶液中粒子动力学/迁移率有关的参数，具体是生物实体，例如，细胞和包含精子的细胞器。分析精液中精子的动态参数和数目对于描述精子的特征是十分重要的，并构成评价男性生育能力的重要工具。

平移速度(速率)是指在检测区域或体积中粒子沿一个或多个方向的定向运动，因此，其程长远远大于观察长度。与平移速度形成对比的是布朗运动，布朗运动描述粒子沿所有方向的随机运动，即，其程长远远小于观察长度。

在US Patent No.5116125中公开一种用于确定精子活动性的方法，所述分析仪是基于动态激光散射。

另一种用于测量精子活动性的方法是利用视频摄像机监测精子并利用计算机基分析各个轨迹，对精子的运动进行分析。虽然这种类型的计算机辅助分析产生的健康状况参数与人工测试比较要快得多，但是这种分析有几个缺点，特别是相对于得到的参数有很大的差异，该参数是随精子浓度的增大而增大。

本发明的目的是提供这样一种方法和装置，它可以大大提高溶液中粒子动态参数的质量。此外，还可以准确地建立粒子的浓度。本发明在测量溶液中粒子的动态参数时是特别有利的，该溶液中包含低浓度粒子和高浓度粒子。

根据以下讨论的内容，其他的优点是显而易见的。

发明内容

按照本发明，我们提供一种用于测量溶液中粒子的动态参数和浓度的方法和装置，例如，在权利要求书中限定的精子。

更具体地说，本发明涉及用于测量粒子的浓度和动态或迁移率参数的方法，一种方法包括：检测检测场中的事件，该事件是由粒子产生的，和基于这些事件的起伏，计算相关函数。另一种方法包括：应用粒子相对于数字图像检测区的时间起伏的相关性分析。本发明还涉及一种用于测量粒子动态参数的方法，包括：利用能够产生数字图像的检测器检测粒子，和基于粒子相对于数字图像检测区的时间起伏，应用相关性分析。按照本发明的另一种方法涉及一种用于测量粒子动态参数的方法，包括：提供溶液中的粒子，光源，能够产生数字图像的检测器，计算装置；和应用相关分析，即，基于粒子相对于数字图像检测区的时间起伏，计算时间相关函数。

本发明还包括一种用于测量粒子动态或迁移率参数的装置，该装置包括：样本室，样本室包含有粒子的溶液，光源，至少包含一个检测场的位置灵敏检测器，计算装置，用于处理来自检测器的信号，其中粒子产生的事件是在检测场中被检测，并计算时间分辨的相关函数。在另一个实施例中，该装置包括：包含粒子溶液的样本室，光源，图像传感器，计算装置，用于处理来自传感器的信号，检测由图像传感器产生的数字图像上的粒子，和应用相关分析，即，基于粒子相对于数字图像检测区的时间起伏，计算(时间)相关函数。除了测量粒子在溶液中或另一种物理环境中的动态参数以外，该方法和装置还可用于计算样本溶液中出现的粒子数目和浓度。

在本发明中，利用检测场可以检测代表相关粒子的事件起伏。最好是，利用产生相关函数的相关性分析，分析粒子在数字运动图像中的时间起伏，所述相关函数给出该粒子的动态参数信息，例如，扩散时间，平移速度，转动频率，等等，和在体积单元中的粒子数目，即，浓度。利用上述的动态参数，可以估算粒子的迁移率。按照本发明，可以估算在溶液中出现的任何粒子或实体，其尺寸的范围是从分子到宏观尺度。若该粒子代表精子，则可以计算多个重要的动态参数，例如，称之为活动性的游泳速度，转动频率，和精子浓度。