專(zhuān)利名稱(chēng)：：用于組分顆粒分析的光譜方法用于組分顆粒分析的光詳方法
背景技術(shù)：
：一般地說(shuō)，本發(fā)明涉及的領(lǐng)域是粒徑、顆粒形態(tài)和顆?？臻g分布的超光謙(hyperspectral)分析.表面形成了不同物理和化學(xué)實(shí)體之間的界面，在表面發(fā)生的物理和化學(xué)過(guò)程常常控制材料的本體性能.例如，在生物流體(例如，在人體中的胃、腸、支氣管或肺泡的流體)中，藥物顆粒的溶解速度能夠強(qiáng)烈影響藥物進(jìn)入動(dòng)物體的吸收速度.同一藥物在其他方面相同的兩種組合物間粒徑分布的差異可以導(dǎo)致兩種組合物的藥理學(xué)性能的重大差別。進(jìn)一步例如，固體化學(xué)催化刑的表面積可以強(qiáng)烈影響可用于催化化學(xué)反應(yīng)的位點(diǎn)的數(shù)目和密度，對(duì)反應(yīng)期間催化刑的性能有重大影響.由于這些及其他理由，制造商常常設(shè)法精密地控制粒徑和顆粒形狀。顆粒間的締合還可以影響顆粒中物質(zhì)的藥理學(xué)性能，如物質(zhì)在生物系統(tǒng)中溶解或變?yōu)榛钚晕镔|(zhì)的能力。許多分析粒徑和粒徑分布的方法在本領(lǐng)域中是已知的，至少包括光學(xué)和電子顯微術(shù)、激光衍射、實(shí)際尺寸排除、動(dòng)態(tài)光散射、偏振光散射、質(zhì)譜、沉降、聚焦光束背散射的光折射、阻抗、射頻遷移、多普勒散射、及其他分析技術(shù).這些技術(shù)中的每一個(gè)都具有若干限制，這些限制妨礙了其在某些情形中的使用。然而，全部這些技術(shù)共有一種關(guān)鍵性的限制，其妨礙了對(duì)于各種樣品(對(duì)于所述樣品，顆粒分析將是有價(jià)值的)有效使用這些技術(shù)，也就是說(shuō)現(xiàn)有技術(shù)不能區(qū)分僅在化學(xué)組成上不同的兩種顆粒.也就是說(shuō)，在這些方法中，不能將尺寸、形狀、重量基本上與第二顆粒相同的第一顆粒和第二顆粒進(jìn)行區(qū)分.此外，許多現(xiàn)有技術(shù)顆粒表征方法取決于順次的顆粒-顆粒分析，而不適于多個(gè)顆粒的平行分析.本發(fā)明克服了這些局限性.
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明涉及用于評(píng)價(jià)樣品(如顯微視場(chǎng)中的樣品)中物質(zhì)顆粒的幾何性質(zhì)的裝置和方法。粗略簡(jiǎn)單地說(shuō)，該方法包括輻射樣品、產(chǎn)生樣品的化學(xué)圖像以識(shí)別物質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)顆粒、使用一種或多種閨像分7析算法來(lái)評(píng)價(jià)物質(zhì)的幾何性質(zhì).化學(xué)困像可以例如是樣品的拉更、近紅外(NIR)或熒光閨像.重要的是用于產(chǎn)生化學(xué)閨像的光謙法可以從存在于或可能存在于樣品中的其它材料中區(qū)分使人感興趣的物質(zhì)，例如，在照射樣品后，可以產(chǎn)生一種化學(xué)閨像，該化學(xué)困像基于在物質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)特征性拉殳位移值處由顆粒散射造成的拉更位移輻射?；蛘撸梢栽跇悠穬?nèi)一個(gè)或多個(gè)焦平面通過(guò)共焦反射N(xiāo)IR成像來(lái)采集樣品的化學(xué)困像，顆粒的幾何性質(zhì)可用于評(píng)價(jià)單獨(dú)顆粒的尺寸、成群顆粒的尺寸分布、樣品中顆粒的締合、或者這些中的某些組合.本文中所述方法可用于制作使人感興趣的顆粒的二維或三維化學(xué)圖像，無(wú)論樣品中是否存在其它顆?；蚧衔?所述方法可用于同時(shí)確定樣品中多個(gè)由相同或不同的材料組成的顆粒的幾何性能.所述方法可用于產(chǎn)生顆粒的時(shí)間分辨的(即動(dòng)態(tài)的)化學(xué)困像(例如，視頻或類(lèi)似視頻的數(shù)據(jù))。所述方法非常適于顆粒材料，但是還可以和不形成離散顆粒的材料或形成變化組成的顆粒的材料一起使用.在一個(gè)實(shí)施方案中，在產(chǎn)生化學(xué)閨像和確定幾何性質(zhì)(一種或多種)前顆粒被固定.對(duì)于不動(dòng)的顆粒或者懸浮在固體中或粘性液相中的顆粒，固定可能是不必要的.可以通過(guò)使顆粒在表面上沉淀或干燥而將它們固定。顆粒還可以通過(guò)使顆粒的液體懸浮液在表面上冷凍或以其他方式固化而被固定.本文中所述方法可用于各種應(yīng)用，如評(píng)價(jià)藥物粒徑.例如，可以評(píng)價(jià)霧化的或液體懸浮的固體顆粒的尺寸，如可以評(píng)價(jià)一種液相分散于另一種液相中的尺寸.本發(fā)明包括用于進(jìn)行上述化學(xué)成像方法的裝置.例如，在一個(gè)實(shí)施方案中，該裝置使用NIR優(yōu)化的液晶(LC)成像光譜儀技術(shù)用于波長(zhǎng)選擇.NIR優(yōu)化的折射顯微鏡與無(wú)限遠(yuǎn)校正的物鏡一起使用而在檢測(cè)器上形成NIR困像，使用或未使用鏡筒透鏡都可以，積分等焦距模擬彩色CCD檢測(cè)器提供了實(shí)時(shí)的樣品定位和聚焦.使用困像處理軟件可以融合彩色困像和NIR困像.在一種配置中，通過(guò)對(duì)穿過(guò)樣品的基本上平行的焦平面進(jìn)行成像(即在不同的聚焦深度采集困像)和在軟件中重建樣品的立體困像，而將NIR顯微鏡用作立體成像(volumetricimaging)儀器，在另一個(gè)實(shí)施方案中，固定樣品位置并且與折射鏡筒透鏡一起使用依賴(lài)波長(zhǎng)的穿透深度來(lái)獲得良好表征的色彩效果.例如，顯微鏡的輸出可以經(jīng)直接光耦合或者經(jīng)光學(xué)纖維而輛合到NIR光譜儀.本發(fā)明還包括一種化學(xué)田像疊加方法，其中樣品用已知組成、結(jié)構(gòu)和/或濃度的材料接種(seed)并且進(jìn)行本文中所述的方法來(lái)產(chǎn)生一種適于定性和定量分析的化學(xué)(例如NIR)困像.適于進(jìn)行本文中所述方法的光學(xué)平臺(tái)包括例如顯徵鏡、纖維鏡、微距透鏡(macrolens)系統(tǒng)和望遠(yuǎn)鏡.附閨說(shuō)明本專(zhuān)利或申請(qǐng)文件包含用彩色繪制的至少一幅附困.在要求并且支付必要費(fèi)用時(shí)，具有彩色附困的本專(zhuān)利或?qū)＠暾?qǐng)出版物的復(fù)制件將由官方提供.圖1描繪了拉殳光譜，其獲自水溶液中的具噴樣品1E1(實(shí)線(xiàn))和3E1(虛線(xiàn)).圖2描繪了拉曼光謙，其在使樣品在玻璃顯微鏡栽片上干燥后由鼻噴樣品1E1(實(shí)線(xiàn))和兆1(虛線(xiàn))獲得.困3，由困3A、3B、3C和3D組成，描繪了在千燥1E1鼻噴樣品上的單個(gè)視場(chǎng)的RCI結(jié)果.困3A描繪了樣品的明視場(chǎng)反射顯微照片。圖3B描繪了樣品的偏光顯微照片，困3C描繪了樣品的拉更化學(xué)困像，圖3D描繪了相當(dāng)于困3C的部分A(困3D中的實(shí)線(xiàn))、B(困3D中的虛線(xiàn))和C(困3D中的實(shí)虛交替線(xiàn))的拉更光譜.困4描繪了用0.4瓦、532納米激光照射的葡萄糖的色散拉更光謙，使用50x、0.8數(shù)值孔徑物鏡、25微米入射縫隙、每毫米具有150個(gè)溝槽的0.5米光譜儀和6秒CCD隊(duì)光，5次累積.圖5描繪了使用與困4中相同的光謙儀和設(shè)置所產(chǎn)生的POLYSORBATE(TM)80的色散拉曼光詳.困6描繪了使用與困4中相同的光詳儀和設(shè)置所產(chǎn)生的微晶纖維素(MCC)的色散拉殳光譜.困7描繪了使用與困4中相同的光語(yǔ)儀和設(shè)置所產(chǎn)生的羧甲基纖維素鈉(CMC)的色散拉更光譜.困8描繪了使用與困4中相同的光譜儀和設(shè)置所產(chǎn)生的苯乙醇的色散拉曼光譜.閨9描繪了使用與困4中相同的光語(yǔ)儀和設(shè)置所產(chǎn)生的苯扎氯銨的色散拉殳光譜.困IO由圖10A和10B組成.圖IOA描繪了倍氯米松二丙酸酯(BDP)的化學(xué)結(jié)構(gòu).困IOB描繪了使用與困4中相同的光謙儀和設(shè)置所產(chǎn)生的BDP的色散拉更光譜.困11是田4-10的重疊拉更光詳，其中光詳用與閨4-10中相同的線(xiàn)型表示.困12由困12A、困12B和粒徑分布(PSD)困表(困12C)組成.困12A描繪了BDP的偏光顯微照片，困12B是困12A的二值化圍像.通過(guò)圖12B的二值化圖像的軟件分析，獲得PSD田表.圖13由圖13A、圖13B和顆粒最大弦長(zhǎng)分布困(困13C)組成，困13A和13B是閨12A和12B的拷貝.通過(guò)困13B的二值化閨像的軟件分析，獲得該圖表，圖14，由困14A、14B、14C、14D和14E組成，描繪了從BDP和MCC的混合物(沒(méi)有加入水)的RCI獲得的結(jié)果。圖14A和14B分別是明視場(chǎng)反射顯微照片和偏光顯微照片.圖HC是混合物的彩色拉曼化學(xué)圖像，其中表明了區(qū)域A(相應(yīng)于BDF)、B(相應(yīng)于MCC)和C(相應(yīng)于背景).圖14D和14E是通過(guò)圖14C的區(qū)域A(實(shí)線(xiàn))、B(虛線(xiàn))和C(點(diǎn)線(xiàn))的拉曼散射分析獲得的拉曼光語(yǔ)。圖15由困15A和15B和PSD數(shù)據(jù)表(圖15C)組成.圖15A是在MCC的特征拉曼位移值下評(píng)價(jià)的灰階拉更化學(xué)困像，圖15B是困15A的二值化困像。通過(guò)圖15B的二值化困像的軟件分析，獲得PSD表中的數(shù)據(jù).圖16由圖16A和16B和PSD數(shù)據(jù)表(圖16C)組成.圖16A是在BDP的特征拉曼位移值下評(píng)價(jià)的灰階拉曼化學(xué)困像，圖16b是圖16A的二值化圖像。通過(guò)困16B的二值化困像的軟件分析，獲得PSD表中的數(shù)據(jù)，圖17，由圖17A、17B、17C、17D和17E組成，描繪了從BDP和MCC的混合物(水加到其中)的RCI獲得的結(jié)果，圖17A和17B分別是明視場(chǎng)反射和偏光顯微照片。圖17C是混合物的拉曼化學(xué)困像，其中表明了區(qū)域A(相應(yīng)于BDP)、B(相應(yīng)于MCC)和C(相應(yīng)于背景)。圖17D和17E是通過(guò)困17C的區(qū)域A(實(shí)線(xiàn))、B(虛線(xiàn))和C(點(diǎn)線(xiàn))的拉更散射分析而獲得的拉更光謙.閨l8由圖18A和18B和PSD數(shù)據(jù)表(圖18C)組成，困18A是在MCC(添加水之后)的特征拉曼位移值下評(píng)價(jià)的灰階拉曼化學(xué)困像，困18B是困18A的二值化困像，通過(guò)困18的二值化困像的軟件分析，獲得PSD表中的數(shù)據(jù).圖19由困19A和19B和PSD數(shù)據(jù)表(閨19C)組成.困19A是在BDP(添加水之后)的特征拉更位移值下評(píng)價(jià)的灰階拉曼化學(xué)困像，困19B是困19A的二值化困像.通過(guò)困19B的二值化困像的軟件分析，獲得PSD表中的數(shù)據(jù).圖20，包括困20A和20B，其描繪了MCC/BDP共混物在添加水前(困20A)和添加水后(困20B)的一對(duì)偏光顯微照片.圖21，由困21A、21B、21C、21D和21E組成，描繪了從BECONASEAQ(TM)的樣品的RCI中獲得的結(jié)果.困21A和21B分別描繪了明視場(chǎng)反射和偏光顯微照片.困21C是在BDP的特征拉更位移值下評(píng)價(jià)的樣品的拉曼化學(xué)困像.困21D描繪了在圍21B的若干方框區(qū)域中評(píng)價(jià)的拉曼光謙，包括區(qū)域A，其相應(yīng)于BECONASEAQ(TM).困21E描繪了重疊的圖21A和21C。圖22由困22A、22B、22C、22D和22E組成，其描繪了從BECONASEAQ(TM)的樣品的RCI中獲得的結(jié)果'困22A和22B分別描繪了明視場(chǎng)反射和偏光顯微照片。圖22C是在BDP的特征拉曼位移值下評(píng)價(jià)的樣品的拉曼化學(xué)圖像.圖22D描繪了在困22B的若干方框區(qū)域中評(píng)價(jià)的拉更光語(yǔ)，包括區(qū)域A，其相應(yīng)于BECONASEAQ(TM)。圖22E描繪了重疊的圖22A和22C.困23，由困23A、23B、23C、23D和23E組成，描繪了從BECONASEAQ(TM)的樣品的RCI中獲得的結(jié)果.困23A和23B分別描繪了明視場(chǎng)反射和偏光顯微照片.困23C是在BDP的特征拉更位移值下評(píng)價(jià)的樣品的拉曼化學(xué)圖像，困23D描繪了在困23B的若干方框區(qū)域中評(píng)價(jià)的拉殳光譜，包括區(qū)域A，其相應(yīng)于BECONASEAQ(TM)。困23E描繪了重疊的困23A和23C.圖24，由困24A、24B、24C、24D和24E組成，描繪了從一種安慰劑樣品(類(lèi)似于BECONASEAQ(TM)配制的，但沒(méi)有BDP)的RCI中獲得的結(jié)果.困24A和24B分別描繪了明視場(chǎng)反射和偏光顯微照片.困24C是在BDP的特征拉更位移值下評(píng)價(jià)的樣品的拉更化學(xué)困像.困24D描繪了在困24B的若干方框區(qū)域中評(píng)價(jià)的拉曼光謙。困25，由困25A、25B、25C、25D和25E組成，描繪了從一種安慰刑樣品(類(lèi)似于BECONASEAQ(TM)配制的，但沒(méi)有BDP)的RCI中獲得的結(jié)果.困25A和25B分別描繪了明視場(chǎng)反射和偏光顯微照片.