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JP2011002265A - Device and method for measuring particle size - Google Patents

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JP2011002265A
JP2011002265A JP2009143778A JP2009143778A JP2011002265A JP 2011002265 A JP2011002265 A JP 2011002265A JP 2009143778 A JP2009143778 A JP 2009143778A JP 2009143778 A JP2009143778 A JP 2009143778A JP 2011002265 A JP2011002265 A JP 2011002265A
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JP
Japan
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diffracted light
light intensity
particle size
voltage
particles
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Pending
Application number
JP2009143778A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichiro Totoki
慎一郎 十時
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Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
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Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
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Abstract

【課題】 セルに粒子群が付着しても、粒子径の分布を高精度で算出することができる粒子径測定装置を提供する。
【解決手段】 試料を収容するセル1と、電圧を印加する電源3と、電源3からの電圧印加によりセル1内に空間周期的に変化する電界を形成する電極2と、試料に測定光を照射する光源4と、試料に測定光を照射することにより発生する回折光による回折光強度を検出する検出器151と、電源3から電極2に印加する電圧を停止することにより、媒体中で被測定粒子群に拡散を生じさせる印加電圧制御部31と、回折光強度の時間変化に基づいて、被測定粒子群の粒子径の分布を算出する粒子径算出部35とを備える粒子径測定装置10であって、粒子径算出部35は、拡散開始時間から設定時間が経過したときの回折光強度を、媒体中に被測定粒子群が均一に分散しているときに得られる回折光強度のベースラインとする。
【選択図】図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a particle size measuring device capable of calculating a particle size distribution with high accuracy even when a particle group adheres to a cell.
A cell for containing a sample, a power source 3 for applying a voltage, an electrode 2 for forming an electric field that changes spatially in the cell 1 by applying a voltage from the power source 3, and measuring light for the sample. By stopping the voltage applied to the electrode 2 from the power source 3 and the detector 151 for detecting the diffracted light intensity due to the diffracted light generated by irradiating the sample with the measurement light, the light source 4 to be irradiated is measured in the medium. Particle size measuring apparatus 10 comprising an applied voltage control unit 31 that causes diffusion in the measurement particle group, and a particle size calculation unit 35 that calculates the particle size distribution of the particle group to be measured based on the temporal change of the diffracted light intensity. In this case, the particle size calculation unit 35 calculates the diffracted light intensity when the set time has elapsed from the diffusion start time as a base of the diffracted light intensity obtained when the measured particle group is uniformly dispersed in the medium. Line.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、光学的手法(例えば、誘導回折格子法(IG法)等)を用いて被測定粒子群の粒子径の分布を算出する粒子径測定装置及び粒子径測定方法に関し、特に媒体中で形成した被測定粒子群の粒子密度分布による過渡的な回折格子(以下、「密度回折格子」ともいう)を利用して、被測定粒子群の拡散係数を算出し、さらには拡散係数から粒子径の分布を算出する粒子径測定装置及び粒子径測定方法に関する。   The present invention relates to a particle size measuring apparatus and a particle size measuring method for calculating a particle size distribution of a group of particles to be measured using an optical technique (for example, an induction diffraction grating method (IG method), etc.). Using a transient diffraction grating (hereinafter also referred to as “density diffraction grating”) based on the particle density distribution of the formed particle group to be measured, the diffusion coefficient of the particle group to be measured is calculated. The present invention relates to a particle size measuring apparatus and a particle size measuring method for calculating the distribution of the particle size.

媒体(例えば、水等の液体や、ゲル等)中に分散させた粒子群の粒子径dの測定は、製薬や化学や研磨剤やセラミックスや顔料等の粒子径dが品質に影響を与える製品について行われている。さらに、粒子径dが100nm以下である粒子は、一般にナノ粒子と称され、同じ材質であっても通常のバルク物質とは異なる性質を表すことから、さまざまな分野で利用され始めている。   Measurement of particle size d of particles dispersed in a medium (eg, liquid such as water, gel, etc.) is a product whose particle size d such as pharmaceutical, chemical, abrasive, ceramics and pigments affects quality. Has been done about. Furthermore, particles having a particle diameter d of 100 nm or less are generally referred to as nanoparticles, and even if they are the same material, they exhibit properties different from ordinary bulk materials, and thus are beginning to be used in various fields.

ナノ粒子の粒子径dを測定する測定方法として、媒体中に粒子群を分散させた試料に、空間周期パターンを有する電界分布を発生させることによって、粒子群を誘電泳動作用(若しくは電気泳動作用)で移動させることで、媒体中に粒子群の密な領域と疎な領域とが周期的に並ぶ密度回折格子を形成させて、この密度回折格子にレーザ光(測定光)を照射することによって、密度回折格子による回折光強度Iを検出した後、電界分布を発生させることを停止することによって、媒体中で粒子群を拡散させることでぼやけていく密度回折格子による回折光強度Iの時間変化を計測することにより、粒子群の拡散係数Dを算出し、さらには拡散係数Dから粒子径dを算出する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 As a measurement method for measuring the particle diameter d of the nanoparticles, the electric field distribution having a spatial periodic pattern is generated in a sample in which the particles are dispersed in a medium, thereby causing the particles to undergo dielectrophoretic action (or electrophoretic action). By moving with the above, a density diffraction grating in which a dense region and a sparse region of particle groups are periodically arranged in a medium is formed, and laser light (measurement light) is irradiated to the density diffraction grating, after detecting the diffracted light intensity I 0 due to the density grating, by stopping to generate an electric field distribution, the time of the diffracted light intensity I t by density diffraction grating go blurred by diffusing particles in a medium A method is disclosed in which the diffusion coefficient D of the particle group is calculated by measuring the change, and further the particle diameter d is calculated from the diffusion coefficient D (see, for example, Patent Document 1).

このような測定方法によれば、粒子径dが小さくなればなるほど拡散係数Dが大きくなるので、形成した密度回折格子が早く消失することを利用している。具体的には、電界分布を発生させることを停止した拡散開始時間tから密度回折格子が消失するときまでの間、試料にレーザ光を照射して回折光強度Iを検出しつづけることにより、回折光強度Iの時間変化を計測している。
図7(a)は、電圧値Vと時間tとの関係を示すグラフであり、図7(b)は、回折光強度Iと時間tとの関係を示すグラフである。なお、図7(a)では、周波数fと電圧値Vと印加時間Δtとの電圧を印加している。そして、印加時間Δtの開始時間が誘電泳動作用開始時間tとなるとともに、印加時間Δtの終了時間が拡散開始時間tとなり、拡散開始時間tに検出された回折光強度Iが回折光強度Iとなる。
According to such a measuring method, since the diffusion coefficient D increases as the particle diameter d decreases, the fact that the formed density diffraction grating disappears earlier is utilized. Specifically, until when the density grating disappears that to generate an electric field distribution from the diffusion start time t 0 of stopping, by continuing to detect the diffracted light intensity I t by irradiating a laser beam to the sample , it measures the time change of the diffracted light intensity I t.
FIG. 7A is a graph showing the relationship between the voltage value V and time t, and FIG. 7B is a graph showing the relationship between the diffracted light intensity I and time t. In FIG. 7 (a), by applying a voltage between the frequency f n and the voltage value V n and the applied time Delta] t n. Then, the start time of the application time Delta] t n is the dielectrophoretic effect start time t s, end time becomes 0 diffusion start time t of the application time Delta] t n, detected spreading start time t 0 diffracted light intensity I t Becomes the diffracted light intensity I 0 .

