[發明專利]用于測量粒子動態參數的方法和裝置

無效

• 申請號: 200680002485.1
• 申請日: 2006-01-17
• 公開（公告）號: CN101107508A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 魯道夫·里格爾;佩·里格爾;倫那特·尼桑
• 申請（專利權）人: 比奧菲斯股份公司
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 蔣世迅

技術領域

本發明涉及用于測量粒子動態參數的方法和裝置，例如，測量精子的平移速度和轉速。此外，本發明還可以估算粒子的數目。

背景技術

本發明用于建立與溶液中粒子動力學/遷移率有關的參數，具體是生物實體，例如，細胞和包含精子的細胞器。分析精液中精子的動態參數和數目對于描述精子的特征是十分重要的，并構成評價男性生育能力的重要工具。

平移速度(速率)是指在檢測區域或體積中粒子沿一個或多個方向的定向運動，因此，其程長遠遠大于觀察長度。與平移速度形成對比的是布朗運動，布朗運動描述粒子沿所有方向的隨機運動，即，其程長遠遠小于觀察長度。

在US?Patent?No.5116125中公開一種用于確定精子活動性的方法，所述分析儀是基于動態激光散射。

另一種用于測量精子活動性的方法是利用視頻攝像機監測精子并利用計算機基分析各個軌跡，對精子的運動進行分析。雖然這種類型的計算機輔助分析產生的健康狀況參數與人工測試比較要快得多，但是這種分析有幾個缺點，特別是相對于得到的參數有很大的差異，該參數是隨精子濃度的增大而增大。

本發明的目的是提供這樣一種方法和裝置，它可以大大提高溶液中粒子動態參數的質量。此外，還可以準確地建立粒子的濃度。本發明在測量溶液中粒子的動態參數時是特別有利的，該溶液中包含低濃度粒子和高濃度粒子。

根據以下討論的內容，其他的優點是顯而易見的。

發明內容

按照本發明，我們提供一種用于測量溶液中粒子的動態參數和濃度的方法和裝置，例如，在權利要求書中限定的精子。

更具體地說，本發明涉及用于測量粒子的濃度和動態或遷移率參數的方法，一種方法包括：檢測檢測場中的事件，該事件是由粒子產生的，和基于這些事件的起伏，計算相關函數。另一種方法包括：應用粒子相對于數字圖像檢測區的時間起伏的相關性分析。本發明還涉及一種用于測量粒子動態參數的方法，包括：利用能夠產生數字圖像的檢測器檢測粒子，和基于粒子相對于數字圖像檢測區的時間起伏，應用相關性分析。按照本發明的另一種方法涉及一種用于測量粒子動態參數的方法，包括：提供溶液中的粒子，光源，能夠產生數字圖像的檢測器，計算裝置；和應用相關分析，即，基于粒子相對于數字圖像檢測區的時間起伏，計算時間相關函數。

本發明還包括一種用于測量粒子動態或遷移率參數的裝置，該裝置包括：樣本室，樣本室包含有粒子的溶液，光源，至少包含一個檢測場的位置靈敏檢測器，計算裝置，用于處理來自檢測器的信號，其中粒子產生的事件是在檢測場中被檢測，并計算時間分辨的相關函數。在另一個實施例中，該裝置包括：包含粒子溶液的樣本室，光源，圖像傳感器，計算裝置，用于處理來自傳感器的信號，檢測由圖像傳感器產生的數字圖像上的粒子，和應用相關分析，即，基于粒子相對于數字圖像檢測區的時間起伏，計算(時間)相關函數。除了測量粒子在溶液中或另一種物理環境中的動態參數以外，該方法和裝置還可用于計算樣本溶液中出現的粒子數目和濃度。

在本發明中，利用檢測場可以檢測代表相關粒子的事件起伏。最好是，利用產生相關函數的相關性分析，分析粒子在數字運動圖像中的時間起伏，所述相關函數給出該粒子的動態參數信息，例如，擴散時間，平移速度，轉動頻率，等等，和在體積單元中的粒子數目，即，濃度。利用上述的動態參數，可以估算粒子的遷移率。按照本發明，可以估算在溶液中出現的任何粒子或實體，其尺寸的范圍是從分子到宏觀尺度。若該粒子代表精子，則可以計算多個重要的動態參數，例如，稱之為活動性的游泳速度，轉動頻率，和精子濃度。