困25C是在BDP的特征拉曼位移值下評(píng)價(jià)的樣品的拉曼化學(xué)困像，困25D描繪了在困25B的若干方框區(qū)域中評(píng)價(jià)的拉曼光讒。圖26,由困26A、26B、26C、26D和26E組成，描繪了從一種安慰刑樣品(類(lèi)似于BECONASEAQ(TM)配制的，但沒(méi)有BDP)的RCl中獲得的結(jié)果.困26A和26B分別描繪了明視場(chǎng)反射和偏光顯微照片，圖26C是在BDP的特征拉更位移值下評(píng)價(jià)的樣品的拉曼化學(xué)困像。圖26D描繪了在困26B的若千方框區(qū)域中評(píng)價(jià)的拉曼光詳。圖27由困27A、27B和27C以及PSD表(困27D)組成.困27A、27B和27C描繪了在困21、22和23中描繪的BECONASEAQ(TM)鼻噴樣品的三個(gè)研究區(qū)域在BPD的特征拉曼位移下評(píng)價(jià)的二值化拉曼化學(xué)困像。通過(guò)困27A、27B和27C的二值化困像的軟件分析獲得PSD表中的數(shù)據(jù)(在PSD表中分別是ROI1、ROI2和R013)，這些數(shù)據(jù)表明平均粒徑為1.79±1.33微米.圖28是一張PSD圖表，其描繪了通過(guò)圖27A、27B和27C的二值化困像的軟件分析獲得的數(shù)據(jù)，圖29由圖29A、29B和29C以及粒徑標(biāo)準(zhǔn)表(困29D)組成。困29A描繪了10微米NIST-可示蹤的聚苯乙烯微球體的明視場(chǎng)反射顯微照片.圖29B描繪了在聚苯乙烯的特征拉曼化學(xué)位移值評(píng)價(jià)的微球體的拉曼化學(xué)圖像.圖29C是重疊的困29A和29B的彩色圖像.在困29C中描繪的數(shù)據(jù)用來(lái)確定示于表中的球的尺寸(最大弦長(zhǎng)，單位為微米)。該表還列出了對(duì)于所評(píng)價(jià)的六種尺寸的標(biāo)準(zhǔn)物的NIST可示蹤的值.在粒徑標(biāo)準(zhǔn)表中用星號(hào)表示的球不形成陣列.圖30是具有碲夾雜的CdZnTe半導(dǎo)體材料的數(shù)字明視場(chǎng)困像。圖31是具有碲夾雜的CdZnTe半導(dǎo)體材料的NIR顯微透射閨像.困32由圖32A、32B、32C和32D組成.閨32A是CdZnTe晶片樣品的未處理的NIR圖像幀，困32B是圖32A的樣品的NIR圖像幀，其中圖像的閣值被設(shè)置過(guò)低。閨32C是困32A的樣品的NIR困像幀，其中閨像的閾值被設(shè)置過(guò)高.田32D是困32A的樣品的NIR困像楨，其中困像的閾值被設(shè)置為中間水平.困33由困33A、33B和33C組成.困33A是在CdZnTe晶片上所研究的四個(gè)相鄰區(qū)域的原始困像.困33B是相應(yīng)于閨33A的CdZnTe晶片的所研究的四個(gè)相鄰區(qū)域的背景校正的困像.困33C是相應(yīng)于困33A的CdZnTe晶片的所研究的四個(gè)相鄰區(qū)域的二值化圖像.困34是在CdZnTe晶片中碲夾雜物的三維視困.困35是近紅外(NIR)化學(xué)成像顯微鏡的示意困.困36包括困36A、36B、36C、36D、36E和36F.困36A是使用數(shù)字照相機(jī)制作的含阿斯匹林和乳糖的藥片的可視困像.暗點(diǎn)是用鋼筆作出的定位標(biāo)記.困36B、36C和36D是相同藥片的化學(xué)圖像，其中藥片的含乳糖部分為帶陰影的藍(lán)色，藥片的含阿斯匹林部分為帶陰影的綠色。圖36C和36D是困36B的方框部分的NIR和拉殳化學(xué)困像，其中通過(guò)NIR成像區(qū)分含阿斯匹林的區(qū)域和含乳糖的區(qū)域。使用本文中所述的CONDOR(TM)裝置制作困36B和36C，使用本文中所述的FALCON(TM)裝置制作困36D.圖36E是阿斯匹林(實(shí)線(xiàn))和乳糖(虛線(xiàn))的NIR吸收光譜(相對(duì)于波長(zhǎng)對(duì)反射率倒數(shù)作困)的比較。困36F是阿斯匹林(實(shí)線(xiàn))和乳糖(虛線(xiàn))的拉殳光譜的比較。圖37示意地表示了根據(jù)公開(kāi)內(nèi)容的一種實(shí)施方案的設(shè)備。圖38示意地表示了根據(jù)公開(kāi)內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方案的設(shè)備。發(fā)明詳述本發(fā)明涉及使用樣品的化學(xué)圍像評(píng)價(jià)樣品中物質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)顆粒的一種或多種幾何性質(zhì)來(lái)識(shí)別和表征所述一個(gè)或多個(gè)顆粒的方法，該方法可用于例如在含有所述物質(zhì)和其它材料的顆粒的混合物中評(píng)價(jià)粒徑和粒徑分布，該方法還可以用來(lái)評(píng)價(jià)樣品中化合物和顆粒間的締合，比如不同物質(zhì)顆粒的聚集和單個(gè)顆粒中夾雜多種物質(zhì).本發(fā)明是要克服當(dāng)前用于確定復(fù)雜混合物如可吸入藥品的幾何性質(zhì)如粒徑分布(PSD)的方法的一種或多種固有局限，與確定PSD的現(xiàn)有技術(shù)方法有關(guān)的限制不能產(chǎn)生復(fù)雜藥物制刑中特定分子物質(zhì)的信息。本文中所述的方法涉及評(píng)價(jià)組合物中特定物質(zhì)(例如單個(gè)化合物)的顆粒的幾何性質(zhì)(例如PSD)的方法，所述方法不受組合物中其它物質(zhì)(例如藥物賦形刑或雜質(zhì))的顆粒的存在的影響.非常簡(jiǎn)要地說(shuō)，所述方法包括固定顆粒(如果必要的話(huà))，獲得感興趣物質(zhì)的特征性化學(xué)成像數(shù)據(jù)(例如拉曼、近紅外(NIR)、或熒光化學(xué)困像數(shù)據(jù))，使用困像處理技術(shù)處理數(shù)據(jù)以描述顆粒的幾何性質(zhì).使用困像處理技術(shù)以量化精確和具體的信息:，并且允許詳細(xì)分析^L場(chǎng)中的顆粒，本文中所述的方法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠基本上同時(shí)確定多個(gè)顆粒的身份和幾何性質(zhì)，即使所述顆粒是一種或多種物質(zhì)的顆粒.定義如本文中所用的，以下術(shù)語(yǔ)中的每一個(gè)具有在本節(jié)中與其相關(guān)的含義。"物質(zhì)顆粒"是一種實(shí)體，其具有與一個(gè)或多個(gè)圍繞的實(shí)體的相邊界，其中前述實(shí)體包含所述物質(zhì)，物質(zhì)顆粒的實(shí)例包括該物質(zhì)的固相和第一液相，所述固相由液或氣相閨繞，而所述笫一液相包含該物質(zhì)并且由基本上不包含該物質(zhì)的笫二液相圍繞，顆?？扇炕蚧旧嫌稍撐镔|(zhì)組成，或者該顆?？梢园渌牧?顆粒間的"締合"是指兩個(gè)或更多個(gè)顆粒的聚集、粘結(jié)、或任何其它緊密的物理(包括靜電)相互作用，無(wú)論是永久性的還是短時(shí)間的.如果顆粒在如本文所述的拉更散射分析期間被維持在基本上不變的位置和取向中時(shí)，那么該顆粒是"有效固定的"'在本文中可互換地使用術(shù)語(yǔ)"光學(xué)"和"光譜"來(lái)談?wù)摬牧系男阅?和評(píng)價(jià)上迷性能的方法).術(shù)語(yǔ)"光譜"通常理解為是指電磁輻射、電子或中子與材料的相互作用。術(shù)語(yǔ)"光學(xué)"通常是指與電磁輻射的相互作用，例如，雖然電子顯微術(shù)通常不總認(rèn)為是一種"光譜"或"光學(xué)"方法，但在本文中包羅地使用這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)以涵蓋電子顯微術(shù)及其他評(píng)價(jià)材料與可見(jiàn)光、紫外光或紅外光、與中子、與電子、或與其它輻射的相互作用的方法."光謙分辨率"是指輻射檢測(cè)系統(tǒng)分辨兩個(gè)光譜峰的能力，當(dāng)所組合的困像在每個(gè)點(diǎn)基本上對(duì)應(yīng)于在兩個(gè)單獨(dú)困像的每一個(gè)中的相同的點(diǎn)時(shí)，則兩個(gè)困像"以對(duì)齊的方式"組合，因而，當(dāng)視14場(chǎng)的兩個(gè)田像的各個(gè)圃形、正方形和星形在組合的困像中基本上精確重疊時(shí)，則以對(duì)齊的方式組合了包括圃形、正方形和星形的顯微視場(chǎng)的兩個(gè)閨像.顆粒的幾何性質(zhì)的"重化"是指以比僅僅目測(cè)可能達(dá)到的更大的精度來(lái)評(píng)價(jià)性能值并且在相同水平的放大率下評(píng)估該性能.詳細(xì)描述本發(fā)明涉及一種評(píng)價(jià)顯微視場(chǎng)中的物質(zhì)顆?；蛘呦嗤虿煌镔|(zhì)的多個(gè)顆粒的幾何性質(zhì)的方法.該方法包括照射顆粒，并且在物質(zhì)的一個(gè)或多個(gè)特征波長(zhǎng)處產(chǎn)生含該顆粒的視場(chǎng)的一部分或者全部視場(chǎng)的化學(xué)圖像.基于化學(xué)困像，可使用成像處理技術(shù)來(lái)重化顆粒的一種或多種幾何性質(zhì)，相比于單獨(dú)的困像的隨機(jī)目視分析所能到達(dá)的，上述量化信息使得可以以更大的精度計(jì)算幾何性質(zhì).例如，化學(xué)困像可以是拉更位移光的閨像或者近紅外(NIR)光的困像，所述拉更位移光是從視場(chǎng)中散射的并且具有該物質(zhì)所散射的拉曼位移光的特征波長(zhǎng)，所述近紅外(NIR)光是由該物質(zhì)反射的?；蛘撸瘜W(xué)困像可以包括該物質(zhì)的多個(gè)特征波長(zhǎng)(或波長(zhǎng)的特征光譜)。幾何性質(zhì)可以由該化學(xué)圖像確定。因?yàn)榛瘜W(xué)困像數(shù)據(jù)(例如，拉更散射強(qiáng)度和位移值或NIR吸光率/反射率性質(zhì))為化合物對(duì)入射輻射進(jìn)行彈性散射、透射或反射的特征，因此可以在上述顆粒的混合物中評(píng)價(jià)不同組成的顆粒的幾何性質(zhì).此外，通過(guò)產(chǎn)生全部視場(chǎng)的化學(xué)圖像，可以基本上同時(shí)評(píng)價(jià)視場(chǎng)中基本上全部顆粒的幾何性質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施方案中，本文中所述的裝置和方法可用于非破壞性地評(píng)價(jià)半導(dǎo)體材料缺陷以便提高制造收率.例如，該方法已如本文中所述用于檢測(cè)在CdZnTe化合物半導(dǎo)體材料中的碲夾雜物.在另一個(gè)實(shí)施方案中，本文中所述的裝置和方法可用于評(píng)價(jià)藥物組合物如粉末狀或片狀藥物組合物中含藥物或賦形刑的顆粒的一種或多種幾何性質(zhì).NIR光譜學(xué)NIR光詳學(xué)是一種成熟的、無(wú)接觸、非破壞性分析表征工具，其對(duì)于大量材料具有寬適應(yīng)性.電磁光譜的NIR區(qū)域包括波長(zhǎng)為0.78-2.5微米的輻射(即，波數(shù)為12800-4000厘米的倒數(shù)，即12800-4000cm"的輻射).NIR光譜由基本中紅外(MIR)謙帶的泛頻和組頻謙帶產(chǎn)生.基于NIR的光譜學(xué)可用于快速獲得有關(guān)材料的分子組成的定性和定重組成信息.光學(xué)成像(例如數(shù)字光學(xué)成像)產(chǎn)生有關(guān)材料的空間信息，如成像視場(chǎng)中形態(tài)(morphology)、拓樸學(xué)(topography)和位置，通過(guò)由光學(xué)成像獲得的空間信息和由NIR光謙學(xué)獲得的組成信息的結(jié)合，可以產(chǎn)生化學(xué)困像，其中在視場(chǎng)中的材料的化學(xué)組成可以被映射到兩個(gè)或三個(gè)(如果期望的話(huà))空間維度中.這種結(jié)合，稱(chēng)為NIR化學(xué)成像，結(jié)合了NIR光譜學(xué)和材料的分子特定分析的光學(xué)成像.在本文中描述了一種可用于材料表征的NIR化學(xué)成像顯微鏡設(shè)備.NIR顯微鏡可用于在單一波長(zhǎng)下或在一系列波長(zhǎng)內(nèi)(典型地對(duì)于樣品為1-1000微米的范圍)獲得NIR吸收、發(fā)射、透射、反射或彈性散射數(shù)據(jù).NIR顯微鏡典型地裝備有可見(jiàn)光照相機(jī)用于在樣品上目視定位研究區(qū)域.將顯微鏡聚焦在預(yù)定位置上以后，用來(lái)自光譜儀(如傅里葉變換(FT)光謙儀)的NIR輻射來(lái)照射樣品.反射光學(xué)器件用來(lái)將來(lái)自樣品的透射、反射或彈性散射的光引導(dǎo)到NIR檢測(cè)器.NIR吸收數(shù)據(jù)(例如，波謙)可以以透射、散射或反射方式采集.在本公開(kāi)出版物以前，其它公開(kāi)出版物已經(jīng)使用了NIR成像照相機(jī)。通過(guò)使用光學(xué)濾光器(例如冷濾光器)來(lái)阻擋可見(jiàn)波長(zhǎng)(大約0.4-0,78微米)，電荷耦合裝置(CCD，如用于數(shù)字照相機(jī)和攝像放像機(jī)中的那些)可用于感測(cè)至波長(zhǎng)約1100納米的NIR光.NIR波譜的其它區(qū)域可以使用如砷化銦鎵(InGaAs;大約O.SM.7微米)和銻化銦(InSb;大約1.0-5.0微米)焦平面陣列(FPA)檢測(cè)器的裝置來(lái)觀察，積分波長(zhǎng)NCR成像使得可以在NIR波譜的寬范圍內(nèi)研究材料的相對(duì)光強(qiáng)度，然而，在沒(méi)有某些類(lèi)型的離散波長(zhǎng)過(guò)濾裝置的情況下，難以獲得有用的化學(xué)圖像信息.使用電介質(zhì)干涉濾光器與NIRFPA的結(jié)合是一種方法，其中可以從樣品中獲得NIR化學(xué)信息.