そして、回折光強度Iの時間変化から拡散係数Dを算出するために、下記式(1)を用いている。
=Iexp(−2Dqt)・・・・・(1)
ここで、q=2π/Λ、tは拡散開始時間tから経過した時間、Iは拡散開始時間tに検出された回折光強度、Iは時間tに検出された回折光強度、Λは密度回折格子の格子間隔である。
次に、拡散係数Dを算出したら、下記式(2)で示すアインシュタインストークスの関係を用いて、絶対温度Tと媒体の粘度μとを入力することにより、拡散係数Dから粒子径dを算出している。
D= KT/ 3πμd ・・・・・(2)
ここで、Kはボルツマン定数である。
Then, in order to calculate the diffusion coefficient D from the time change of the diffracted light intensity I t, and using the following equation (1).
I t = I 0 exp (−2Dq 2 t) (1)
Here, q = 2π / Λ, t is time elapsed from the diffusion starting time t 0, I 0 is the diffracted light intensity detected in the diffusion starting time t 0, I t is the diffracted light intensity detected in the time t, Λ is the grating spacing of the density diffraction grating.
Next, after calculating the diffusion coefficient D, the particle diameter d is calculated from the diffusion coefficient D by inputting the absolute temperature T and the viscosity μ of the medium using the Einstein-Stokes relationship represented by the following formula (2). ing.
D = K B T / 3πμd ····· (2)
Here, K B is the Boltzmann constant.

図8は、このような測定方法を用いる粒子径測定装置の全体構成を示す概略構成ブロック図である。また、図2は、試料キュベット(セル)の一例を示す斜視図である。
粒子径測定装置100は、試料が収容される試料キュベット1と、試料キュベット1に設けられている電極対2に対して交流電圧を印加する交流電源3と、試料キュベット1に対してレーザ光(測定光)を照射するレーザ光源4と、第1次の回折光強度Iを検出するための検出光学系150と、増幅器6と、粒子径測定装置100全体を制御する制御部70とを備える。
FIG. 8 is a schematic block diagram showing the overall configuration of a particle size measuring apparatus using such a measuring method. FIG. 2 is a perspective view showing an example of a sample cuvette (cell).
The particle size measuring apparatus 100 includes a sample cuvette 1 in which a sample is accommodated, an AC power source 3 that applies an AC voltage to an electrode pair 2 provided in the sample cuvette 1, and a laser beam ( comprises a laser light source 4 for irradiating the measurement light), a detection optical system 150 for detecting the first-order diffracted light intensity I t, an amplifier 6, and a control unit 70 for controlling the entire particle diameter measuring device 100 .

試料キュベット1は、長方形状の底面12と、4個の側壁11とを有するガラス製のものであり、光透過性を有する。そして、試料キュベット1の内部には、試料が収容されるようになっている。
試料キュベット1の一つの側壁11の表面(内面)には、電極対2が形成されている。図3は、電極対2が形成された側壁11の一例を示す平面図であり、図4は、試料キュベットの断面の一部を示す断面図である。
電極対2は、左側電極21と右側電極22とからなる。
左側電極21は、幅L(例えば、1μm)の直線状の電極片21aが間隔を空けて平行に並べられるとともに、これらの電極片21aの外側の片側端どうしを電気的に接続する直線状の接続部21bが設けられ、いわゆる櫛型電極を形成している。
右側電極22についても左側電極21と同様であり、幅L(例えば、1μm)の直線状の電極片22が間隔を空けて平行に並べられるとともに、これらの電極片22aの外側の片側端どうしを電気的に接続する直線状の接続部22bが設けられ、いわゆる櫛型電極を形成している。
そして、電極片21aと電極片22aとの各間隔が、それぞれ一定距離S(例えば、1μm)を空けて配置される。
また、接続部21bの上端部と接続部22bの上端部とには、交流電源3が接続される。
The sample cuvette 1 is made of glass having a rectangular bottom surface 12 and four side walls 11, and has light transmittance. A sample is accommodated in the sample cuvette 1.
An electrode pair 2 is formed on the surface (inner surface) of one side wall 11 of the sample cuvette 1. FIG. 3 is a plan view showing an example of the side wall 11 on which the electrode pair 2 is formed, and FIG. 4 is a cross-sectional view showing a part of the cross section of the sample cuvette.
The electrode pair 2 includes a left electrode 21 and a right electrode 22.
The left electrode 21 has a linear electrode piece 21a having a width L (for example, 1 μm) arranged in parallel with a space therebetween, and a linear electrode piece that electrically connects the outer side ends of the electrode pieces 21a. A connecting portion 21b is provided to form a so-called comb electrode.
The right electrode 22 is the same as the left electrode 21, and linear electrode pieces 22 having a width L (for example, 1 μm) are arranged in parallel with a space therebetween, and the outer ends of these electrode pieces 22a are connected to each other. A linear connection portion 22b for electrical connection is provided to form a so-called comb-shaped electrode.
And each space | interval of the electrode piece 21a and the electrode piece 22a is arrange | positioned at predetermined distance S (for example, 1 micrometer), respectively.
Further, the AC power source 3 is connected to the upper end portion of the connection portion 21b and the upper end portion of the connection portion 22b.

これにより、電極対2に交流電源3からの交流電圧が印加されることにより、試料キュベット1内に電界分布が形成される。すると、電気力線が集中する電極片21aと電極片22aとの間に、誘電泳動によって粒子群が凝集する。一方、電極片21aと電極片21aとの間と、電極片22aと電極片22aとの間とには、誘電泳動によって粒子群が存在しなくなる。よって、粒子群が凝集する領域Pは、格子間隔Λとなるように形成される(図4a参照)。すなわち、粒子群が凝集する領域Pは、他の領域より粒子密度が高くなり、屈折率が異なることから、格子間隔Λの密度回折格子が形成される。
また、電極対2に交流電源3からの交流電圧が印加されなければ、試料キュベット1内に電界分布が形成されないので、電気力線が集中する領域もなく、粒子群は媒体中で均一に存在する(図4b参照)。すなわち、粒子密度が均一になり、屈折率が同じになっている。
Thus, an electric field distribution is formed in the sample cuvette 1 by applying an AC voltage from the AC power source 3 to the electrode pair 2. Then, a group of particles aggregates due to dielectrophoresis between the electrode piece 21a and the electrode piece 22a where electric lines of force concentrate. On the other hand, no particle group exists due to dielectrophoresis between the electrode pieces 21a and 21a and between the electrode pieces 22a and 22a. Therefore, the region P in which the particle group is aggregated is formed so as to have a lattice interval Λ (see FIG. 4a). That is, the region P in which the particle group is aggregated has a higher particle density than the other regions and has a different refractive index, so that a density diffraction grating having a lattice interval Λ is formed.
Further, if an AC voltage from the AC power source 3 is not applied to the electrode pair 2, an electric field distribution is not formed in the sample cuvette 1, so there is no region where electric lines of force are concentrated, and particles are present uniformly in the medium. (See FIG. 4b). That is, the particle density is uniform and the refractive index is the same.

