[发明专利]颗粒表征仪器

说明书

一种颗粒表征仪器(200)，包括：光源(201)、样品池(202)、在光源(201)和样品池(202)之间的光学元件(204)以及检测器(203)。光学元件(204)配置为修改来自光源(201)的光以生成修改束(207)，所述修改束(207)：a)与自身干涉以沿照射轴(206)在样品池(202)中生成有效束(208)，和b)在远场中发散以沿照射轴(206)产生暗区域(209)，所述暗区域在距样品池(202)一定距离处基本上不被照射。检测器(203)，在距样品池(202)一定距离处，并配置为检测被样品池(202)中的样品从有效束(208)散射的光，检测器(203)定位成检测沿与照射轴(206)成0°至10°的角度的散射轴(306)的前向或后向散射的光。

技术领域

本发明涉及一种用于表征颗粒的仪器，特别是涉及一种通过检测从含有颗粒的样品散射的光来表征颗粒的仪器。

背景技术

样品散射的光用于各种实验技术以确定样品中颗粒的性质。例如，电泳光散射、动态光散射、消偏振动态光散射和静态光散射都可用于获取颗粒的性质，诸如颗粒形状、颗粒大小分布或分子量。

通常，这样的实验涉及用光源照射样品，并在明确的检测角度处检测从样品散射的光的强度。参考照射光束的方向来测量散射角，照射光束的方向定义了零轴，其也可以称为照射轴，根据照射轴可以测量散射的角度。

对于某些应用，希望以低角度(例如相对于照射轴10°)测量散射的光。在低角度处检测散射光可能是困难的。照射光束沿照射轴继续穿过样品。从入射光分离散射光可能是具有挑战性的，特别是如果入射光和散射光的波长和偏振相同的话。因此，诸如低角度光散射(LALS)之类的低角度技术检测以非零角度散射的光，并且假设在小的非零角度处的散射光的强度与零角度散射光的强度相同(即，在照射光束的传播方向上沿照射轴从样品散射的光)。这些假设限制了根据这些测量确定的颗粒特性的准确度。

照射光还限制了后向散射光的检测。与照射轴成180°或近似180°散射的光(“π散射光”)与射入的入射光重合。入射光不仅使隔离散射变得困难，而且也使定位检测器以测量遮蔽入射光的散射风险困难。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种颗粒表征仪器，包括：光源；限定样品位置的样品承载件；光学元件，所述光学元件位于光源和样品承载件之间，所述光学元件配置为修改来自光源的光以生成修改束，所述修改束：a)与自身干涉以在样品位置处生成有效束；b)在远场中发散以沿照射轴产生暗区域，所述暗区域在距样品位置一定距离处基本上不被照射；以及检测器，在距样品位置一定距离处，所述检测器配置为检测被样品位置处的样品从有效束散射的光，所述检测器定位成检测沿与照射轴成0°到10°的角度的散射轴的前向或后向散射光。

所述样品承载件可包括用于保持液滴或液体样品的液滴表面。样品承载件可包括池或比色皿或样品支架以用于安装样品。样品位置可以是固定点，或者可以是体积，例如比色皿的样品体积。

根据本发明的第二方面，提供了一种颗粒表征仪器，包括：光源；样品池；光学元件，位于光源和样品池之间，所述光学元件配置为修改来自光源的光以生成修改束，所述修改束：a)与自身干涉以在样品池中生成沿照射轴传播的有效束，以及b)在远场中发散以沿照射轴产生暗区域，所述暗区域在距样品池一定距离处基本上不被照射；以及检测器，在距样品池一定距离处，所述检测器配置为检测被样品池中的样品从有效束散射的光，所述检测器定位成检测沿与照射轴成0°到10°的角度的散射轴的前向或后向散射光。

样品池可包括用于保持液滴或液体样品的液滴表面。样品池可包括比色皿。样品池可以限定样品位置。样品位置可以是固定点，或者可以是体积，例如比色皿的样品体积。