為形成NIR化學(xué)圖像，將NIR光束散焦以照射廣視場(chǎng)并且將反射、透射或彈性散射的光從被照射的區(qū)域中成像到二維NIR檢測(cè)器上.選擇離散電介質(zhì)干涉濾光器(在濾光輪中或著以線(xiàn)性或循環(huán)可變形式提供)可以被置于寬帶N1R光源的前面，或NIRFPA的前面(即在被照射區(qū)域和FPA之間)以采集NIR波長(zhǎng)分辨的圖像.典型地，要求使用若干固定的帶通濾光器以獲取全部NIR波譜.NIR困像的空間分辨率接近于光學(xué)顯微鏡的空間分辨率，并且已證實(shí)數(shù)納米的光譜分辨率.電介質(zhì)濾光器方法的主要局限性包括需要許多的離散濾光器以提供顯著自由的光詳范閨，而且為了形成波長(zhǎng)分辨的困像需要依賴(lài)于在連續(xù)可調(diào)電介質(zhì)干涉濾光器中中移動(dòng)機(jī)械部件。雖然移動(dòng)機(jī)械組件能夠被工程化，但是它們?yōu)镹IR化學(xué)成像系統(tǒng)增加了大量的成本和復(fù)雜性.移動(dòng)機(jī)械組件的備選方案可以是更有成本效率的并且提供了性能優(yōu)勢(shì).聲光可調(diào)濾光器(AOTF)已用于基本上沒(méi)有移動(dòng)部件的NIR成像光謙儀，AOTF是一種固態(tài)裝置，其能夠過(guò)濾從UV至中紅外詳帶的波長(zhǎng)，取決于濾光器晶體材料的選擇.AOTF的操作基于在各向異性晶體介質(zhì)中光與運(yùn)動(dòng)的聲波的相互作用。當(dāng)射頻信號(hào)施加到裝置上時(shí)，入射光發(fā)生衍射并具有窄的光詳帶通.通過(guò)改變所施加的射頻(其例如可以在計(jì)算機(jī)控制下)，光詳通帶可以迅速地調(diào)諧而無(wú)需移動(dòng)部件。AOTF具有局限性，其限制了它們應(yīng)用于NIR化學(xué)成像。例如，由于色散效應(yīng)和困像偏移效應(yīng)，AOTF成像性能明顯由于衍射限制條件而下降。此外，AOTF顯示了溫度不穩(wěn)定性和非線(xiàn)性性質(zhì)，這使得它們?cè)诔上窆庵t儀中的應(yīng)用變得復(fù)雜.自從笫一個(gè)NIR顯微探針的開(kāi)發(fā)后進(jìn)行的NIR顯微光譜成像已經(jīng)涉及在NIR顯微鏡下空間掃描樣品以便構(gòu)造表面的NIR"映射困"，在使用NIR顯微鏡所進(jìn)行的逐點(diǎn)掃描方法中，NIR光束聚焦到樣品的表面上或穿孔照射到樣品的小區(qū)域并從各個(gè)空間位置采集波謙，通過(guò)聚焦或穿孔的NIR光束使樣品光柵化(rastering)而獲得困像，然后重建所記錄的波詳而形成困像。雖然基于NIR對(duì)比度，點(diǎn)掃描可用于產(chǎn)生圖像，但是需要長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，因?yàn)閿?shù)據(jù)采集的持續(xù)時(shí)間與困像像素的數(shù)目成正比。因此，點(diǎn)掃描的圖像顯示了低圖像清晰度，這限制了該技術(shù)用于常規(guī)評(píng)價(jià)材料形態(tài)。點(diǎn)掃描的困像的空間分辨率受到樣品上NIR照射光斑的尺寸(即不少于1微米)和光柵化機(jī)制的限制，這需要使用移動(dòng)的機(jī)械部件，而這對(duì)于再現(xiàn)性搮作來(lái)說(shuō)是挑戰(zhàn)性的.本文中所述的N1R化學(xué)成像裝置和方法顯示了高的空間和光謙分辨率，空間分辨率基本上是受衍射限制的，而光譜分辨率基本上僅17僅受到用于分辦提供給樣品的光(或從樣品采集的光，取決于所用裝置的配置)的光詳儀的分辨率的限制。例如，使用液晶(LC)成像光詳儀，可以獲得有利的光譜分辨率.通常，LC裝置提供了受衍射限制的空間分辨率.LC成像光謙儀的光詳分辨率可與使用色散單色儀和傅里葉變換干涉儀獲得的那些相比。另外，LC技術(shù)提供了高的帶外拒波性(out-of-bandrejection)、寬的自由光譜范閨、中等的透射率、高的光的總通過(guò)童(即，用于透射輻射的展度(etendue)或幾何容重)、和高度可再現(xiàn)的隨機(jī)存取計(jì)算機(jī)控制的調(diào)諧.LC成像光詳儀使得樣品的NIR化學(xué)困像可以在離散的波長(zhǎng)(即光子能量)下被記錄.通過(guò)在波長(zhǎng)范圍內(nèi)調(diào)諧LC成像光謙儀并在各個(gè)位置采集NIR困像，可以針對(duì)樣品表面上數(shù)以千計(jì)的空間位置產(chǎn)生光謙。基于NIR吸收、透射、反射或彈性散射的相對(duì)量，在圖像中可以產(chǎn)生對(duì)比度，所述相對(duì)量由遍及樣品中的不同物質(zhì)產(chǎn)生.以這種方式所產(chǎn)生的困像是本文中所公開(kāi)的化學(xué)圖像的一個(gè)實(shí)施方案.因?yàn)閷?duì)于各個(gè)像素位置可以產(chǎn)生高品質(zhì)NIR波謙，多種化學(xué)統(tǒng)計(jì)分析工具(單變量和多變量)，可被用于NIR困像數(shù)據(jù)以提取有關(guān)的信息.所得圖像可以以多種格式顯現(xiàn)，包括列表數(shù)值數(shù)據(jù)、二維和三維圖表、靜態(tài)的和時(shí)間分辨的枧頻圖像，相關(guān)的多變量程序可應(yīng)用于從故意用已知標(biāo)準(zhǔn)材料接種的樣品中采集的化學(xué)圖像.這種方法在圖像視場(chǎng)中引入了校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)并且允許定量化學(xué)困像分析，數(shù)字圖像分析方法還可以被用于高困像質(zhì)量化學(xué)圖像以在兩個(gè)或三個(gè)空間維度中進(jìn)行常規(guī)的顆粒分析.例如使用數(shù)值消巻積的計(jì)算策略可以進(jìn)行立體(即三維)化學(xué)圖像分析.拉曼光詳學(xué)拉曼光詳學(xué)提供了有關(guān)分子振動(dòng)狀態(tài)的信息.很多分子具有能夠以多種振動(dòng)狀態(tài)存在的原子鍵.上述分子能夠吸收與它的兩種可能的振動(dòng)狀態(tài)之間的躍遷相匹配的入射輻射，并且隨后發(fā)射所述輻射.最常見(jiàn)的是，被吸收的輻射以相同的波長(zhǎng)再輻射，這一過(guò)程被稱(chēng)作瑞利散射或彈性散射.在有些情況下，被再輻射的輻射可能包含比所吸收的輻射略高或略少的能量(取決于所述分子允許的振動(dòng)狀態(tài)以及起始和最終振動(dòng)狀態(tài))。入射輻射和被再輻射的輻射之間的能量差異的結(jié)果表示為入射輻射和被再輻射的輻射之間的波長(zhǎng)偏移，并且差異程度被稱(chēng)為拉曼位移(RS)，以波數(shù)為羊位計(jì)量(波長(zhǎng)倒數(shù)).如果入射光基本上是單色的(單一波長(zhǎng))，就象在使用激光光源時(shí)，那么頻率不同的散射光更容易與瑞利散射光區(qū)分.由于拉殳光譜學(xué)是基于樣品的照射和檢測(cè)被散射的轎射，它能夠以非侵入性和非破壞性方式使用，因此它適合原位分析生物樣品.因而，需要很少或不需要樣品制備，另外，水表現(xiàn)出非常小的拉更散射，并且拉曼光詳學(xué)技術(shù)可以容易地在含水環(huán)境中進(jìn)行.材料的拉更光譜可以揭示該材料的分子組成，包括存在于有機(jī)和無(wú)機(jī)分子中的特定官能團(tuán).拉更光謙學(xué)可用于檢測(cè)藥物及其他化學(xué)試劑，因?yàn)檫@些試刑的大部分(如果不是全部的話(huà))顯示出典型的"指紋"拉曼光謙，服從各種選擇定則，通過(guò)這些選擇定則可以識(shí)別試劑.拉曼峰位置、峰形和對(duì)選擇定則的依從性可用于確定分子身份并用于確定固體材料的構(gòu)象信息(例如，晶相、有序度、應(yīng)力、粒徑)。在過(guò)去幾年中，已經(jīng)將多種關(guān)鍵技術(shù)引入廣泛的用途中，從而使得科學(xué)家能夠在很大程度上克服拉更光譜學(xué)所固有的問(wèn)趙.這些技術(shù)包括高效固態(tài)激光器、高效激光拒波濾光器和硅CCD檢測(cè)器，通常，用于照射樣品的光的波長(zhǎng)和帶寬不是關(guān)鍵的，只要該系統(tǒng)的其他光學(xué)元件在與光源相同的光謙范圍內(nèi)工作就行.為了檢測(cè)拉更散射光并且精確地確定光的拉曼位移，應(yīng)當(dāng)用基本上單色光，如帶寬不大于約1.3納米，優(yōu)選不大于1.0、0.50或0.25納米的光照射樣品.合適的源包括各種激光和多色光源-單色儀組合。可以理解的是，照射光的帶寬、波長(zhǎng)分辨元件的分辦率和檢測(cè)器的光謙范圍確定了可以觀察、檢測(cè)到的光譜特征的結(jié)果或與其他光譜特征區(qū)分的情況.這些元件的組合特性(即，光源，濾光器，光柵，或用于通過(guò)波長(zhǎng)區(qū)分拉更散射光的其他機(jī)構(gòu))限定了拉更信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)的光謙分辨率.這些元件的已知關(guān)系使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠以可計(jì)算的方式選擇合適的元件.在系統(tǒng)的光謙分辨率方面的限制(例如，與照射光的帶寬、光柵溝槽密度、柵縫寬度、干涉儀步長(zhǎng)及其他因素相關(guān)的限制)可能限制了分辨、檢測(cè)或區(qū)分光譜特征的能力。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解拉曼散射信號(hào)的分離和形狀能夠確定(以及如何確定)用于本文中所述的任何拉更光詳特征的系統(tǒng)的光謙分辨率的可接受限度.化學(xué)成像通過(guò)使用成像光譜儀如液晶成像光譜儀，光詳法可被用于化學(xué)成像(亦稱(chēng)光譜成像)技術(shù).近年來(lái)這種技術(shù)的開(kāi)發(fā)已經(jīng)能夠使廣視場(chǎng)光譜成像開(kāi)發(fā)并成熟.化學(xué)成像是一種多用途技術(shù)，其適于分析復(fù)雜的非均質(zhì)材料.化學(xué)成像的應(yīng)用范閨包括聚合物共混物的分析、半導(dǎo)體材料中的缺陷狀態(tài)分析、人乳房組織的夾雜物、銹蝕樣品表征以及檢測(cè)、分級(jí)和識(shí)別生物和化學(xué)戰(zhàn)用毒刑.化學(xué)成像提供了用以獲得有關(guān)材料的分子組成和形貌的定性和定量困像信息的潛在方法，使得可提供一種比傳統(tǒng)成像或"濕"化學(xué)方法更精確和更快速的分析方法.使用插于顯微鏡的轉(zhuǎn)盤(pán)輪中的反射鏡、分光鏡或棱鏡結(jié)構(gòu)通過(guò)用模擬或數(shù)字彩色或單色電荷輛合裝置(CCD)或CMOS檢測(cè)器采集困像可以獲得樣品的一般光學(xué)困像.使用本文中所述的拉更型或NIR型光謙法，可以采集化學(xué)困像數(shù)據(jù).或者，使用其它光詳法如發(fā)光或吸收、反射、或透射光譜學(xué)或能量色散光詳測(cè)定法能夠產(chǎn)生化學(xué)困像數(shù)據(jù).拉殳和NIR型化學(xué)成像方法是優(yōu)選的，因?yàn)榇罅炕瘜W(xué)身份信息能夠通常從材料的拉曼散射和NIR吸收/透射/彈性散射特性中提取，然而，可以在樣品中區(qū)分所研究的材料和其它材料的基本上任何光譜法能夠被用于本文中所述的方法。光學(xué)困像數(shù)據(jù)和化學(xué)困像數(shù)據(jù)可以例如使用軟件來(lái)融合.在光譜成像模式中，通過(guò)液晶成像光譜儀耦合被放大的光譜困像，并且在適于所選化學(xué)成像方法的檢測(cè)器(例如，用于RCI的SiCCD檢測(cè)器)上采集這些圖像.一種中央處理器，如奔騰(注冊(cè)商標(biāo)，英特爾公司)處理器型計(jì)算機(jī)用于光譜困像采集和處理.光學(xué)困像檢測(cè)器(例如，模擬彩色CCD)、化學(xué)困像檢測(cè)器(例如，SiCCD)、自動(dòng)化XYZ平移顯微鏡栽物臺(tái)(由控制器控制)和我晶成像光譜儀(由液晶成像光譜儀控制器控制)可以與商業(yè)軟件聯(lián)合工作，所述商業(yè)軟件如CHEMAQUIRE(TM;ChemlmageCorporation,Pittsburgh,PA)或C肌M1MAGEXPERT(TM;ChemlmageCorporation,Pittsburgh,PA)軟件包，單獨(dú)或與困像處理軟件如CHEMANALYZE(TM;ChemlmageCorporation,Pittsburgh,PA)軟件包一起，雖然化學(xué)成像和可見(jiàn)光照相機(jī)常常產(chǎn)生具有不同對(duì)比度的困像，使用光學(xué)和軟件搮作中的一種或兩者可以使樣品視場(chǎng)匹配.使用覆蓋和相關(guān)技術(shù)可以比較或融合化學(xué)和光學(xué)困像，從而在單個(gè)計(jì)算機(jī)顯示器上產(chǎn)生兩個(gè)檢測(cè)器輸出的近實(shí)時(shí)觀察.樣品的比較和積分觀察可以強(qiáng)化對(duì)樣品形態(tài)和層次結(jié)構(gòu)的理解.通過(guò)比較光學(xué)和化學(xué)困像，可以獲得關(guān)于樣品的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和濃度的有用信息.在采集化學(xué)成像數(shù)據(jù)的同時(shí)，可以進(jìn)行色散光謙學(xué)數(shù)據(jù)的采集，通過(guò)在液晶成像光詳儀前的光程中引入偏振感光分束元件，來(lái)自樣品的一部分信號(hào)可以耦合到遠(yuǎn)程色散光謙儀.例如，信號(hào)可以被直接耦合(即通過(guò)直接光耦合)或使用纖維光纜.因而，常規(guī)光謙工具可用來(lái)收集用于傳統(tǒng)的高速光譜分析的波詳.例如，光謙儀可以是固定型濾光器光詳儀、光柵型光詳儀、傅里葉變換光詳儀和聲光光詳儀中的任。