なお、電極対2の材料としては、例えば、ITO等が挙げられ、ITOの屈折率は2.0程度であり、試料キュベット1の側壁11の材料として高屈折率ガラス(例えば、商品名「s−LAH79」;オハラ社製;屈折率2.0)を用いることで、電極対2と側壁11との屈折率差をなくすことにより、レーザ光の照射時に電極対2による回折光が発生することを抑えることができる。   Examples of the material of the electrode pair 2 include ITO, and the refractive index of ITO is about 2.0. As a material of the side wall 11 of the sample cuvette 1, a high refractive index glass (for example, a trade name “s -LAH79 "; manufactured by OHARA; refractive index 2.0) eliminates the refractive index difference between the electrode pair 2 and the side wall 11, thereby generating diffracted light by the electrode pair 2 during laser light irradiation. Can be suppressed.

交流電源3には、粒子群に誘電泳動を引き起こすことができる周波数fと電圧値Vと印加時間Δtとの交流電圧が印加できる交流電源が用いられる。具体的には、電圧値1〜100V、周波数10kHz〜10MHz程度のうちから自由に選択して、選択した交流電圧を印加できる交流電源等を使用する。
レーザ光源4は、粒子群に応じて種類を選択すればよいが、例えば、He−Neレーザ光源(波長λ=0.6328μm)である。そして、試料キュベット1にレーザ光が照射される。
As the AC power source 3, an AC power source capable of applying an AC voltage having a frequency f n , a voltage value V n and an application time Δt n that can cause dielectrophoresis in the particle group is used. Specifically, an AC power source or the like that can be freely selected from a voltage value of 1 to 100 V and a frequency of about 10 kHz to 10 MHz and can apply the selected AC voltage is used.
The type of the laser light source 4 may be selected according to the particle group. For example, it is a He—Ne laser light source (wavelength λ = 0.6328 μm). Then, the sample cuvette 1 is irradiated with laser light.

検出光学系150は、第1次の回折光強度Iを検出する検出器151と、不要なノイズ光を避けるために直径1mmの円形状(面積:0.785mm)のピンホールを有するピンホール板152と、レーザ光源4の光軸Lの位置を把握するための光軸調整用受光部153とからなる。
検出器151は、1個のフォトダイオード(受光素子)からなる。そして、検出器151の直前には、レーザ光源4から出射されたレーザ光のうち、粒子群による密度回折格子で回折した次数mの回折光のみを検出するように、ピンホールが配置される。
ここで、密度回折格子の格子間隔Λ、レーザ光の波長λ、回折角θ、次数mとすると、下記式(3)が成立する。
mλ=Λ・sinθ・・・・・(3)
よって、例えば、λ=0.6328μm、Λ=3μmとしたとき、m=1次の回折光はθ≒12°に現れるので、光軸Lに対して角度θ≒12°となる光が、ピンホールを通過するように、ピンホール板152が配置される。
Detecting optical system 150 includes a detector 151 for detecting the first-order diffracted light intensity I t, circular diameter 1mm to avoid unnecessary noise light (area: 0.785 mm 2) pins having a pin hole It comprises a hall plate 152 and an optical axis adjusting light receiving portion 153 for grasping the position of the optical axis L of the laser light source 4.
The detector 151 is composed of one photodiode (light receiving element). In front of the detector 151, a pinhole is arranged so as to detect only the diffracted light of the order m diffracted by the density diffraction grating by the particle group out of the laser light emitted from the laser light source 4.
Here, when the lattice spacing Λ of the density diffraction grating, the wavelength λ of the laser beam, the diffraction angle θ, and the order m, the following formula (3) is established.
mλ = Λ · sinθ (3)
Therefore, for example, when λ = 0.6328 μm and Λ = 3 μm, m = 1st-order diffracted light appears at θ≈12 °, so that light having an angle θ≈12 ° with respect to the optical axis L is pinned. A pinhole plate 152 is disposed so as to pass through the hole.

ところで、上述したような測定方法では、粒子径dが互いに同じである粒子を含む試料を評価しているため、拡散開始時間tから密度回折格子が消失するときまでの間、拡散係数Dは一定であるので、拡散係数Dを算出することで粒子径dを算出することができる。
しかしながら、粒子径dが均一でない粒子群を含む試料(例えば、異なる粒子径を有するm種類の粒子群が混合された試料や、バラツキのある粒子径を有する粒子群を含む試料等)を評価する場合には、異なる拡散係数Dを示す粒子群が混合されているため、上述したような測定方法を単純に適用することができない。
By the way, in the measurement method as described above, since the sample containing particles having the same particle diameter d is evaluated, the diffusion coefficient D is from the diffusion start time t 0 to the time when the density diffraction grating disappears. Since it is constant, the particle diameter d can be calculated by calculating the diffusion coefficient D.
However, a sample including a particle group having a non-uniform particle diameter d (for example, a sample in which m kinds of particle groups having different particle diameters are mixed, a sample including a particle group having a varied particle diameter, or the like) is evaluated. In this case, since the particle groups having different diffusion coefficients D are mixed, the above-described measurement method cannot be simply applied.

そこで、本出願人は、上述したような測定方法を用いて、粒子径dが均一でない粒子群を含む試料(つまり多分散系)を測定することで、粒子径dの分布を算出することができる解析方法を開示した(例えば、特許文献2参照)。
例えば、下記式(4)を用いてm種類の粒子径dによる密度回折格子の消滅過程を表現して、最小二乗法等の数値解析法によってm種類の粒子径dの存在比を解くことにより、粒子径dの分布を算出する。
Therefore, the applicant can calculate the distribution of the particle diameter d by measuring a sample (that is, a polydisperse system) including a particle group having a non-uniform particle diameter d using the measurement method as described above. An analysis method that can be used has been disclosed (for example, see Patent Document 2).
For example, the following equation (4) is used to express the disappearance process of the density diffraction grating with m kinds of particle diameters d, and by solving the abundance ratio of the m kinds of particle diameters d by a numerical analysis method such as the least square method. The distribution of the particle diameter d is calculated.

