[發明專利]連續激發結晶的方法及系統

有效

• 申請號: 202011566534.2
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112730347B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 師雪坤;溫書豪;馬健;賴力鵬
• 申請（專利權）人: 深圳晶泰科技有限公司
• 主分類號: G01N21/63
• 分類號: G01N21/63;B01D9/02
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡吉科

一種連續激發結晶的方法及系統包括控制激光發生器發射激光，并折射并聚焦在試管指定位置；將同時刻采集的多個圖像幀的氣泡兩個方向的半徑進行平均，獲取該時刻氣泡平均半徑；計算從氣泡產生到消失每一幀圖像的平均半徑，獲取時間對應氣泡平均半徑的數組，擬合獲得氣泡平均半徑與時間的函數r=f(t)；控制多個激光發生器間隔或間隔循環發射，進行連續激發，連續激發為當時刻tsubgt;x/subgt;滿足f(tsubgt;x/subgt;?tsubgt;x?1/subgt;)=R時，控制激光發生器發射，R小于氣泡擴散的最大半徑、大于系統間隔激發時長乘以氣泡擴散速度；上述方法及系統利用進行高速視覺捕捉，擬合后反饋控制多個激光器依次連續激發，在溶液局部形成逐次增高的過飽和梯度，有助于發現新晶型。

技術領域

本發明涉及結晶實驗，特別涉及一種連續激發結晶的方法及系統。

背景技術

結晶實驗研究的一個重要的目標就是研究目標物的多晶型行為，比如一個化合物分子，在不同的實驗條件下，可以結出不同的晶型。盡可能多的獲取不同的晶型，研究這些晶型的物理、化學性質，以及其之間的轉化關系，對目標物后期工業生產和商業化有非常重要的作用。

目前常規的結晶實驗設備主要是對不同溶劑環境、不同溫度、不同的降溫速度、不同的攪拌速率進行控制。

激光是一種能有效創造局部過飽和度激增的結晶環境，從而得到更多常規實驗條件得不到的晶型的手段。當前利用激光做晶型研究還沒有小型的專用設備來供實驗室使用。

在結晶過程中，過飽和度是非常重要的條件，過飽和度的大小，變化的速率都會之間影響結出什么樣的晶型。

當前實驗室的常規結晶手段，比如控制溶劑、溫度和攪拌速率等方式，對過飽和度的控制范圍有限。很多需要比較極端的過飽和度條件才能得到的晶型無法被常規的實驗手段發現。

激光主要是靠瞬間在溶劑環境中制造單點的高溫條件，在局部產生空氣膨脹，從而在小空氣泡周圍產生高度過飽和的條件。但直接用激光做單點激發，形成過飽和度的時間短，也無法創造過飽和度持續增加的條件，所以當前利用激光來發現新晶型還比較困難。

發明內容

基于此，有必要提供一種可提高結晶多樣性的連續激發結晶的方法。

同時，提供一種可提高結晶多樣性的連續激發結晶系統。

一種連續激發結晶的方法，包括：

發射激光：接收指令，控制激光發生器發射激光，并通過激光通路折射并聚焦在試管指定位置；

獲取氣泡平均半徑：采集試管中因激光聚焦照射產生的氣泡圖像，識別每一幀圖像中的氣泡邊緣，獲取氣泡垂直方向和水平方向上的半徑，將同一時刻多個圖像采集裝置采集的多個圖像幀的氣泡兩個方向的半徑進行平均，獲取該時刻的氣泡平均半徑；

擬合函數：計算從從氣泡產生到氣泡消失每一幀圖像的氣泡平均半徑，獲取關于時間對應氣泡平均半徑的數組，用非線性最小二乘法擬合該數組，獲得氣泡平均半徑與時間的函數r?=?f(t)，t為時間，r為氣泡平均半徑，f為擬合函數；

連續激發：若接收到連續激發指令，控制多個激光發生器間隔或間隔循環發射激光，以進行連續激發，所述連續激發為當時刻t_x滿足f(t_x-t_x-1)=?R時，控制激光發生器進行發射，R小于氣泡擴散的最大半徑、大于系統控制的間隔激發的最小時長乘以氣泡擴散速度獲得的數值。

在優選實施例中，所述擬合函數為f(t)?=?ae^bt，其中a、b為擬合參數；所述氣泡擴散速度根據獲取的氣泡圖像每幀的半徑和時間獲得，所述圖像采集裝置包括：相對試管設置在不同側面上的的第一圖像采集裝置、及第二圖像采集裝置，所述試管為方形截面或矩形截面的玻璃試管。