優(yōu)選地，液晶(LC)成像光詳儀技術(shù)用于化學(xué)困像波長(zhǎng)選擇.LC成像光譜儀可以是例如以下中的一種Lyot液晶可調(diào)諧濾光器(LCTF)、Evans分束元件LCTF、SoleLCTF、鐵電體LCTF、液晶FabryPerot(LCFP)、結(jié)合以上LC濾光器類(lèi)型中的兩種或更多種的混合濾光器、與固定帶通和帶阻濾光器(其可以是電介質(zhì)、rugate、全息、彩色吸收、聲光或偏振濾光器類(lèi)型)結(jié)合的上述濾光器類(lèi)型中的一種.化學(xué)成像顯微鏡可被用作立體成像儀器，其移動(dòng)樣品通過(guò)Z軸維度中的焦點(diǎn)，聚焦或散焦方式采集困像，并且在軟件中重建樣品的立體圖像.對(duì)于具有一定體積的樣品(如塊料、表面、界面、中間相)來(lái)說(shuō)，立體化學(xué)成像已被證明可用于故障分析、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和常規(guī)質(zhì)量監(jiān)測(cè).定量分析可以與立體分析同時(shí)進(jìn)行。可以以無(wú)接觸方式進(jìn)行立體成像，而無(wú)需使用數(shù)值共焦技術(shù)(這需要在離散焦平面使樣品成像)改性樣品。所得困像被處理、重建和可視化.基于若千策略的計(jì)算光學(xué)分割重建技術(shù)已被證實(shí)，包括最近鄰和迭代消巻積，并且基本上任何這些已知方法可與本文中所述的裝置和方法一起使用.將樣品定位與計(jì)算重建結(jié)合的備選方案是在顯微鏡的成像路徑中使用鏡筒透鏡，這引入色像差.因此，通過(guò)運(yùn)行LC成像光譜儀和在不同波長(zhǎng)下采集困像(所述不同波長(zhǎng)穿入本體材料達(dá)不同程度)可以按照樣品深度來(lái)獲取樣品信息.通過(guò)運(yùn)用計(jì)算光學(xué)分割重建算法，這些與波長(zhǎng)有關(guān)的(即與深度有關(guān)的)困像可以被重建而形成材料的立體困像，無(wú)需使樣品移動(dòng).化學(xué)閨像疊加校準(zhǔn)化學(xué)困像疊加法(CIAM)可用于校準(zhǔn)或分析樣品.CIAM包括用已知組成、結(jié)構(gòu)和/或濃度的材料接種樣品，其后產(chǎn)生適于定性和定量分析的化學(xué)困像.可構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)曲線(xiàn)，其是與已知分析物濃度有關(guān)的特定技術(shù)的分析響應(yīng)的曲線(xiàn).通過(guò)測(cè)量來(lái)自未知樣品的分析響應(yīng)，那么分析物濃度可以由校準(zhǔn)曲線(xiàn)的內(nèi)插或外插進(jìn)行估算.例如，當(dāng)分析響應(yīng)與濃度是線(xiàn)性(即，正比例)關(guān)系時(shí)，通過(guò)從一系列標(biāo)準(zhǔn)物繪制分析響應(yīng)曲線(xiàn)并且由該曲線(xiàn)對(duì)未知濃度進(jìn)行內(nèi)插或外插，可以確定未知分析物的濃度.當(dāng)分析物對(duì)增加的濃度顯示出線(xiàn)性分析響應(yīng)時(shí)，將已知量的分析物添加到樣品(該樣品包含未知量的分析物)中可以確定在添加前(即，在原始樣品中)存在的分析物的量.通過(guò)與擬合分析響應(yīng)(其與標(biāo)準(zhǔn)分析物濃度不成反比)的曲線(xiàn)進(jìn)行比較，相似的方法可用于確定未知的分析物濃度，CIAM的主要優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于全部樣品，基質(zhì)(matrix)保持不變。CIAM可用于定性和定量分析.CIAM可以使用一種或多種空間離析的分析標(biāo)準(zhǔn)物以校準(zhǔn)從數(shù)份樣品(其中標(biāo)準(zhǔn)物不存在)中獲得的化學(xué)成像響應(yīng)?；瘜W(xué)成像可以平行地產(chǎn)生樣品中分析物的數(shù)以千計(jì)線(xiàn)性無(wú)關(guān)的、空間分辨的波譜，所述分析物可以或者未必包括雜基質(zhì)，可以處理這些波詳以產(chǎn)生對(duì)于期望的分析物物質(zhì)而言固有的獨(dú)特對(duì)比度，而不使用著色刑、染料或造影刑.使用標(biāo)準(zhǔn)物的校準(zhǔn)可用于使對(duì)比度與存在的分析物的量關(guān)聯(lián).CIAM可以包括若干數(shù)據(jù)處理步驟，典型地包括但不限于1.比率校正，通過(guò)用樣品化學(xué)困像除以背景化學(xué)困像而生成具有浮點(diǎn)數(shù)據(jù)類(lèi)型的結(jié)果而進(jìn)行.2.通過(guò)將困像中每個(gè)像素處的每個(gè)強(qiáng)度值除以該圖像相應(yīng)的像素波謙的向量范數(shù)，使所除過(guò)的困像歸一化，向重范數(shù)是每個(gè)像素波謙的像素強(qiáng)度值的平方之和的平方根，歸一化用于化學(xué)困像的定性分析.對(duì)于定量分析，不使用歸一化，但反而可依賴(lài)于使用部分最小二乘回歸(PLSR)技術(shù).3.相關(guān)分析，包括歐幾里德距離和余弦相關(guān)分析(CCA)，其是確定的多變量圖像分析技術(shù)，評(píng)價(jià)光譜困像數(shù)據(jù)中的相似性而同時(shí)抑制背景效果.更具體地說(shuō)，CCA評(píng)價(jià)化學(xué)不均一性而無(wú)需訓(xùn)練集，識(shí)別光謙形狀差異和高效地提供獨(dú)立于絕對(duì)強(qiáng)度的化學(xué)困像型對(duì)比度.CCA算法以n維空間中的投影向量形式處理各個(gè)像素波譜，其中n是困像中所取樣的波長(zhǎng)數(shù)目.向量的標(biāo)準(zhǔn)正交基集被選作參考向量集，計(jì)算各個(gè)像素波譜向量和參考向量間的角的余弦.在所得CCA困像中顯示的強(qiáng)度值是這些余弦值，其中余弦值l表明像素波詳和參考波詳一致，余弦值0表明像素波詳和參考波詳正交(不相關(guān)).所得CCA困像的維度與原始困像相同，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)正交基集提供了n個(gè)參考向量，導(dǎo)致n個(gè)CCA圖像.4.主成分分析(PCA)是數(shù)據(jù)空間維數(shù)簡(jiǎn)化技術(shù).通過(guò)n維數(shù)據(jù)集的最大偏差來(lái)進(jìn)行最小二乘法擬合。從該最小二乘法擬合獲得的向量被稱(chēng)為笫一主成分(PC)或笫一栽荷.在扣除來(lái)自笫一PC所解釋的偏差后，重復(fù)該操作并且計(jì)算笫二主成分.重復(fù)該過(guò)程，直到解釋了數(shù)據(jù)空間中的全部偏差的某一百分比(通常95%或更大).PC計(jì)分圖像然后可被可視化以揭示包括樣本信息以及儀器響應(yīng)(包括噪音)的正交信息。受聚類(lèi)分析的指導(dǎo)，可以進(jìn)行光譜維度數(shù)據(jù)的重建，包括在沒(méi)有描述所期望放大或抑止的材料或儀器參數(shù)的PC的情況下，取決于感測(cè)應(yīng)用的需要.直到最近，光譜分析、化學(xué)統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)字困像分析的無(wú)縫集成還沒(méi)有市售可得。單獨(dú)團(tuán)體已經(jīng)獨(dú)立地開(kāi)發(fā)了適用于其特定需要的高級(jí)軟件.例如，用于處理單幀灰階圖像的數(shù)字成像軟件包和應(yīng)用化學(xué)統(tǒng)計(jì)技術(shù)的光詳處理程序都已經(jīng)到達(dá)較成熟的狀態(tài).然而，化學(xué)成像開(kāi)發(fā)的一個(gè)局限是缺乏這樣的組合軟件，其結(jié)合了這些單獨(dú)規(guī)范中的每一個(gè)的足夠特征以具有實(shí)際功用，歷史上，化學(xué)成像的從業(yè)人員不得不開(kāi)發(fā)他們自己的軟件程序以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的各個(gè)關(guān)鍵步驟.一般地，使用支持腳本功能的程序包如Matlab、IDL、Grams或LabView來(lái)使這些程序標(biāo)準(zhǔn)化(prototyped).這些程序包雖然適應(yīng)性強(qiáng)，但卻受限于過(guò)分要求的學(xué)習(xí)曲線(xiàn)、計(jì)算效率不高和對(duì)單獨(dú)從業(yè)人員開(kāi)發(fā)其自己的困形用戶(hù)界面(GUI)的需要.現(xiàn)在，市售可得的軟件的確存在，其提供了高效的數(shù)據(jù)處理和容易使用的簡(jiǎn)單GUI.滿(mǎn)足這些目標(biāo)的軟件必須解決化學(xué)成像處理的全部問(wèn)題?；瘜W(xué)成像分析循環(huán)舉例說(shuō)明了成功地從化學(xué)困像提取信息和選擇由化學(xué)成像系統(tǒng)所提供的全部可能性所需的步稞.該循環(huán)始于選擇樣品測(cè)量策略并延續(xù)直到顯示測(cè)量解決方案.笫一步是采集困像.相關(guān)軟件必須適應(yīng)全部配套的化學(xué)困像獲取結(jié)構(gòu)，包括支持各種光詳技術(shù)、相連的光詳儀和成像檢測(cè)器以及不同樣品尺寸和采集時(shí)間所要求的采樣靈活性。理想地，甚至較不同的儀器設(shè)計(jì)可具有一種直觀的GUI以方便容易使用和容易采用.在分析循環(huán)中的笫二步是數(shù)據(jù)預(yù)處理，通常，預(yù)處理步驟意困使來(lái)自化學(xué)成像儀器響應(yīng)的貢獻(xiàn)最小化，該貢獻(xiàn)與成像樣品的化學(xué)組成的變化無(wú)關(guān).一些所需的功能包括校正檢測(cè)器響應(yīng)，其包括檢測(cè)器量子效率、壞的檢測(cè)器像素和宇宙事件方面的變化；在整個(gè)樣品的光源照射強(qiáng)度方面的變化；和基于基線(xiàn)擬合和扣除，求出光譜線(xiàn)形間的總差異，預(yù)處理可用的工具的實(shí)例包括檢測(cè)器像素響應(yīng)的比率校正；光讒搮作例如傅里葉濾光器及其他光譜濾光器、歸一化、平均中心化、基線(xiàn)校正和光滑化；空間操作例如宇宙過(guò)濾、低通濾光器、高通濾光器和許多其它空間濾光器。一旦已抑制儀器響應(yīng)，可以使用定性處理.定性化學(xué)困像分析意圖解決一個(gè)簡(jiǎn)單問(wèn)題"存在什么和如何分布？"。許多化學(xué)統(tǒng)計(jì)工具歸于此類(lèi).部分清單包括相關(guān)技術(shù)例如余弦相關(guān)和歐幾里德距離相關(guān)；分類(lèi)技術(shù)例如主成分分析、聚類(lèi)分析、判別分析和多道分析；和光譜消巻積技術(shù)例如SIMPL1SMA、線(xiàn)性光譜分離和多變重曲線(xiàn)分辨。定量分析涉及開(kāi)發(fā)濃度映射困像。正如在定量光譜分析中，許多多變量化學(xué)統(tǒng)計(jì)技術(shù)可用于建造校準(zhǔn)模型.在應(yīng)用定量化學(xué)成像時(shí)，在非成像光詳分析中所遇到的全部挑戰(zhàn)同樣存在于定量化學(xué)成像中，如選擇校準(zhǔn)集和證實(shí)模型.然而，在化學(xué)成像中，還存在其它挑戰(zhàn)，例如樣品厚度變化和多種檢測(cè)器元件的差異度，僅舉幾個(gè)例子，取決于所開(kāi)發(fā)的模型的質(zhì)量，結(jié)果可以從半定量濃度映射至嚴(yán)格的定量測(cè)量變化.必須使從預(yù)處理、定性分析和定量分析獲得的結(jié)果可視化.軟件工具必須提供縮放、自動(dòng)映射、偽色困像表示、表面映射、立體表現(xiàn)和多種方式顯示例如單閨像幀視困、蒙太奇視困和多維化學(xué)閨像的動(dòng)24畫(huà)，以及若干用于查閱表(LUT)操作和對(duì)比度增強(qiáng)的數(shù)字圖像分析算法，一旦已產(chǎn)生數(shù)字化學(xué)閨像，可以使用傳統(tǒng)的數(shù)字田像分析.例如，空間分析和化學(xué)困像測(cè)量包括，使用閾和分割策略的高位深度(一般為32位/像素)化學(xué)困像的二值化.一旦已產(chǎn)生二值困像，分析工具可以檢驗(yàn)許多困像域特征，例如尺寸、位置、對(duì)準(zhǔn)、形狀因子、域計(jì)數(shù)、域密度和基于任何所選特征的域分類(lèi).這些計(jì)算的結(jié)果可用于開(kāi)發(fā)關(guān)鍵定量困像參數(shù)，其可用于表征材料.這些工具(自動(dòng)化田像處理)的最終種類(lèi)包括主要步稞或全部化學(xué)圖像分析過(guò)程的自動(dòng)化.例如，在困像中良好定義的特征的檢測(cè)可以完全自動(dòng)化，這些自動(dòng)分析的結(jié)果可以基于許多標(biāo)準(zhǔn)(粒徑、形狀、化學(xué)組成等)來(lái)列表。已開(kāi)發(fā)了自動(dòng)化學(xué)成像平臺(tái)，其可以以無(wú)人管理的方式運(yùn)行數(shù)小時(shí)。本發(fā)明引入一種綜合分析方法，其允許使用者仔細(xì)設(shè)計(jì)試驗(yàn)和優(yōu)化儀器參數(shù)并應(yīng)當(dāng)能夠從化學(xué)困像中提取最大量信息，以便使用者能夠進(jìn)行智能決策。拉曼型化學(xué)成像系統(tǒng)拉曼化學(xué)成像(RCI)結(jié)合了拉更光謙學(xué)和材料的分子特定分析的數(shù)字成像.這種技術(shù)使得樣品的困像可以通過(guò)在離散波長(zhǎng)下記錄拉曼散射光而被構(gòu)造，所述拉更散射光從被照射的樣品中所限定的位置發(fā)出。通過(guò)在波長(zhǎng)范圍內(nèi)調(diào)諧液晶成像拉曼光譜儀并且間歇地采集困像，在樣品表面相應(yīng)于上百萬(wàn)空間位置產(chǎn)生光譜.