ここで、mは試料中に含まれている粒子径dの種類数、φはm種類の粒子径dのうちのp番目の粒子径dの粒子群の電界位相、Dはm種類の粒子径dのうちのp番目の粒子径dの粒子群の拡散係数、q=2π/Λ、Λは密度回折格子の格子間隔、Nは密度回折格子の格子周期数、tは拡散開始時間tから経過した時間、Iは時間tに検出されたベースラインからの回折光強度の大きさである。 Here, m is the number of types of particle diameter d contained in the sample, φ p is the electric field phase of the particle group having the p-th particle diameter d out of the m types of particle diameters d, and D p is m types. The diffusion coefficient of the particle group of the p-th particle diameter d out of the particle diameter d, q = 2π / Λ, Λ is the lattice spacing of the density diffraction grating, N is the number of lattice periods of the density diffraction grating, and t is the diffusion start time t time elapsed from 0, I t is the magnitude of the diffracted light intensity from baseline were detected time t.

特開2006−84207号公報JP 2006-84207 A 国際公開WO2008/155854号公報International Publication WO2008 / 155854

ところで、上述したような解析方法で粒子径dの分布を算出する際に、媒体中に粒子群が均一に分散しているときに得られる回折光強度Iのベースライン等の初期値を入力する必要がある。よって、従来の解析方法では、交流電源3から電極対2に電圧を印加する前の回折光強度Iを、媒体中に粒子群が均一に分散しているときに得られる回折光強度Iのベースラインとしていた。 Meanwhile, when calculating the distribution of the particle diameter d in the analysis method described above, the input initial values of the baseline or the like of the diffracted light intensity I s obtained when the particles are uniformly dispersed in a medium There is a need to. Therefore, in the conventional analysis method, the diffracted light intensity I t before the voltage is applied from the AC power source 3 to the electrode pair 2 is used as the diffracted light intensity I t obtained when the particles are uniformly dispersed in the medium. Was the baseline.

しかしながら、測定を行う際に、電極片21aと電極片22aとの間に、誘電泳動によって粒子群が凝集するようにしているので、側壁11に粒子群が付着しやすく、その結果、側壁11に粒子群が付着してしまうことがあった。そして、交流電源3から電極対2に電圧を印加することを停止しても、付着した粒子群は、図4cに示すように媒体中を自由に移動しない。よって、側壁11に粒子群が付着した際には、粒子径dの分布を算出しても精度が落ちるという問題点があった。   However, when the measurement is performed, the particle group is likely to aggregate between the electrode piece 21a and the electrode piece 22a by the dielectrophoresis. Particle groups sometimes adhered. And even if it stops applying a voltage to the electrode pair 2 from the AC power supply 3, the adhered particle group does not move freely in the medium as shown in FIG. 4c. Therefore, when the particle group adheres to the side wall 11, there is a problem that accuracy is lowered even if the distribution of the particle diameter d is calculated.

また、粒子径dの分布を正確に算出するために、試料キュベット1を配置したまま、測定を何回(例えば、10回等)も繰り返すことがあるが、そのときに交流電源3から電極対2に電圧を印加する前の回折光強度Iが、ベースライン上限値Ith以上であると判定した場合には、試料キュベット1を洗浄するように表示装置等に報告する粒子径測定装置も考えられる。なお、試料キュベット1に付着した粒子群の量が多くなったことを把握するだけで、試料キュベット1に粒子群が少しでも付着すれば、粒子径dの分布を高精度で算出することはできない。 Further, in order to accurately calculate the distribution of the particle diameter d, the measurement may be repeated many times (for example, 10 times) while the sample cuvette 1 is placed. the diffracted light intensity I s before application of a voltage to 2, when it is determined that baseline limit I th or more, also the particle diameter measuring device for reporting on a display device or the like to clean the sample cuvette 1 Conceivable. Note that the distribution of the particle diameter d cannot be calculated with high accuracy if only a small amount of particles adhere to the sample cuvette 1 just by grasping that the amount of particles attached to the sample cuvette 1 has increased. .

本件発明者らは、上記課題を解決するために、セルに粒子群が付着しても、粒子径dの分布を高精度で算出することができる方法について検討を行った。図5(a)は、電圧値Vと時間tとの関係を示すグラフであり、図5(b)は、試料キュベット1の側壁11に粒子群が付着した際に得られる回折光強度Iと時間tとの関係を示すグラフである。
図5(b)に示すように、試料キュベット1の側壁11に粒子群が付着した際には、交流電源3から電極対2に電圧を印加する前の回折光強度Iは、回折光強度Iとなり、1回目の測定の拡散開始時間tから充分な時間が経過したときの回折光強度Iは、回折光強度Ib1となった。つまり、拡散開始時間tから充分な時間が経過したときの回折光強度Iは、試料キュベット1の側壁11に粒子群が付着したままであるので、回折光強度Iにならなかった。
そこで、試料キュベット1の側壁11に付着した粒子群は、拡散係数Dに寄与していないので、1回目の測定では、拡散開始時間tから設定時間が経過したときの回折光強度Ib1を、媒体中に粒子群が均一に分散しているときに得られる回折光強度Iのベースラインとすることを見出した。
In order to solve the above problems, the present inventors have studied a method that can calculate the distribution of the particle diameter d with high accuracy even when a particle group adheres to the cell. FIG. 5A is a graph showing the relationship between the voltage value V and the time t, and FIG. 5B shows the diffracted light intensity I obtained when the particle group adheres to the side wall 11 of the sample cuvette 1. It is a graph which shows the relationship with time t.
As shown in FIG. 5 (b), when the particles adhered to the side walls 11 of the sample cuvette 1, the diffracted light intensity I t before application of a voltage from the AC power supply 3 to the electrode pair 2, the diffracted light intensity the diffracted light intensity I t when I s, and the sufficient time from the diffusion start time t 0 of the first measurement has elapsed became diffracted light intensity I b1. That is, the diffracted light intensity I t when sufficient time has elapsed from the diffusion starting time t 0, since there remains a particle group attached to the side wall 11 of the sample cuvette 1, I did not become diffracted light intensity I s.
Therefore, since the particle group attached to the side wall 11 of the sample cuvette 1 does not contribute to the diffusion coefficient D, in the first measurement, the diffracted light intensity I b1 when the set time has elapsed from the diffusion start time t 0 is obtained. , it found that the baseline of the diffracted light intensity I t obtained when particles in a medium is uniformly dispersed.

すなわち、本発明の粒子径測定装置は、被測定粒子群を媒体中に含有する試料を収容するセルと、電圧を印加する電源と、前記電源からの電圧印加によりセル内に空間周期的に変化する電界を形成する電極と、前記電界により媒体中で被測定粒子群に電気的な泳動を生じさせた状態で、前記試料に測定光を照射する光源と、前記試料に測定光を照射することにより発生する回折光による回折光強度を検出する検出器と、前記電源から電極に印加する電圧を停止することにより、前記媒体中で被測定粒子群に拡散を生じさせることで、前記回折光に変化を生じさせる印加電圧制御部と、前記電圧を停止したときである拡散開始時間の回折光強度からの回折光強度の時間変化に基づいて、前記被測定粒子群の粒子径の分布を算出する粒子径算出部とを備える粒子径測定装置であって、前記粒子径算出部は、前記拡散開始時間から設定時間が経過したときの回折光強度を、前記媒体中に被測定粒子群が均一に分散しているときに得られる回折光強度のベースラインとするようにしている。   That is, the particle size measuring apparatus of the present invention includes a cell that contains a sample containing a group of particles to be measured in a medium, a power source that applies a voltage, and a spatial periodic change in the cell by applying a voltage from the power source. An electrode for forming an electric field, a light source for irradiating the sample with measurement light in a state in which electrophoretic migration is caused in the measured particle group in the medium by the electric field, and irradiating the sample with measurement light By detecting the intensity of the diffracted light generated by the diffracted light generated by the light source and stopping the voltage applied to the electrode from the power source, the measured particle group is diffused in the medium, thereby causing the diffracted light to Based on the applied voltage control unit that causes the change and the temporal change in the diffracted light intensity from the diffracted light intensity at the diffusion start time when the voltage is stopped, the particle size distribution of the measured particle group is calculated. Particle size calculator A particle size measuring apparatus comprising: a particle size calculation unit, wherein the measured particle group is uniformly dispersed in the medium with the diffracted light intensity when a set time has elapsed from the diffusion start time. The baseline of the diffracted light intensity obtained in (1) is used.

ここで、「電気的な泳動」としては、例えば、荷電した被測定粒子群に電圧を印加して電気的に被測定粒子群を泳動させる静電泳動や、分極した被測定粒子群に電圧を印加して電気的に被測定粒子群を泳動させる誘電泳動等が挙げられる。
また、「測定光」としては、レーザ光が好ましいが、これに限らず、LEDによる光、分光器で分光された光、干渉フィルタやバンドパスフィルタ等で波長範囲が制限された光を用いてもよい。
そして、「媒体」としては、内部で被測定粒子群が泳動できるものであればよく、例えば、水や油等の液体や、ゲルや、固体等が挙げられる。
さらに、「設定時間」としては、電源から電極に印加する電圧を停止することにより、媒体中で被測定粒子群に拡散を生じさせるが、セル又は電極に付着した被測定粒子群を除いて、被測定粒子群が均一に分散する時間であればよく、予め充分に長い時間が決定されていたり、回折光強度の時間変化がほとんどなくなったと判定することから決定されたりしてもよい。
Here, as the “electrophoresis”, for example, an electrostatic migration in which a voltage is applied to a charged group of particles to be measured and the group of particles to be measured is electrophoresed, or a voltage is applied to a polarized group of particles to be measured. Examples thereof include dielectrophoresis in which a group of particles to be measured is electrophoresed by application.
The “measurement light” is preferably laser light, but is not limited to this, and light using an LED, light dispersed by a spectroscope, light having a wavelength range limited by an interference filter, a bandpass filter, or the like is used. Also good.
The “medium” is not limited as long as the particles to be measured can migrate inside, and examples thereof include liquids such as water and oil, gels, and solids.
Furthermore, as the “set time”, by stopping the voltage applied to the electrode from the power source, the measured particle group is diffused in the medium, except for the measured particle group attached to the cell or the electrode, It may be a time for the group of particles to be measured to be uniformly dispersed, and may be determined in advance by determining that a sufficiently long time has been determined in advance or that there is almost no change in the diffracted light intensity over time.

本発明の粒子径測定装置では、まず、被測定粒子群を媒体中に含有する試料をセル内に収容する。このとき、媒体中で被測定粒子群は均一に分散しているので、回折光強度Iは、非常に弱い回折光強度Iとなる。
次に、電圧を電極に印加することにより、セル内の空間に対して空間周期的に変化する電界を形成する。すると、被測定粒子群に電気的な泳動が生じることで、電界の空間周期に対応するように密な領域と疎な領域とが周期的に並ぶ空間周期的な濃度変化が発生し、すなわち被測定粒子群による密度回折格子が形成される。このとき、密度回折格子が安定して形成されているので、回折光強度Iは、非常に強い回折光強度Iとなる。
そして、印加電圧制御部は、電極へ印加する電圧を停止すると、空間周期的に変化する電界が消失するので、被測定粒子群は徐々に拡散していくことになる。つまり、密度回折格子が崩れてぼやけるようになる。このとき、回折光強度Iの時間的変化を検出する。その結果、電圧を停止した拡散開始時間tからの時間tと回折光強度Iとの関係が得られる。なお、回折光強度Iは、時間経過とともに減衰するようになっている。
In the particle size measuring apparatus of the present invention, first, a sample containing a group of particles to be measured in a medium is accommodated in a cell. At this time, since the particles to be measured in the medium are uniformly dispersed, the diffracted light intensity I t is a very weak diffracted light intensity I s.
Next, by applying a voltage to the electrodes, an electric field that varies spatially with respect to the space in the cell is formed. Then, electrophoretic migration occurs in the group of particles to be measured, resulting in a spatial periodic concentration change in which dense regions and sparse regions are periodically arranged so as to correspond to the spatial period of the electric field. A density diffraction grating is formed by the measurement particle group. In this case, the density diffraction grating is formed stably, the diffracted light intensity I t is a very strong diffracted light intensity I 0.
When the applied voltage control unit stops the voltage applied to the electrodes, the electric field that changes spatially disappears, so that the particle group to be measured gradually diffuses. That is, the density diffraction grating collapses and becomes blurred. In this case, to detect a temporal change in the diffracted light intensity I t. As a result, the relationship between the time t from the diffusion start time t 0 when the voltage is stopped and the diffracted light intensity I is obtained. The diffraction intensity I t is adapted to attenuate with time.

さらに、電極へ印加する電圧を停止してから設定時間が経過すると、回折光強度Iは、弱い回折光強度Ib1となる。このとき、セル又は電極に被測定粒子群が付着していなければ、電源から電極に電圧を印加する前の回折光強度Iになり、一方、セル又は電極に被測定粒子群が付着していれば、回折光強度Iにならない。
粒子径算出部は、回折光強度Iの時間的変化に基づいて、粒子径dの分布を算出することになるが、本実施形態では、電源から電極に電圧を印加する前の回折光強度Iを、回折光強度Iのベースラインとせずに、1回目の測定では、拡散開始時間tから設定時間が経過したときの回折光強度Ib1を、回折光強度Iのベースラインとする。
Furthermore, the time setting the voltage applied to the electrodes from the stop has passed, the diffracted light intensity I t is a weak diffraction intensity I b1. At this time, if the adhered particles to be measured into the cell or the electrode, becomes diffracted light intensity I s before application of a voltage to the electrodes from the power supply, while the particles to be measured in the cell or electrodes adhered lever, not to the diffracted light intensity I s.
The particle diameter calculation unit, based on the temporal change of the diffracted light intensity I t, but will calculate a particle size distribution d, in this embodiment, the diffracted light intensity before applying the voltage from the power source to the electrode the I s, without baseline of the diffracted light intensity I t, 1 time in measurement, diffracted light intensity I b1 when the time set from the spreading start time t 0 has elapsed, the baseline of the diffracted light intensity I t And

以上のように、本発明の粒子径測定装置によれば、セル又は電極に粒子群が付着しても、粒子径の分布を高精度で算出することができる。   As described above, according to the particle size measuring apparatus of the present invention, the particle size distribution can be calculated with high accuracy even if the particle group adheres to the cell or the electrode.