取決于材料，還可以通過(guò)使用不同的激發(fā)波長(zhǎng)或通過(guò)在遞增的聚焦面捕捉拉更化學(xué)圖像獲得與深度有關(guān)的信息.基于拉曼散射的相對(duì)量，在圖像中產(chǎn)生對(duì)比度，其由遍及樣品中的不同物質(zhì)產(chǎn)生。因?yàn)閷?duì)于各個(gè)像素位置產(chǎn)生拉曼光詳，所以可以將單變量和/或多變量(即化學(xué)統(tǒng)計(jì))分析工具例如相關(guān)分析、主成分分析(PCA)和因子旋轉(zhuǎn)，包括多變量曲線(xiàn)分辨(MCR)，應(yīng)用于圖像數(shù)據(jù)以提取相關(guān)信息，在可見(jiàn)波長(zhǎng)使用激光照射，已證實(shí)拉曼化學(xué)成像的約250納米的空間分辨能力。這幾乎優(yōu)于紅外成像兩個(gè)數(shù)量級(jí)，由于衍射，所述紅外成像一般地局限于約20微米的空間分辨率。另外，對(duì)于基于液晶光學(xué)的RCI來(lái)說(shuō)，圖像清晰度(基于成像像素的總數(shù))非常高，因?yàn)槟軌蚴褂酶呦袼孛芏葯z測(cè)器(常常1百萬(wàn)或更多個(gè)檢測(cè)器元件/檢測(cè)器).用于照射的光的波長(zhǎng)不是關(guān)鍵因素，并且可以為220-1100納米.用于拉殳化學(xué)成像的設(shè)備已經(jīng)由以下文件描述Treado的美國(guó)專(zhuān)利6，002，476和美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)0簡(jiǎn)9，371(于2000年7月19日提交)，其引入本文作為參考.拉曼化學(xué)成像的其它記栽是美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)09/800,953(2001年3月7日提交)；美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)09/976,391(2001年10月21日提交)；美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)10/185，090(2002年6月27日提交)；美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)10/184，S80(2002年6月27日提交)；美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)60/144，518(1999年7月19日提交)；美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)60/347,806(2002年l月10日提交)；美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)60/144，518(1999年7月19日提交)；美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)60/187，560(2000年3月28日提交)；美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)60/239,969(2000年11月13日提交)；美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)60/301,708(2001年6月28日提交)；和美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)60/422,604(2002年U月21日提交)，以上各個(gè)專(zhuān)利和專(zhuān)利申請(qǐng)引入本文作為參考。例如，RCI儀器結(jié)構(gòu)可以包括基于RCI顯微鏡的平臺(tái)。市售可得的裝置(其適用于本文中所述的方法)的實(shí)例是實(shí)驗(yàn)室型或便攜式視場(chǎng)拉曼顯微鏡例如FALCON拉曼顯微鏡(TM;ChemlmageCorporation,Pittsburgh,PA),RCI顯微鏡，例如如上所述的FALCON(TM)系統(tǒng)，在單個(gè)平臺(tái)中結(jié)合了用于樣品激發(fā)的固態(tài)激光器、折射光學(xué)顯微鏡基座(其裝備無(wú)限遠(yuǎn)校正的顯微銑物鏡)、自動(dòng)化XYZ平移顯微鏡栽物臺(tái)和石英鵠卣素(QTH)燈和/或水銀(Hg)燈，此外，顯微鏡系統(tǒng)的一部分是用于普通光學(xué)困像采集和數(shù)字困像采集的模擬彩色電荷耦合裝置(CCD)檢測(cè)器、用于光詳困像波長(zhǎng)選擇的液晶成像光譜儀、用于拉更化學(xué)困像捕捉的熱電冷卻的(TE)SiCCD檢測(cè)器、裝備有用于色散光譜采集的CCD檢測(cè)器的遠(yuǎn)程色散單色儀.NIR型化學(xué)成像系統(tǒng)NIR化學(xué)成像顯微鏡在單個(gè)平臺(tái)中結(jié)合了NIR優(yōu)化的折射光學(xué)顯微鏡基座(其裝備N(xiāo)IR優(yōu)化的無(wú)限遠(yuǎn)校正的顯微鏡物鏡)、用于固定和照射N(xiāo)IR光謙學(xué)和成像用樣品的自動(dòng)化XYZ平移顯微鏡栽物臺(tái)和石英鎢由素(QTH)燈、用于普通光學(xué)困像采集和數(shù)字困像采集的模擬彩色電荷耦合裝置(CCD)檢測(cè)器、用于NIR化學(xué)困像波長(zhǎng)選擇的NIRLC成像光詳儀和用于NIR困像捕捉的室溫或任逸地冷卻的NIRFPA,閨SS是NIR化學(xué)成像顯微鏡的示意困，在NIR優(yōu)化的折射光學(xué)顯微鏡平臺(tái)3的反射光結(jié)構(gòu)(其使用QTH源或其它寬帶白光源，包括金屬由化物或氙孤光燈)l或透射光結(jié)構(gòu)(其使用QTH或適當(dāng)?shù)腘IR源)2中，將NIR照射導(dǎo)向樣品，從置于自動(dòng)化XYZ平移顯微鏡栽物臺(tái)4上的樣品通過(guò)無(wú)限遠(yuǎn)校正的NIR優(yōu)化的顯微鏡物鏡5采集反射或透射的NIR光.使用插于轉(zhuǎn)盤(pán)6中的反射鏡、分光鏡或棱鏡結(jié)構(gòu)并且用模擬或數(shù)字彩色或單色電荷輛合裝置(CCD)或CMOS檢測(cè)器7采集困像可以獲得樣品的一般光學(xué)困像.在NIR化學(xué)成像方式中，放大的NIR困像通過(guò)NIRLC成像光譜儀8耦合并且在室溫或冷卻的NIR焦平面陣列(FPA)檢測(cè)器9上采集.FPA—般地包括砷化銦鎵(InGaAs)，但是可以包括其它NIR感光材料，包括硅化鉑(PtSi)、銻化銦(InSb)或碲化汞鎘(HgCdTe)。使用插于轉(zhuǎn)盤(pán)6中的分束元件，可以用模擬單色或彩色CCD檢測(cè)器7和NIRFPA9同時(shí)采集NIR和普通光學(xué)困像。中央處理器10，一般地奔騰計(jì)算機(jī)，用于NIR化學(xué)成像采集和處理。用商業(yè)軟件運(yùn)行模擬彩色CCD7、NIRFPA9、經(jīng)控制器12控制的自動(dòng)化XYZ平移顯微鏡栽物臺(tái)4和NIRLC成像光譜儀8(通過(guò)LC成像光譜儀控制器11)，所述商業(yè)軟件例如AcquisitionManager(ChemImageCorporation,Pittsburg,PA;早先被稱(chēng)為Chemlcon，Inc,)以及ChemImage(ChemImageCorporation,PiUsburg，PA;早先被稱(chēng)為Chemlcon,Inc.),在NIRLC成像光謙儀8之前在光程中通過(guò)引入偏振感光分束元件(未示于示意圖中)，一部分來(lái)自樣品的NIR光可以輛合到遠(yuǎn)程N(yùn)IR光讒儀(也未示于示意困中).優(yōu)選地，NIR優(yōu)化的液晶(LC)成像光謙儀技術(shù)用于波長(zhǎng)選擇.LC成像光詳儀可以是例如以下類(lèi)型Lyot液晶可調(diào)諧濾光器(LCTF);Evans分束元件LCTF;SoleLCTF;鐵電體LCTF;液晶FabryPerot(LCFP);或者混合濾光器技術(shù)，其包括以上LC濾光器類(lèi)型的組合或與固定帶通和帶阻濾光器(其包括電介質(zhì)、rugate、全息、彩色吸收、聲光或偏振類(lèi)型)組合的上述濾光器類(lèi)型.27本發(fā)明的一個(gè)新穎之處在于NIR優(yōu)化的折射顯微鏡與無(wú)限遠(yuǎn)校正的物鏡一起使用以在不使用鏡筒透鏡的情況下在檢測(cè)器上形成NIR圖像.通過(guò)物鏡的固有設(shè)計(jì)和關(guān)聯(lián)的抗反射涂層、聚光鏡和光源，可以針對(duì)NIR操作而優(yōu)化顯微鏡.為同時(shí)提供高數(shù)值孔徑，物鏡應(yīng)該是有折射能力的.為最小化色像差，使通過(guò)量最大和降低成本，可以淘汰常規(guī)鏡筒透鏡，而使NIR物鏡直接將NIR困像形成到NIR焦平面陣列(FPA)檢測(cè)器(一般為InGaAs型)上，F(xiàn)PA還可以包括Si、SiGe、PtSi、InSb、HgCdTe、PdSi、Ge、模擬光導(dǎo)攝象管(analogvidicon)類(lèi)型。使用模擬或數(shù)字幀抓取方法，使FPA輸出數(shù)字化.積分等焦距模擬CCD檢測(cè)器提供了實(shí)時(shí)的樣品定位和聚焦，對(duì)可見(jiàn)輻射敏感的模擬攝影機(jī)，一般地彩色或單色的CCD檢測(cè)器，但可以包括CMOS類(lèi)型，被置于與NIRFPA檢測(cè)器等焦距，以促進(jìn)樣品定位和聚焦，而無(wú)需通過(guò)常規(guī)目鏡直接觀察樣品.使用幀抓取方法，一般地使攝影機(jī)輸出數(shù)字化。顆粒分析方法可通過(guò)化學(xué)成像分析識(shí)別的組合物的顆粒分析通過(guò)從樣品顆粒(例如實(shí)質(zhì)上固定的樣品顆粒)采集化學(xué)困像數(shù)據(jù)而進(jìn)行.從光譜成像數(shù)據(jù)，在所研究組分的一個(gè)或多個(gè)特征光譜值下產(chǎn)生化學(xué)圖像，以獲得該組分的空間分布的二或三維圖像.例如，適當(dāng)?shù)墓庾V值包括拉曼位移值、NIR吸收波長(zhǎng)或NIR反射波長(zhǎng).將圖像進(jìn)行任何若干已知的單變量和/或多變量閨像處理技術(shù)(其為本領(lǐng)域所熟知)以便確定組分顆粒的至少一個(gè)幾何性質(zhì)。所述幾何性質(zhì)可用于描述樣品中組分顆粒的性質(zhì).如果期望的話(huà)，基本上在采集化學(xué)困像數(shù)據(jù)的同時(shí)(或者至少接近足夠的及時(shí)，使得視場(chǎng)中的顆?；旧蠜](méi)有移動(dòng))，制作視場(chǎng)的光學(xué)或光詳困像.還可以采集全部視場(chǎng)的色散化學(xué)圖像.因?yàn)樵谒芯康奈镔|(zhì)的特征光詳值(例如相應(yīng)于特征拉曼位移值的波數(shù)或該物質(zhì)反射的特征NIR輻射波長(zhǎng))(一個(gè)或兩個(gè)或多個(gè)所述特征值)下由化學(xué)困像數(shù)據(jù)計(jì)算幾何性質(zhì)，所以樣品中其它物質(zhì)或顆粒的存在不影響評(píng)價(jià)所研究的顆粒，至少只要其它物質(zhì)(一個(gè)或多個(gè))或顆粒(一個(gè)或多個(gè))不顯示出相同或不能區(qū)分的光詳性質(zhì)即可，具有相似的光謙性質(zhì)的兩種物質(zhì)可以被區(qū)分，例如，通過(guò)在對(duì)應(yīng)光詳?shù)膮^(qū)域上進(jìn)行集中分析(concentratinganalysis)，其中這兩種物質(zhì)差別比在其它光謙區(qū)域中的差別更大.視場(chǎng)的光學(xué)或光詳閨像可以指出不同于所分析的組合物中所研究的物質(zhì)的組分的存在、范圍和顆粒的幾何性質(zhì).本方法具有相對(duì)于現(xiàn)有光學(xué)顯橄法的優(yōu)點(diǎn)，即可以清楚識(shí)別顆粒組成的光詳信息可以和與粒徑以及顆粒形狀有關(guān)的光學(xué)信息同時(shí)被采集.此外，因?yàn)楸疚闹兴龅墓庵t法可用于采集表示多種化合物的特征光詳信息，現(xiàn)有的評(píng)價(jià)顆粒幾何形狀的基于光學(xué)的方法可以在化合物-化合物基礎(chǔ)上應(yīng)用于含化合物混合物的樣品.本文中所述的光謙法可以區(qū)分笫一純物質(zhì)顆粒和笫二純物質(zhì)顆粒，還可以區(qū)分這些顆粒和混合組成的顆粒.所述方法還可以用來(lái)映射單個(gè)顆粒的不同區(qū)域中多組分顆粒的相對(duì)量(例如，由不同組成的多個(gè)顆粒的聚集形成的顆粒).樣品固定在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明需要在具有有助于使用相關(guān)化學(xué)成像方法的性質(zhì)的底物(例如當(dāng)要進(jìn)行拉更化學(xué)成像時(shí)，拉曼鈍性底物)上有效固定所研究的物質(zhì).所述底物應(yīng)當(dāng)優(yōu)選是平的、照射時(shí)耐損傷或改性的、耐熱膨脹的、相對(duì)光詳鈍性的、而且與來(lái)自樣品散射的、被樣品吸收的或從樣品反射的輻射不發(fā)生干涉.對(duì)于拉殳化學(xué)成像應(yīng)用，底物的適當(dāng)選擇是涂布鋁的玻璃顯微鏡栽片，對(duì)于NIR及其他光謙形式，適當(dāng)?shù)牡孜镆彩潜绢I(lǐng)域已知的.也可以使用普通玻璃顯微銑栽片，至少用某些激光照射波長(zhǎng)，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的和/或容易由經(jīng)驗(yàn)確定.懸浮在液體中的粉狀或霧化顆?？梢允┘拥剿鲈云谋砻嫔希⑶医M合物中的任何液體可以被允許干燥.或者，其中所研究的顆粒懸浮在流體中的組合物可以在栽片的表面上被凍結(jié)(例如，通過(guò)冷卻栽片和在其上噴灑霧化顆粒懸浮液)。作為另一種備選方案，可以將含所研究的顆粒的組合物懸浮在聚合樹(shù)脂中，其后該聚合樹(shù)脂被固化以固定顆粒.樹(shù)脂可以固化就位或者固化后切開(kāi).單塊固體(例如，藥片、囊片和錠刑)可以簡(jiǎn)單地放置在表面上或者在固定就位.如果將要分析顆粒的液體制刑(例如，懸浮在液體中的固體顆?；驊腋≡谶B續(xù)液相中的微粒液相)，那么制劑可以通過(guò)在其中液體不會(huì)蒸發(fā)的條件(例如，對(duì)于含水制刑來(lái)說(shuō)，高濕度)下維持液體的薄層而固定.或者，液體樣品可夾在透明玻璃或塑料栽片之間，任逸地在栽片間插入隔離物以獲得限定厚度的液體層.化學(xué)成像還可以在非固定的顆粒上進(jìn)行.對(duì)于非固定的顆粒，重要的是考慮化學(xué)困像數(shù)據(jù)分析所需的時(shí)間并且將數(shù)據(jù)獲取的期間限定為這樣的期間，其中顆粒的運(yùn)動(dòng)是極小的或者被記錄.在其中化學(xué)成像數(shù)據(jù)可被快速采集的情況下(例如，當(dāng)在一個(gè)或者較少數(shù)目的RS值下采集拉更散射光時(shí))，可以忽視顆粒運(yùn)動(dòng).在這種情況中，可使用化學(xué)困像數(shù)據(jù)集的序列采集以評(píng)價(jià)樣品顆粒中的動(dòng)態(tài)變化(例如，聚集、蒸發(fā)、沉淀或粘合).在其中更大的量的化學(xué)困像數(shù)據(jù)將被采集并且在數(shù)據(jù)采集期間顆粒運(yùn)動(dòng)可能是重要的情況中，必須使用一種或多種使移動(dòng)的顆粒的位置與數(shù)據(jù)采集相關(guān)的技術(shù)(例如，光學(xué)瞄準(zhǔn)法)。這種方法在本領(lǐng)域中是已知的，RCI數(shù)據(jù)采集可以使用已知的方法采集RCI數(shù)據(jù).例如，根據(jù)生產(chǎn)廠(chǎng)商的說(shuō)明書(shū)，可使用市售可得的FALCONRCI顯微鏡(TM;ChemlmageCorporation,Pittsburgh,PA)。為了確保色散拉更和RCI數(shù)據(jù)中的適當(dāng)?shù)姆逦恢?，?yīng)當(dāng)使用NIST所接受的拉更光譜儀校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)校準(zhǔn)RCI儀器.常用的標(biāo)準(zhǔn)是乙酖氨基苯盼.如果不同于所研究的物質(zhì)的樣品的組分的身份是已知的，那么可以產(chǎn)生那些組分中的每一個(gè)的拉更光詳數(shù)據(jù)。這種信息使得可以識(shí)別在RCI數(shù)據(jù)獲取期間掃描的拉曼光詳?shù)倪m當(dāng)部分來(lái)遊免重疊的拉曼散射峰.一般地，將選擇與所研究的物質(zhì)不同的并且顯示出可接受的信噪比的拉曼峰.可以評(píng)價(jià)物質(zhì)的多個(gè)特征拉殳位移值，同樣可以評(píng)價(jià)可包括多個(gè)拉曼峰的拉曼光謙區(qū)域的形狀，如果樣品包括未知的組分，那么可以在RCI數(shù)據(jù)獲取期間掃描全部拉殳光譜，以便可以評(píng)價(jià)任何雜質(zhì)對(duì)數(shù)據(jù)的貢獻(xiàn).為了采集RCI數(shù)據(jù)，使基本上被固定的顆粒在顯微鏡下聚焦并且設(shè)置適當(dāng)?shù)膬x器數(shù)據(jù)采集參數(shù)，采集拉更化學(xué)困像.此時(shí)還可以獲得明視場(chǎng)及其他支持的光學(xué)困像以提供除RCI數(shù)據(jù)外的補(bǔ)償性的空間/雙折射信息.NIR化學(xué)困像數(shù)據(jù)采集使用已知的方法可以采集NIR化學(xué)困像數(shù)據(jù).例如，根據(jù)生產(chǎn)廠(chǎng)商的說(shuō)明書(shū)，可使用市售可得的FALCON(TM;ChemlmageCorporation,Pittsburgh,PA)化學(xué)成像顯微鏡，為了確保在NIR化學(xué)困像數(shù)據(jù)中適當(dāng)?shù)姆逯滴恢?，該儀器應(yīng)當(dāng)使用具有已知的NIR吸收、彈性散射或反射峰的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn).如果不同于所研究的物質(zhì)的樣品的組分的身份是已知的，那么可以產(chǎn)生那些組分中的每一個(gè)的NIR光謙數(shù)據(jù).這種信息使得可以識(shí)別在化學(xué)圖像數(shù)據(jù)獲取期間掃描的紅外光謙的適當(dāng)部分來(lái)遊免重疊峰。一般地，將選擇與所研究的物質(zhì)不同的并且顯示出可接受的信噪比的NIR光謙峰.可以評(píng)價(jià)物質(zhì)的多個(gè)特征波長(zhǎng)值，同樣可以評(píng)價(jià)可包括多個(gè)峰的NIR吸收或反射光謙區(qū)域的形狀.如果樣品包括未知的組分，那么可以在數(shù)據(jù)獲取期間掃描全部NIR或紅外光譜，以便可以評(píng)價(jià)任何雜質(zhì)對(duì)數(shù)據(jù)的貢獻(xiàn)。為了采集NIR光謙數(shù)據(jù)，使基本上被固定的顆粒在顯微鏡下聚焦并且設(shè)置適當(dāng)?shù)膬x器數(shù)據(jù)采集參數(shù)，采集NIR化學(xué)困像，此時(shí)還可以獲得明視場(chǎng)及其他支持的光學(xué)困像以提供除NIR數(shù)據(jù)外的補(bǔ)償性的空間/雙折射信息，數(shù)據(jù)處理使所獲得的化學(xué)圖像經(jīng)受一種或多種單變量和/或多變量困像處理策略。在本領(lǐng)域中描述了許多圖像處理策略，對(duì)一種或多種所述策略的選擇是在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的水平范閨內(nèi)。各種軟件包也是市售可得的，其能夠轉(zhuǎn)化顆粒的二維或三維化學(xué)數(shù)據(jù)集的幾何性質(zhì).用于FALCON(TM)化學(xué)成像顯微系統(tǒng)的適當(dāng)?shù)能浖膶?shí)例是CHEM1MAGEXPERT(TM)軟件包，其可獲自ChemlmageCorporation(Pittsburgh,PA)。一種產(chǎn)生易于操作的可用于確定幾何性質(zhì)的困像的有用方法是從一個(gè)或多個(gè)二值圖像幀的化學(xué)困像數(shù)據(jù)產(chǎn)生，各自相應(yīng)于特定的特征光詳值和/或特定的聚焦面.例如，可使用軟件以將值"1"分配給含所研究的物質(zhì)的特征空間/光譜信息的像素和將值"0"分配給含有不是物質(zhì)的特征空間/光譜信息的像素.一旦已將化學(xué)困像二值化，可將適當(dāng)?shù)念w粒篩分軟件應(yīng)用于所處理的數(shù)據(jù)以確定分子特定粒徑.基于二維數(shù)據(jù)用于描迷粒徑的一般的幾何參數(shù)包括以下面積(顆粒的截面積)；周長(zhǎng)(顆粒的邊界長(zhǎng)度)；Feret直徑l(貫穿顆粒的水平距離)；Feret直徑2(貫穿顆粒的垂直距離，即，沿垂直于Feret直徑1的軸的Feret直徑)；最大弦長(zhǎng)(貫穿顆粒的表大距離)；形狀因子(即下式的值(4x7Tx面積)/周長(zhǎng)")；長(zhǎng)徑比(Feret直徑1/Feret直徑2)?；谌S數(shù)據(jù)用于描述粒徑的一般的幾何參數(shù)包括以下體積(顆粒的體積)；表面積(顆粒的表面)；Feret直徑(三個(gè)，彼此正交)；最大弦長(zhǎng)(貫穿顆粒的錄大距離)；各種形狀因子，和顆粒的長(zhǎng)徑比或球形度的各種測(cè)量值.使用本文中所述的方法可以確定這些幾何參數(shù)，或者可由使用所述方法可以確定的幾何參數(shù)來(lái)計(jì)算這些幾何參數(shù)，所用的化學(xué)成像系統(tǒng)限定了本文中所述的顆粒分析方法的尺寸極限。目前，ChemlmageFALCON(TM)化學(xué)成像顯微鏡的最小空間分異極限被認(rèn)為約為200-250納米，這是指使用該系統(tǒng)不能有效地評(píng)價(jià)小于該值的顆粒的幾何性質(zhì).使用這些方法可評(píng)價(jià)的粒徑的理論下限是約入射光的衍射極限(考慮已知的消巻積技術(shù)，其可進(jìn)一步降低極限值)。本文中所述的方法可容易地應(yīng)用到任何新的具有比FALCON(Tro)裝置更低的空間分異極限的儀器，動(dòng)態(tài)化學(xué)成像系統(tǒng)和方法用于使用樣品的一系列至少笫一和笫二順序的化學(xué)圖像來(lái)檢測(cè)在第一時(shí)段和笫二時(shí)段之間樣品中出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)變化的系統(tǒng)或方法，可以執(zhí)行本節(jié)中所述的方法.笫一化學(xué)困像相應(yīng)于樣品在笫一時(shí)段期間的圖像。第二化學(xué)困像相應(yīng)于樣品在笫一時(shí)段后的笫二時(shí)段的閨像。例如，所述方法可用于評(píng)價(jià)組分顆粒位置、組成或兩者與時(shí)間有關(guān)的變化，在笫一時(shí)段期間(i)用多個(gè)光子照射樣品，從而產(chǎn)生由樣品散射或發(fā)射的光子；(ii)然后使用二維陣列的檢測(cè)元件以同時(shí)檢測(cè)在樣品上或樣品內(nèi)從不同位置在笫一預(yù)定波長(zhǎng)謙帶中散射或發(fā)射的光子；和(iii)其后使用二維陣列的檢測(cè)元件一次或更多次以同時(shí)檢測(cè)在樣品上或樣品內(nèi)從不同的位置在一個(gè)或更多個(gè)進(jìn)一步預(yù)定波長(zhǎng)謙帶中散射或發(fā)射的光子.在笫一時(shí)段期間二維陣列的檢測(cè)元件的輸出然后被組合以產(chǎn)生樣品的笫一化學(xué)困像，在第二時(shí)段期間(i)用多個(gè)光子照射樣品，從而產(chǎn)生由樣品散射或發(fā)射的光子；(ii)然后使用二維陣列的檢測(cè)元件以同時(shí)檢測(cè)在樣品上或樣品內(nèi)從不同位置在笫一預(yù)定波長(zhǎng)詳帶中散射或發(fā)射的光子；和(iii)其后使用二維陣列的檢測(cè)元件一次或更多次以同時(shí)檢測(cè)在樣品上或樣品內(nèi)從不同的位置在一個(gè)或更多個(gè)進(jìn)一步預(yù)定波長(zhǎng)謙帶中散射或發(fā)射的光子.在笫二時(shí)段期間二維陣列的檢測(cè)元件的輸出然后被組合以產(chǎn)生樣品的笫二化學(xué)困像.基于笫一和笫二化學(xué)困像間的一個(gè)或多個(gè)差異，檢測(cè)在笫一時(shí)段和笫二時(shí)段之間樣品中出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)變化，本發(fā)明可能快速觀測(cè)具有全部空間信息的樣品并可以監(jiān)控樣品中的演變和變化，所述演變和變化自然地進(jìn)行或發(fā)生(即在平衡條件下)，并且通過(guò)由外部措施(例如，施加到樣品的一個(gè)或多個(gè)外場(chǎng)或力)所產(chǎn)生的非平衡條件而額外強(qiáng)加或施加。在某些實(shí)施方案中，外部措施可以施加到樣品中的特定位置(而不是整個(gè)樣品).圖37示意地表示了根據(jù)公開(kāi)內(nèi)容的一種實(shí)施方案的設(shè)備，閨37所示的設(shè)備能夠提供一種在可變放大率下用于成像低光度的高光通量。參考困37，將樣品100置于底物IOS上.底物10S可以是任何常規(guī)顯微鏡栽片或其它用于接收和任選地固定樣品100的裝置.光源110被設(shè)置以向樣品IOO提供入射光.光源110可以包括任何常規(guī)光子源，包括激光器、LED及其他IR或近IR裝置.也可選擇光源110以提供樣品的迅衰照射，在一個(gè)實(shí)施方案中，光源的帶寬為約15-25cm"。仍參考圖37，應(yīng)該注意到光源110被設(shè)置而以某一角度向樣品100提供入射光，其與正交于樣品IOO發(fā)射的光相反。換句話(huà)說(shuō)，用于照射樣品的輻射不必通過(guò)常規(guī)顯微鏡(或顯宏鏡)的光學(xué)系統(tǒng)；相反，它可以從樣品100以上或以下以某一斜角照射樣品.通過(guò)透鏡120由反射鏡115接收光子束112并使其轉(zhuǎn)向。透鏡120可任選地用來(lái)將光聚焦于樣品IOO上.或者，光子束112可被導(dǎo)向樣品100，而無(wú)需反射鏡115,到達(dá)樣品100的光束112中的眾多光子照射樣品并且被樣品散射或吸收，其可導(dǎo)致隨后在不同波長(zhǎng)下發(fā)射(發(fā)光).如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，術(shù)語(yǔ)"發(fā)光"包括各種使用其它名字所述的光學(xué)過(guò)程.這些包括熒光、磷光、光致發(fā)光、電致發(fā)光、化學(xué)發(fā)光、聲致發(fā)光、熱致發(fā)光以及升頻轉(zhuǎn)換.散射光子由光束116和118示意表示，而鏡33像反射的光子由光束114示意表示.發(fā)光發(fā)射的光子也由光束118表示.光學(xué)透鏡125被設(shè)置以接收光子束U6和118.光學(xué)透鏡125可被用來(lái)收集所接收的光子束并使其聚焦.這包括收集偏振和非偏振的光子以及使它們聚焦.通常，樣品尺寸確定了收集光的光學(xué)透鏡125的逸擇。例如，可使用顯微鏡透鏡來(lái)分析亞微米至微米的樣本.對(duì)于較大的樣品，可使用微距透鏡.光學(xué)透鏡125(以及透鏡120)可包括具有較大數(shù)值孔徑的簡(jiǎn)單的降低分辨/像差的透鏡，從而提高系統(tǒng)的光通量和效率。反射鏡130被設(shè)置以將發(fā)射的或散射的光子光束118對(duì)準(zhǔn)可調(diào)諧濾光器140.