(その他の課題を解決するための手段および効果)
また、本発明の粒子径測定装置においては、前記拡散開始時間から設定時間が経過したときの回折光強度と、前記電源から電極に電圧を印加する前の回折光強度とに基づいて、前記セル又は電極への粒子群の付着量を予想することにより、前記セル又は電極を洗浄する洗浄時期を報告する付着量判定部を備えるようにしてもよい。
本発明の粒子径測定装置によれば、粒子径dの分布を正確に算出するために、セル又は電極を配置したまま、測定を何回も繰り返す際に、セル又は電極に付着していく粒子群の量の変化の様子を把握することができ、その結果、セル又は電極を洗浄する洗浄時期を適切に報告することができる。
(Means and effects for solving other problems)
Further, in the particle size measuring device of the present invention, based on the diffracted light intensity when a set time has elapsed from the diffusion start time and the diffracted light intensity before applying a voltage from the power source to the electrode, the cell Or you may make it provide the adhesion amount determination part which reports the washing | cleaning time which wash | cleans the said cell or an electrode by estimating the adhesion amount of the particle group to an electrode.
According to the particle size measuring apparatus of the present invention, in order to accurately calculate the distribution of the particle size d, particles that adhere to the cell or electrode when the measurement is repeated many times while the cell or electrode is placed. It is possible to grasp a change in the amount of the group, and as a result, it is possible to appropriately report the cleaning time for cleaning the cell or the electrode.

さらに、本発明の粒子径測定方法は、 被測定粒子群を媒体中に含有する試料を収容するセルと、電圧を印加する電源と、前記電源からの電圧印加によりセル内に空間周期的に変化する電界を形成する電極と、前記電界により媒体中で被測定粒子群に電気的な泳動を生じさせた状態で、前記試料に測定光を照射する光源と、前記試料に測定光を照射することにより発生する回折光による回折光強度を検出する検出器と、前記電源から電極に印加する電圧を停止することにより、前記媒体中で被測定粒子群に拡散を生じさせることで、前記回折光に変化を生じさせる印加電圧制御部と、前記電圧を停止したときである拡散開始時間の回折光強度からの回折光強度の時間変化に基づいて、前記被測定粒子群の粒子径の分布を算出する粒子径算出部とを備える粒子径測定装置を用いた粒子径測定方法であって、前記拡散開始時間から設定時間が経過したときの回折光強度を、前記媒体中に被測定粒子群が均一に分散しているときに得られる回折光強度のベースラインとするベースライン決定ステップを含むようにしている。   Further, the particle size measuring method of the present invention includes a cell that contains a sample containing a group of particles to be measured in a medium, a power source that applies a voltage, and a spatial periodic change in the cell by applying a voltage from the power source. An electrode for forming an electric field, a light source for irradiating the sample with measurement light in a state in which electrophoretic migration is caused in the measured particle group in the medium by the electric field, and irradiating the sample with measurement light By detecting the intensity of the diffracted light generated by the diffracted light generated by the light source and stopping the voltage applied to the electrode from the power source, the measured particle group is diffused in the medium, thereby causing the diffracted light to Based on the applied voltage control unit that causes the change and the temporal change in the diffracted light intensity from the diffracted light intensity at the diffusion start time when the voltage is stopped, the particle size distribution of the measured particle group is calculated. Particle size calculator A particle size measuring method using a particle size measuring apparatus comprising: when the set of particles to be measured are uniformly dispersed in the medium, the diffracted light intensity when a set time has elapsed from the diffusion start time The method includes a baseline determination step as a baseline of the diffracted light intensity obtained.

本発明の一実施形態である粒子径測定装置の全体構成を示す概略構成ブロック図である。1 is a schematic configuration block diagram showing an overall configuration of a particle size measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. 試料キュベットの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of a sample cuvette. 電極対が形成された側壁の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the side wall in which the electrode pair was formed. 試料キュベットの断面の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of cross section of a sample cuvette. 試料キュベットの断面の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of cross section of a sample cuvette. 試料キュベットの断面の一部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a part of cross section of a sample cuvette. 電圧値と時間との関係を示すグラフと、試料キュベットの側壁に粒子群が付着した際に得られる回折光強度と時間との関係を示すグラフとである。It is the graph which shows the relationship between a voltage value and time, and the graph which shows the relationship between the diffracted light intensity | strength obtained when a particle group adheres to the side wall of a sample cuvette, and time. 測定の回数と回折光強度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the frequency | count of a measurement, and diffracted light intensity. 電圧値と時間との関係を示すグラフと、回折光強度と時間との関係を示すグラフとである。It is the graph which shows the relationship between a voltage value and time, and the graph which shows the relationship between diffracted light intensity and time. 従来の粒子径測定装置の全体構成を示す概略構成ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the whole structure of the conventional particle diameter measuring apparatus.

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below, and it goes without saying that various aspects are included without departing from the spirit of the present invention.

図1は、本発明の一実施形態である粒子径測定装置の全体構成を示す概略構成ブロック図である。また、図2は、試料キュベット(セル)の一例を示す斜視図である。なお、粒子径測定装置100と同様のものについては、同じ符号を付している。
本実施形態は、被測定粒子群を媒体中に分散させた試料を測定することにより、被測定粒子群の粒子径dの分布を算出するものである。また、媒体の粘度μは既知であるものを使用している。そして、交流電圧を印加して誘電泳動により分極した被測定粒子群を媒体中で泳動させるものとする。
粒子径測定装置10は、試料が収容される試料キュベット1と、試料キュベット1に設けられている電極対2に対して交流電圧を印加する交流電源3と、試料キュベット1に対してレーザ光を照射するレーザ光源4と、第1次の回折光強度Iを検出するための検出光学系150と、増幅器6と、粒子径測定装置10全体を制御する制御部7とを備える。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing the overall configuration of a particle size measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing an example of a sample cuvette (cell). In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the thing similar to the particle diameter measuring apparatus 100. FIG.
In this embodiment, the distribution of the particle diameter d of the measured particle group is calculated by measuring a sample in which the measured particle group is dispersed in a medium. A medium having a known viscosity μ is used. Then, it is assumed that a group of particles to be measured that are polarized by dielectrophoresis by applying an AC voltage is migrated in the medium.
The particle diameter measuring apparatus 10 includes a sample cuvette 1 in which a sample is accommodated, an AC power source 3 that applies an AC voltage to an electrode pair 2 provided in the sample cuvette 1, and laser light to the sample cuvette 1. comprises a laser light source 4 for irradiating a detection optical system 150 for detecting the first-order diffracted light intensity I t, an amplifier 6, and a control unit 7 for controlling the overall particle size measurement device 10.

制御部7は、CPU30とメモリ40とを備え、さらにモニタ画面等を有する表示装置(図示せず)と、キーボードやマウス等を有する入力装置(図示せず)とが連結されている。
また、CPU30が処理する機能をブロック化して説明すると、交流電源3の制御を行う印加電圧制御部31と、レーザ光源4の制御を行うレーザ光源制御部32と、光強度Iを取り込む光強度取得制御部36と、試料キュベット1を洗浄する洗浄時期を報告する付着量判定部34と、粒子径dの分布を算出する粒子径算出部35とからなる。
The control unit 7 includes a CPU 30 and a memory 40, and is connected to a display device (not shown) having a monitor screen and an input device (not shown) having a keyboard, a mouse, and the like.
Further, the light intensity capturing will be described with blocking functions CPU30 processes, the applied voltage control unit 31 for controlling the AC power source 3, a laser light source controller 32 for controlling the laser light source 4, the light intensity I t The acquisition control unit 36 includes an adhesion amount determination unit 34 that reports a cleaning time for cleaning the sample cuvette 1, and a particle size calculation unit 35 that calculates a distribution of the particle size d.

レーザ光源制御部32は、試料キュベット1にレーザ光を照射(ON)したり照射停止(OFF)したりするようにレーザ光源4の制御を行う。
光強度取得制御部36は、検出器151で検出された第1次の回折光強度Iを検出する制御を行う。
印加電圧制御部31は、交流電圧を電極対2に印加するように交流電源3の制御を行う。これにより、印加電圧制御部31が、交流電圧を電極対2に印加すると、試料キュベット1内に電界分布が形成されるようになり、一方、交流電圧を電極対2に印加していないと、試料キュベット1内に電界分布が形成されないようになっている。
The laser light source control unit 32 controls the laser light source 4 so that the sample cuvette 1 is irradiated (ON) with laser light or stopped (OFF).
Light intensity acquisition control unit 36 performs control to detect the first-order diffracted light intensity I t detected by the detector 151.
The applied voltage control unit 31 controls the AC power supply 3 so as to apply an AC voltage to the electrode pair 2. Thereby, when the applied voltage control unit 31 applies an alternating voltage to the electrode pair 2, an electric field distribution is formed in the sample cuvette 1. On the other hand, if an alternating voltage is not applied to the electrode pair 2, An electric field distribution is not formed in the sample cuvette 1.

粒子径算出部35は、光強度取得制御部36で得られた回折光強度Iの時間変化に基づいて、媒体中における被測定粒子群の粒子径dの分布を算出する制御を行う。
例えば、回折光強度Iの時間変化と式(1)〜(4)に基づいて、粒子径dの分布を算出することになるが、本実施形態では、交流電源3から電極対2に交流電圧を印加する前の回折光強度Iを、回折光強度Iのベースラインとしない。よって、1回目の測定では、拡散開始時間tから設定時間Δtが経過したときの回折光強度Ib1を、回折光強度Iのベースラインとする。また、2回目の測定では、拡散開始時間tから設定時間Δtが経過したときの回折光強度Ib2を、回折光強度Iのベースラインとする。さらに、3回目の測定では、拡散開始時間tから設定時間Δtが経過したときの回折光強度Ib3を、回折光強度Iのベースラインとする。つまり、本実施形態では、測定毎に、拡散開始時間tから設定時間Δtが経過したときの回折光強度Iを、回折光強度Iのベースラインし、回折光強度Iのベースラインが変動していくことになる。
このとき、設定時間Δtは、予めメモリ40に例えば、拡散開始時間tから5分後等と記憶されていることになる。
また、回折光強度Ib1、回折光強度Ib2又は回折光強度Ib3が、ベースライン上限値Ith以上であると判定した場合には、表示装置等に報告する。
Particle diameter calculating unit 35 based on the time variation of the resulting diffracted light intensity I t at the light intensity acquisition control unit 36 performs control for calculating the distribution of the particle diameter d of the particles to be measured in the medium.
For example, based on the time change and the expression of the diffracted light intensity I t (1) ~ (4 ), but will calculate a particle size distribution d, in this embodiment, AC from the AC power supply 3 to the electrode pair 2 the diffracted light intensity I s before a voltage is applied, without the baseline of the diffracted light intensity I t. Therefore, the first measurement, the diffracted light intensity I b1 when the time set from the spreading start time t 0 Delta] t b has passed, the baseline of the diffracted light intensity I t. Further, in the second measurement, the diffracted light intensity I b2 of when the time set from the spreading start time t 0 Delta] t b has passed, the baseline of the diffracted light intensity I t. Furthermore, in the third measurement, the diffracted light intensity I b3 when the time set from the spreading start time t 0 Delta] t b has passed, the baseline of the diffracted light intensity I t. That is, in the present embodiment, for each measurement, the diffracted light intensity I b of when the time setting from the spreading start time t 0 Delta] t b has elapsed, then the baseline of the diffracted light intensity I t, based the diffracted light intensity I t The line will fluctuate.
At this time, setting time Delta] t b in advance in the memory 40 for example, will have been stored as 5 minutes after such diffusion start time t 0.
Further, when it is determined that the diffracted light intensity I b1 , the diffracted light intensity I b2 or the diffracted light intensity I b3 is equal to or higher than the baseline upper limit value I th, it is reported to the display device or the like.

付着量判定部34は、光強度取得制御部36で得られた回折光強度Iの時間変化に基づいて、試料キュベット1を洗浄する洗浄時期を報告する制御を行う。
例えば、交流電源3から電極対2に交流電圧を印加する前の回折光強度Iと、1回目の測定の拡散開始時間tから設定時間Δtが経過したときの回折光強度Ib1と、2回目の測定の拡散開始時間tから設定時間Δtが経過したときの回折光強度Ib2と、3回目の測定の拡散開始時間tから設定時間Δtが経過したときの回折光強度Ib3とに基づいて、図6に示すように測定の回数Nと回折光強度Iとの関係を示すグラフを作成して、試料キュベット1に付着していく粒子群の量の変化の様子を把握する。そして、試料キュベット1に付着した粒子群の量が多くなり、粒子径dの分布を正確に算出することができなくなるベースライン上限値Ithに達する測定の回数nを算出して、試料キュベット1を洗浄しなければならない洗浄時期(例えば、n−1回目の測定が可能であること等)を表示装置等に表示する。
Adhesion amount determination unit 34, based on the time variation of the resulting diffracted light intensity I t at the light intensity acquisition control unit 36 performs control to report cleaning time for cleaning the sample cuvette 1.
For example, the diffracted light intensity I s before applying an AC voltage from the AC power source 3 to the electrode pair 2 and the diffracted light intensity I b1 when a set time Δt b elapses from the diffusion start time t 0 of the first measurement. , a second diffracted light intensity I b2 of when the time set from the spreading start time t 0 Delta] t b has passed the measurement, diffracted light when the set time Delta] t b has elapsed from the diffusion start time t 0 of the third measurement Based on the intensity I b3 , a graph showing the relationship between the number of times of measurement N and the diffracted light intensity I is created as shown in FIG. 6, and the change in the amount of particles adhering to the sample cuvette 1 To figure out. And, the more the amount of group particles attached to the sample cuvette 1, and calculates the number n of measurements reaches the baseline limit I th, which makes it impossible to accurately calculate the distribution of the particle diameter d, the sample cuvette 1 Is displayed on a display device or the like.