應(yīng)該注意到反射鏡130的放置是任選的并且在其中可調(diào)諧濾光器被置于樣品IOO以上的構(gòu)造中可以是不必要的。激光拒波濾光器135可以置于可調(diào)諧濾光器140之前以濾出散射的由光束116表示的照射光并優(yōu)化系統(tǒng)的性能.換句話(huà)說(shuō)，拒波濾光器135使得在照射波長(zhǎng)下能夠光詳過(guò)濾光子。常規(guī)可調(diào)諧濾光器(包括電光、機(jī)械、或其它可調(diào)諧濾光器)可進(jìn)一步用于本公開(kāi)內(nèi)容的原則。適當(dāng)?shù)目烧{(diào)諧濾光器的實(shí)例包括液晶可調(diào)諧濾光器("LCTF")或聲光可調(diào)諧濾光器("AOTF")。電光濾光器(或其它可調(diào)諧濾光器)允許特定波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍的光以圖像的形式通過(guò)，這取決于由控制器置于所述裝置上的控制信號(hào)?？梢酝ㄟ^(guò)可調(diào)諧濾光器140的波長(zhǎng)可以為200納米(紫外)至2000納米(即遠(yuǎn)紅外)，波長(zhǎng)的選擇取決于所期望的光波段和/或所分析樣品的本質(zhì)。圖像傳感器H5可以是一種數(shù)字裝置比如例如二維、圖像焦平面陣列("FPA")或CCD或CMOS傳感器.用于表征所研究的樣品的光波段支配FPA檢測(cè)器的選擇。例如，硅電荷輛合裝置("CCD")檢測(cè)元件的二維陣列可以與可見(jiàn)波長(zhǎng)熒光和拉曼光詳一起使用，而砷化鎵(GaAs)和砷化鎵銦(GalnAs)FPA檢測(cè)器可以用于在近紅外波長(zhǎng)進(jìn)行圖像分析。這種裝置的選擇取決于待分析樣品的種類(lèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，用于形成困像傳感器H5的二維陣列的檢測(cè)元件中的各個(gè)檢測(cè)元件的作用是檢測(cè)在樣品上或樣品內(nèi)從不同的空間位置散射或發(fā)射的光子，在一個(gè)實(shí)施方案中，困像傳感器H5產(chǎn)生由可調(diào)諧濾光器140處理的樣品的全部視困的數(shù)字困像，困38示意地表示了根據(jù)公開(kāi)內(nèi)容的另一個(gè)實(shí)施方案的設(shè)備。更具體地說(shuō)，圖38示意地顯示了一種在可變放大率下用于成像低光度的高光通量構(gòu)造.光學(xué)部件的集合類(lèi)似于困37所舉例說(shuō)明的，但從樣品IOO的下側(cè)照射.注意的是在困37和38中，以某一斜角照射樣品100.特別參考圖38，光子束120和樣品100的平面軸限定了斜角，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過(guò)傾斜照射，開(kāi)發(fā)了所謂的"暗視場(chǎng)拉曼成像".與常規(guī)的明視場(chǎng)拉曼構(gòu)造不同，暗視場(chǎng)拉更成像使成像捕捉光學(xué)裝置與激勵(lì)輻射的輸送去耦.因此，入射輻射的內(nèi)散射和衰減已被最小化以提高信噪比(S/N)比值.此外，在光學(xué)系統(tǒng)以外的光源的位里進(jìn)一步使得可以使用更低成本、較小功率的照射源并且能夠?qū)⑷舾烧丈湓摧^簡(jiǎn)單地、較低成本地集成到系統(tǒng)中.這種構(gòu)造的應(yīng)用不局限于拉曼和發(fā)光成像并且可以例如成功地與常規(guī)光謙學(xué)一起使用，在閨37和38中所示的各個(gè)實(shí)施方案中，計(jì)算機(jī)或處理器(未示于圖中)可以耦合到光學(xué)裝置上并且用于控制該光學(xué)裝置，所述光學(xué)裝置包括光源(IIO)、透鏡(120、125、135)、反射鏡(115、130)和可調(diào)諧濾光器(140).計(jì)算機(jī)也可以耦合到困像傳感器145，并且其作用是從困像傳感器H5的輸出中產(chǎn)生"化學(xué)困像".在一個(gè)實(shí)施方案中，各個(gè)化學(xué)圖像是樣品的空間精確波長(zhǎng)分辨的困像，其由多個(gè)"幀"形成；其中各個(gè)幀具有復(fù)數(shù)空間維度，并且由特定的波長(zhǎng)(或波數(shù))的光子或者在特定的波長(zhǎng)謙帶(或波數(shù)詳帶)中的光子產(chǎn)生，所述光子由閨像傳感器145在樣品IOO上或內(nèi)從不同的空間位置同時(shí)采集.在各個(gè)化學(xué)困像中，可以將多個(gè)幀組合而形成遍及所研究的全部波長(zhǎng)(波數(shù))的完整困像。由計(jì)算機(jī)所產(chǎn)生的化學(xué)困像可以進(jìn)一步由計(jì)算機(jī)分析和/或顯示給用戶(hù)。本發(fā)明使用一種如困37和困38所示的設(shè)備來(lái)使用樣品100的一系列至少第一和第二順序的化學(xué)困像，以檢測(cè)在笫一時(shí)段和隨后的第二時(shí)段之間樣品100中出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)變化，在笫一時(shí)段期間(i)用來(lái)自源110的光子照射樣品100,從而產(chǎn)生由樣品IOO散射或發(fā)射的光子；(ii)然后使用困像傳感器145以同時(shí)檢測(cè)在樣品上或樣品內(nèi)從不同位置在笫一預(yù)定波長(zhǎng)謙帶(由可調(diào)諧濾光器HO選掙的)中散射或發(fā)射的光子；和(iii)對(duì)于一個(gè)或多個(gè)其它預(yù)定波長(zhǎng)譜帶(其中對(duì)每個(gè)使用可調(diào)諧濾光器140進(jìn)行順序選擇)中的每一個(gè)，其后使用困像傳感器145同時(shí)檢測(cè)在樣品上或樣品內(nèi)從不同的位置散射或發(fā)射的光子.然后通過(guò)計(jì)算機(jī)(未示于困中)組合檢測(cè)器1450的榆出(在笫一時(shí)段期間通過(guò)可調(diào)諧濾光器140選擇每一個(gè)波長(zhǎng)或者波長(zhǎng)譜帶)以產(chǎn)生樣品的笫一化學(xué)困像.在隨后的笫二時(shí)段期間(i)用來(lái)自源110的光子照射樣品100，從而產(chǎn)生由樣品IOO散射或發(fā)射的光子；(ii)然后使用困像傳感器145以同時(shí)檢測(cè)在樣品上或樣品內(nèi)從不同位置在笫一預(yù)定波長(zhǎng)謙帶(由可調(diào)諧濾光器140選擇的)中散射或發(fā)射的光子；和(Hi)對(duì)于一個(gè)或多個(gè)其它預(yù)定波長(zhǎng)譜帶(其中對(duì)每個(gè)使用可調(diào)諧濾光器140進(jìn)行順序選擇)中的每一個(gè)，其后使用困像傳感器145同時(shí)檢測(cè)在樣品上或樣品內(nèi)從不同的位置散射或發(fā)射的光子.然后通過(guò)計(jì)算機(jī)組合檢測(cè)器145的輸出(在笫一時(shí)段期間通過(guò)可調(diào)諧濾光器140選擇每一個(gè)波長(zhǎng)或者波長(zhǎng)詳帶)以產(chǎn)生樣品的笫二化學(xué)困像.基于笫一和第二化學(xué)困像間的一個(gè)或多個(gè)差異，檢測(cè)在笫一時(shí)段和笫二時(shí)段之間樣品中出現(xiàn)的動(dòng)態(tài)變化.在有或者沒(méi)有物理困像的情況下，化學(xué)困像的計(jì)算機(jī)分析可被用于對(duì)動(dòng)態(tài)變化的檢測(cè)(或者檢測(cè)的強(qiáng)化)。觀察化學(xué)困像的顯示，用戶(hù)也可以檢測(cè)動(dòng)態(tài)變化，在多種實(shí)施方案中，連續(xù)快速獲得了一系列許多序列的化學(xué)困像以產(chǎn)生樣品的"電影"。例如，可以獲得樣品的多達(dá)100幅化學(xué)困像/秒，使得基本上實(shí)時(shí)檢測(cè)樣品中的動(dòng)態(tài)變化.在一些實(shí)施方案中，序列中的化學(xué)圖像的時(shí)間分辨可以細(xì)達(dá)l毫秒，即，系統(tǒng)將每一毫秒產(chǎn)生樣品的化學(xué)困像，還可以選擇其它時(shí)間分辨，包括例如，一種折合為化學(xué)困像在相鄰困像間間隔多達(dá)15分鐘的時(shí)間分辨。當(dāng)使用本發(fā)明來(lái)監(jiān)控特定過(guò)程或反應(yīng)時(shí)，所選的時(shí)間分辨應(yīng)當(dāng)足以檢測(cè)樣品中隨著時(shí)間出現(xiàn)的所研究的動(dòng)態(tài)變化.本發(fā)明因而可能快速觀測(cè)具有全部空間信息的樣品100并可以監(jiān)控樣品100中的演變和變化，所述演變和變化自然進(jìn)行或發(fā)生(即在平衡條件下)以及通過(guò)由外部措施(例如，通過(guò)施加到樣品的一個(gè)或多個(gè)外場(chǎng)或力)所產(chǎn)生的非平衡條件而額外強(qiáng)加或施加.在某些實(shí)施方案中，外部措施被施加到樣品100中的特定位置(而不是整個(gè)樣品).使用本發(fā)明的動(dòng)態(tài)化學(xué)成像技術(shù)可被分析和觀察的樣品的實(shí)例包括隨時(shí)間經(jīng)歷變化的生物樣品或微流路(Micro-fluidiccircuit)。這些變化可包括置換、化學(xué)相互作用、化學(xué)狀態(tài)變化、相變、生長(zhǎng)、收縮、化學(xué)分解、化學(xué)代謝和身體勞累.本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到適用于本發(fā)明的樣品/變化的許多其它實(shí)例，并且其被認(rèn)為是在本發(fā)明的范閨內(nèi)。如上所述，本發(fā)明可被用來(lái)檢測(cè)樣品中由于被施加了外部條件而引起的動(dòng)態(tài)變化.所述外部條件包括，例如，在笫一和笫二時(shí)段間改變施加到樣品100或在樣品100內(nèi)的電場(chǎng)或磁場(chǎng)；在笫一和笫二時(shí)段間改變施加到樣品或樣品內(nèi)的外部光場(chǎng)，其中外部光場(chǎng)與最初用于照射樣品的光場(chǎng)不同；在笫一和笫二時(shí)段間改變施加到樣品或樣品內(nèi)的光場(chǎng)，其中所述另外的光場(chǎng)通過(guò)使用于照射樣品的光場(chǎng)發(fā)生脈沖而產(chǎn)生；在笫一和笫二時(shí)段間改變施加到樣品或樣品內(nèi)的內(nèi)部產(chǎn)生的光子；在第一和第二時(shí)段間改變用于照射樣品的偏振；在笫一和第二時(shí)段間改變樣品的溫度；在笫一和笫二時(shí)段間改變施加到樣品的壓力；或者在第一和笫二時(shí)段間改變施加到樣品或樣品內(nèi)的應(yīng)力.在其它實(shí)施方案中，與樣品有關(guān)的化學(xué)梯度(例如，施加到樣品上的化學(xué)梯度)在第一和笫二時(shí)段間變化.在其它的實(shí)施方案中，在笫一和笫二時(shí)段間在樣品中引發(fā)生理應(yīng)激或生物應(yīng)激。在另一個(gè)重要的實(shí)施方案中，在多個(gè)時(shí)間觀察將一種或多種化學(xué)物質(zhì)(例如，藥學(xué)活性劑、抗體或核酸)添加到樣品中的動(dòng)態(tài)效應(yīng).在一些實(shí)施方案中，序列中的每個(gè)化學(xué)圖像由樣品的多個(gè)單獨(dú)空間精確波長(zhǎng)分辨圖像組成(其每一個(gè)由如上所述的多個(gè)"幀"形成)，其中多個(gè)單獨(dú)空間精確波長(zhǎng)分辨的圖像中的每一個(gè)相應(yīng)于樣品內(nèi)多個(gè)不同深度中的一個(gè).這些實(shí)施方案可用于檢測(cè)遍及整個(gè)樣品100中發(fā)生的化學(xué)變化，而不是僅僅在樣品的單個(gè)表面或平面上發(fā)生的變化。在更進(jìn)一步的實(shí)施方案中，序列中的各種化學(xué)圖像間的差異可以(使用例如如上所述的計(jì)算機(jī)或由用戶(hù))與在和該序列有關(guān)的各個(gè)時(shí)段期間進(jìn)行的樣品正交(即互補(bǔ))測(cè)量進(jìn)行關(guān)聯(lián)，以便強(qiáng)化樣品中動(dòng)態(tài)變化的檢測(cè)或觀測(cè)?？梢允褂玫恼粶y(cè)量的實(shí)例包括使用以下形式進(jìn)行的測(cè)量拉曼散射、近紅外吸收(NIR)、可視困像、視頻或者發(fā)光.也可以使用其它正交測(cè)量并且這些測(cè)量被認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍范圍內(nèi)。多顆粒分析37如果所分析的組合物包括具有可區(qū)分的光詳性質(zhì)的顆粒，那么本文中所述的顆粒分析方法可用于評(píng)價(jià)組合物中的全部光詳可區(qū)分類(lèi)型的顆粒的幾何性質(zhì).例如，如果霧化藥物組合物包含兩種顆粒類(lèi)型(其可以通過(guò)其拉更散射峰進(jìn)行區(qū)分)，那么可以在兩個(gè)或更多個(gè)拉殳位移值采集RCI數(shù)據(jù)，一個(gè)拉曼位移值表示一種顆粒類(lèi)型的特征，另一個(gè)拉曼位移值表示另一個(gè)顆粒類(lèi)型的特征.可以通過(guò)評(píng)價(jià)各個(gè)顆粒的多種特征拉曼散射性質(zhì)(例如，在多個(gè)RS值下的散射)來(lái)區(qū)分兩種顆粒的類(lèi)型.該RCI數(shù)據(jù)集將包括足以描述兩種顆粒類(lèi)型的幾何性質(zhì)的信息.光詳性質(zhì)的組合可用于描述不能由單個(gè)特征光詳特性識(shí)別的顆粒的幾何性質(zhì).