以上のように、粒子径測定装置10によれば、試料キュベット1に被測定粒子群が付着しても、粒子径dの分布を高精度で算出することができる。また、粒子径dの分布を正確に算出するために、試料キュベット1を配置したまま、測定を何回も繰り返す際に、試料キュベット1に付着していく粒子群の量の変化の様子を把握することができ、その結果、試料キュベット1を洗浄する洗浄時期を適切に報告することができる。   As described above, according to the particle diameter measuring apparatus 10, the distribution of the particle diameter d can be calculated with high accuracy even when the measured particle group adheres to the sample cuvette 1. In addition, in order to accurately calculate the distribution of the particle diameter d, when the measurement is repeated many times while the sample cuvette 1 is placed, the state of change in the amount of particles attached to the sample cuvette 1 is grasped. As a result, the cleaning time for cleaning the sample cuvette 1 can be appropriately reported.

本発明は、媒体中で形成した被測定粒子群による密度回折格子を利用して、被測定粒子群の拡散係数を算出し、さらには拡散係数から粒子径の分布を算出する粒子径測定装置等に使用することができる。   The present invention uses a density diffraction grating formed of a measured particle group formed in a medium, calculates a diffusion coefficient of the measured particle group, and further calculates a particle size distribution from the diffusion coefficient, etc. Can be used for

1 試料キュベット(セル)
2 電極対
3 交流電源
4 レーザ光源
10 粒子径測定装置
31 印加電圧制御部
35 粒子径算出部
151 検出器
1 Sample cuvette (cell)
2 Electrode Pair 3 AC Power Supply 4 Laser Light Source 10 Particle Size Measuring Device 31 Applied Voltage Control Unit 35 Particle Size Calculation Unit 151 Detector

Claims (3)

被測定粒子群を媒体中に含有する試料を収容するセルと、
電圧を印加する電源と、
前記電源からの電圧印加によりセル内に空間周期的に変化する電界を形成する電極と、
前記電界により媒体中で被測定粒子群に電気的な泳動を生じさせた状態で、前記試料に測定光を照射する光源と、
前記試料に測定光を照射することにより発生する回折光による回折光強度を検出する検出器と、
前記電源から電極に印加する電圧を停止することにより、前記媒体中で被測定粒子群に拡散を生じさせることで、前記回折光に変化を生じさせる印加電圧制御部と、
前記電圧を停止したときである拡散開始時間の回折光強度からの回折光強度の時間変化に基づいて、前記被測定粒子群の粒子径の分布を算出する粒子径算出部とを備える粒子径測定装置であって、
前記粒子径算出部は、前記拡散開始時間から設定時間が経過したときの回折光強度を、前記媒体中に被測定粒子群が均一に分散しているときに得られる回折光強度のベースラインとすることを特徴とする粒子径測定装置。
A cell containing a sample containing a group of particles to be measured in a medium;
A power supply for applying voltage;
An electrode that forms an electric field that varies spatially in the cell by applying a voltage from the power source;
A light source for irradiating the sample with measurement light in a state in which electrophoretic migration is caused in the particles to be measured in the medium by the electric field;
A detector for detecting the intensity of diffracted light caused by diffracted light generated by irradiating the sample with measurement light;
An applied voltage control unit that causes a change in the diffracted light by causing the particles to be measured to diffuse in the medium by stopping the voltage applied to the electrode from the power source;
Particle size measurement comprising: a particle size calculation unit for calculating a particle size distribution of the group of particles to be measured based on a temporal change in the diffracted light intensity from the diffracted light intensity at the diffusion start time when the voltage is stopped A device,
The particle size calculation unit has a diffracted light intensity when a set time has elapsed from the diffusion start time, and a baseline of the diffracted light intensity obtained when the particles to be measured are uniformly dispersed in the medium. A particle diameter measuring apparatus characterized by:
前記拡散開始時間から設定時間が経過したときの回折光強度と、前記電源から電極に電圧を印加する前の回折光強度とに基づいて、前記セル又は電極への粒子群の付着量を予想することにより、前記セル又は電極を洗浄する洗浄時期を報告する付着量判定部を備えることを特徴とする請求項1に記載の粒子径測定装置。   Based on the diffracted light intensity when a set time has elapsed from the diffusion start time and the diffracted light intensity before applying a voltage from the power source to the electrode, the amount of particles attached to the cell or electrode is predicted. The particle size measuring apparatus according to claim 1, further comprising an adhesion amount determination unit that reports a cleaning time for cleaning the cell or the electrode. 被測定粒子群を媒体中に含有する試料を収容するセルと、
電圧を印加する電源と、
前記電源からの電圧印加によりセル内に空間周期的に変化する電界を形成する電極と、
前記電界により媒体中で被測定粒子群に電気的な泳動を生じさせた状態で、前記試料に測定光を照射する光源と、
前記試料に測定光を照射することにより発生する回折光による回折光強度を検出する検出器と、
前記電源から電極に印加する電圧を停止することにより、前記媒体中で被測定粒子群に拡散を生じさせることで、前記回折光に変化を生じさせる印加電圧制御部と、
前記電圧を停止したときである拡散開始時間の回折光強度からの回折光強度の時間変化に基づいて、前記被測定粒子群の粒子径の分布を算出する粒子径算出部とを備える粒子径測定装置を用いた粒子径測定方法であって、
前記拡散開始時間から設定時間が経過したときの回折光強度を、前記媒体中に被測定粒子群が均一に分散しているときに得られる回折光強度のベースラインとするベースライン決定ステップを含むことを特徴とする粒子径測定方法。
A cell containing a sample containing a group of particles to be measured in a medium;
A power supply for applying voltage;
An electrode that forms an electric field that varies spatially in the cell by applying a voltage from the power source;
A light source for irradiating the sample with measurement light in a state in which electrophoretic migration is caused in the particles to be measured in the medium by the electric field;
A detector for detecting the intensity of diffracted light caused by diffracted light generated by irradiating the sample with measurement light;
An applied voltage control unit that causes a change in the diffracted light by causing the particles to be measured to diffuse in the medium by stopping the voltage applied to the electrode from the power source;
Particle size measurement comprising: a particle size calculation unit for calculating a particle size distribution of the group of particles to be measured based on a temporal change in the diffracted light intensity from the diffracted light intensity at the diffusion start time when the voltage is stopped A particle diameter measuring method using an apparatus,
Including a baseline determination step in which the diffracted light intensity when a set time has elapsed from the diffusion start time is used as a baseline of the diffracted light intensity obtained when the particles to be measured are uniformly dispersed in the medium. A particle diameter measuring method characterized by the above.
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