例如，如果上段中描述的組合物包含笫三顆粒類(lèi)型，其可以通過(guò)特征熒光峰與該組合物的全部其它組分區(qū)分，那么第三顆粒類(lèi)型的幾何性質(zhì)可以通過(guò)分析從發(fā)特征熒光的顆粒獲取的熒光成像數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，材料的光譜性質(zhì)(例如可見(jiàn)、紅外、或者近紅外光的吸收；反射或者偏振性質(zhì)；由顯微技術(shù)例如掃描電子顯微術(shù)所推斷的形狀或者織構(gòu)；拉曼散射性能，例如特征拉曼位移值；或者元素含量，例如使用能量散射光譜學(xué)所評(píng)價(jià)的)的組合還可以用來(lái)識(shí)別顆粒類(lèi)型。如果組合物中除一種以外的全部顆粒類(lèi)型可以由羊個(gè)光謙特征表征，那么未顯示出該特征的所有顆?？杀煌茢酁槭Ｓ囝w粒類(lèi)型，光學(xué)顯微數(shù)據(jù)可與化學(xué)成像數(shù)據(jù)結(jié)合使用以評(píng)價(jià)剩余顆粒類(lèi)型的一種或多種幾何性質(zhì)，在有些情況下，不同于特定化合物的顆粒的化學(xué)身份不是重要的并且不必被確定，除非是要證實(shí)在那些顆粒中不存在所述特定化合物.實(shí)施例本發(fā)明現(xiàn)參考以下實(shí)施例進(jìn)行描述.這些實(shí)施例僅僅是為了說(shuō)明性的目的而提供，本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例，而是包括由于本文中所提供的教導(dǎo)而變得顯而易見(jiàn)的全部變化.實(shí)施例1真噴制刑的RCI評(píng)價(jià)在本實(shí)施例中，使用一種鼻噴制刑，其包含作為活性藥刑的倍氦米松二丙酸癍(BDP)及以下作為鈍性試刑的組分微晶纖維素(MCC);羧甲基纖維素鈉(CMC);葡萄糖；苯扎氣銨；吐溫80(TM);和苯乙醇，困1和2描繪了使用兩批(標(biāo)為1E1和3E1)鼻噴制刑獲得的拉曼光詳，將所述批次施加到單獨(dú)栽片并且在所述制刑保持潮濕狀態(tài)時(shí)評(píng)價(jià)光詳，之后獲得困1中所示的拉曼光詳.將所述相同批次施加到單獨(dú)栽片并且在所述制刑干燥后評(píng)價(jià)光謙，之后獲得困2中所示的拉曼光詳.在閨2的光詳中可辦別的更銳利的峰被認(rèn)為至少部分歸因于干燥制刑組分的更大程度的固定.困3描繪了在栽片上干燥批次1E1的明視場(chǎng)和偏光顯微照片(分別為圖3A和3B)和拉曼化學(xué)困像(困3C).困3C的區(qū)域A、B和C的拉曼光詳示于圖3D中，并且指出制刑的組分可以根據(jù)其拉更光譜性質(zhì)進(jìn)行區(qū)分.困4-11描繪了鼻噴制刑的各個(gè)組分以單獨(dú)的純組分進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)所獲得的拉曼光謙.在圖11中，使純組分的拉曼光譜重疊以表明各個(gè)組分具有至少一種拉曼光語(yǔ)特性，通過(guò)該特性，可以與樣品中的其它組分進(jìn)行區(qū)分，圖12和13描繪了微?；疊DP的偏光顯微照片和相應(yīng)的二值化困像以及使用商業(yè)軟件包為由二值化困像計(jì)算的31個(gè)顆粒所計(jì)算的幾何性質(zhì)。平均BDP粒徑被確定為直徑為3.02土3.16微米.PSD如困13中所困示。困14-16涉及使用干燥狀態(tài)中的微?；疊DP和MCC的共混物所進(jìn)行的試驗(yàn)。通過(guò)將BDP和MCC(按BDP:MCC體積大約20:80)的混合物置于玻璃顯微鏡栽片上而制備樣品.期望的是樣品制刑的粗制本質(zhì)導(dǎo)致形成較大的BDP和MCC的聚集體.圍14描繪了BDP/MCC混合物的明視場(chǎng)反射困像和偏振光困像(分別為圖14A和14B)和復(fù)合拉曼化學(xué)困像(困14C).偏振光困像揭示了混合物中兩種組分的雙折射本質(zhì).指出了相應(yīng)于BDP(困14C-14E中的l)和MCC(困14C-14E中的2)的復(fù)合拉更化學(xué)困像的通道，這些結(jié)果表明BDP和MCC域和背景區(qū)城(困14C-14E中的3)顯示出特征性拉曼光譜標(biāo)志.圖15顯示了與視場(chǎng)中的MCC聚集體有關(guān)的灰階拉更困像(困15A)、二值困像(困15B)和PSD表，由于視場(chǎng)中的大聚集體被若干小很多的聚集體閨繞，平均MCC"顆粒"(更可能是聚集體)的尺寸為33.91±71.45微米。困16顯示了與視場(chǎng)中的BDP聚集體有關(guān)的灰階拉曼困像(困16A)、二值困像(困16B)和PSD表.平均BDP"顆粒"(更可能是聚集體)的尺寸被確定為36.99±19.27微米，這些結(jié)果舉例說(shuō)明所述技術(shù)能夠區(qū)分和識(shí)別藥物和賦形刑以及所述軟件可用來(lái)評(píng)價(jià)視場(chǎng)中存在的單獨(dú)域的粒徑.閨17-19證明了這些方法能夠識(shí)別藥物并且確定了在添加水后微?；疊DP和MCC的共混物中的藥物的粒徑和PSD,使用微量注射器手動(dòng)搮縱同時(shí)通過(guò)具有CCD攝影機(jī)的FALCON顯微鏡觀察，將小等份(大約10微升)的蒸館水加入到干燥BDP/MCC混合物(其用于相應(yīng)于圖14-16的試驗(yàn)).在顯微鏡尺度上，手動(dòng)控制將水輸送到樣品是具有挑戰(zhàn)性的。添加水引起顆粒移出視場(chǎng)，同時(shí)新的顆粒引入視場(chǎng)，這使得難以對(duì)添加水前后的顆粒統(tǒng)計(jì)學(xué)進(jìn)行比較.圖17顯示了添加水后的BDP/MCC混合物的明視場(chǎng)反射圖像(圖17A)、偏振光圖像(閨17B)和復(fù)合拉曼化學(xué)圖像(困17C),已經(jīng)分別針對(duì)BDP和MCC就復(fù)合拉曼化學(xué)圖像的綠色和藍(lán)色通道進(jìn)行顏色編碼。指出了相應(yīng)于BDP(困17CM7E中的l)和MCC(困17C-17E中的2)的復(fù)合拉曼化學(xué)圖像的通道，這些結(jié)果指出BDP和MCC域和背景區(qū)域(圖17C-17E中的3)顯示出特征性拉曼光譜標(biāo)記.圖18顯示了與添加水后的視場(chǎng)中的MCC聚集體有關(guān)的灰階拉曼圖像(圖18A)、二值困像(困18B)和PSD表，由于被若干小很多的聚集體圍繞的視場(chǎng)中的大聚集體，所以平均MCC"顆粒"(更可能是聚集體)的尺寸是直徑為48.75±57.57微米.圖19顯示了與視場(chǎng)中的BDP聚集體有關(guān)的灰階拉更困像(困19A)、二值圖像(困19B)和PSD表.平均BDP"顆粒"(更可能是聚集體)的尺寸被確定為直徑13.80±14.25微米.圖20顯示了MCC/BDP共混物在添加水前(困20A)的偏振光困像和MCC/BDP共混物在添加水后(困20B)的偏振光困像，為解決與樣品制備(即在BDP/MCC共混物中聚集體的形成)和含水共混物的動(dòng)態(tài)本質(zhì)有關(guān)的問(wèn)趙，在兩份鼻噴樣品上進(jìn)行RCI，其中一份(BECONASEAQ(TM))包含活性藥物組分(BDP)而另一份是安慰刑樣品，通過(guò)搖動(dòng)各個(gè)鼻噴樣品、使其打底(priming)并噴灑到相應(yīng)的被置于垂直位置約6英寸遠(yuǎn)處的涂布鋁的玻璃顯微鏡栽片上而制備樣品，然后立即右側(cè)向上翻轉(zhuǎn)樣品.并使其干燥.使用涂布鋁的玻璃顯微鏡栽片來(lái)使從玻璃基板中存在的任何稀土元素產(chǎn)生的背景熒光最小化.困21-23是由來(lái)自含BDP的BECONASEAQ(TM)鼻噴樣品的3個(gè)所研究的區(qū)域(ROI)產(chǎn)生的RCI.困24-26是由來(lái)自安慰刑鼻噴樣品的3個(gè)ROI產(chǎn)生的RCI,困21A、22A、23A、24A、25A和26A中的每一個(gè)描繪了各個(gè)樣品的明視場(chǎng)反射困像.困21B、22B、23B、24B、25B和26B中的每一個(gè)描繪了各個(gè)樣品的偏振光困像。困21C、22C、23C、24C、25C和26C中的每一個(gè)描繪了各個(gè)樣品的拉曼化學(xué)困像。圖21D、22D、23D、24D、25D和26D中的每一個(gè)描繪了在相應(yīng)困21C、22C、23C、24C、25C和26C中所指出的區(qū)域的拉更光詳。困21E、22E和23E中的每一個(gè)描繪了相應(yīng)圖21A/21C、22A/22C和23A/23C的明視場(chǎng)和RCI困像的重疊，在各個(gè)含BECONASEAQ的樣品中可檢測(cè)BDP的特征性拉更性質(zhì)并且對(duì)于樣品中的其它組分，沒(méi)有觀察到那些BDP特定的拉曼性質(zhì)。明視場(chǎng)/拉曼重疊圖像表明似乎在鼻噴樣品中BDP被吸附到一種或多種賦形劑上。這些結(jié)果指出本文中所述的方法可用于表征藥物組合物的性質(zhì)(除幾何性質(zhì)以外并且包括如顆粒聚集等因素)，這種聚集是重要的，因?yàn)榛钚猿煞菖c笫二種化合物的締合可降低活性成份溶解能力、活性成份的效力、含活性成份的顆粒運(yùn)動(dòng)到某一身體位置的能力、或活性成份的其它相應(yīng)藥理特性.圖27和28涉及其中對(duì)于BECONASEAQ(TM)藥物產(chǎn)品評(píng)價(jià)BDP的粒徑和PSD的試驗(yàn).圖27A-27C和28A-28C描繪了在干燥BECONASEAQ(TM)樣品的三個(gè)ROI中由RCI所檢測(cè)的BDP顆粒的二值困像和相關(guān)的顆粒統(tǒng)計(jì)學(xué)，在閨27中顯示了PSD表，在圖28中顯示了PSD的困解表示.本實(shí)施例中所述的試驗(yàn)的結(jié)果指出使用本文中所述的方法，使用RCI可以測(cè)量鼻噴含水懸浮液中的皮質(zhì)類(lèi)固醇的粒徑、化學(xué)身份和PSD特性，拉殳色散光諉庫(kù)結(jié)果證明拉曼光譜學(xué)和RCI能夠用作鼻噴41含水懸浮液的表征工具.RCI結(jié)果證明能夠在復(fù)雜BDP樣品和安慰劑混合物中區(qū)分和識(shí)別多組分的化學(xué)組成.對(duì)分散在玻璃顯微鏡栽片上的純藥物的二值偏光顯微鏡田像所進(jìn)行的PSD測(cè)量揭示了3.02±3.16微米的平均粒徑.在BDP/MCC混合物的二值拉曼困像上進(jìn)行的PSD測(cè)量揭示了對(duì)于MCC和BDP來(lái)說(shuō)，在添加水之前，平均粒徑分別為33.91±71.45微米和36.99±19.27微米；對(duì)于MCC和BDP,在添加水后分別為48.75±57.57微米和13.80±14.25微米.相對(duì)于純的凈藥物，大的平均PSD是微粒堆集的結(jié)果.在添加前后平均粒徑的差異可能是由于顆粒移入和移出視場(chǎng)而不是由添加水產(chǎn)生的粒徑變化所造成的.在BECONASEAQ(TM)鼻噴樣品中，在BDP分布的二元拉曼困像上進(jìn)行的PSD測(cè)量揭示了1.79±1,33微米的平均粒徑.不出所料，在安慰刑中沒(méi)有檢測(cè)到BDP顆粒.明視場(chǎng)/拉曼重疊困像揭示了似乎在鼻噴樣品中BDP被吸附到一種或多種賦形刑上。實(shí)施例2粒徑標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試盲檢研究進(jìn)行本實(shí)施例的試驗(yàn)以在盲檢研究中證明RCI對(duì)于小顆粒篩分的有效性。6種不同的聚苯乙烯微球粒徑標(biāo)準(zhǔn)物混合在樣品中.使用光學(xué)顯微法和RCI，按照符合用于尺寸確定的杜克科學(xué)(DS，DukeScientific)法的方法，對(duì)各個(gè)尺寸的標(biāo)準(zhǔn)物確定平均粒徑和相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)偏差.如下進(jìn)行DS法.高度均一的微球，當(dāng)被置于平面如玻璃顯微鏡栽片上時(shí)，往往形成系統(tǒng)的六角形陣列.使用光學(xué)顯微法，通過(guò)測(cè)量行中許多聚苯乙烯微球并且除以球數(shù)而確定尺寸。然后通過(guò)NIST來(lái)檢驗(yàn)結(jié)果，由于在確定球狀顆粒的邊緣方面(特別是當(dāng)接近光的衍射極限時(shí))的困難，開(kāi)發(fā)了該方法。另外，該方法不太受由于崎形和尺寸過(guò)小或過(guò)大的微球所造成的失真測(cè)量值的影響，因?yàn)檫@些異常值趨向于擾亂有序列陣，這可以在顯微鏡下觀察并被避免。通過(guò)將各個(gè)尺寸的標(biāo)準(zhǔn)溶液的小液滴置于標(biāo)準(zhǔn)玻璃顯微鏡栽片上，通過(guò)用另一個(gè)顯微鏡栽片滑過(guò)前一顯微鏡栽片而將所述溶液均勻分布，并使溶液干燥，來(lái)制備標(biāo)準(zhǔn)物.對(duì)各個(gè)尺寸的標(biāo)準(zhǔn)物，采集研究區(qū)域的光學(xué)顯微法和RCI數(shù)據(jù).圖29顯示了六角密堆排列的10微米NIST-可示蹤的聚苯乙烯微球粒徑標(biāo)準(zhǔn)物的明視場(chǎng)反射困像(困29A)、拉曼化學(xué)困像(困29B)和明視場(chǎng)/拉曼重疊困像(困29C).對(duì)于其余5個(gè)尺寸的標(biāo)準(zhǔn)物，獲得了相似的數(shù)據(jù).提供于附困中的表比較了NIST可示蹤的值和使用DS法的結(jié)果.對(duì)于這些尺寸標(biāo)準(zhǔn)物(其中可獲得六角密堆排列)，RCI數(shù)據(jù)的陣列法結(jié)果和NIST可示蹤標(biāo)準(zhǔn)物的允許值在統(tǒng)計(jì)上一致.實(shí)施例3半導(dǎo)體夾雜物的NIR化學(xué)成像本文中所公開(kāi)的NIR化學(xué)成像裝置和方法用來(lái)表征在碲化鋅鎘(CdZnTe)半導(dǎo)體材料中的碲夾雜物缺陷.在二維和三維空間中通過(guò)使用自動(dòng)化NIR成像系統(tǒng)在遍及晶片的多個(gè)所研究的區(qū)域上采集NIR圖像幀進(jìn)行大面積晶片的快速、無(wú)損檢查。使用背景校正和圍像二值化算法處理NIR圖像幀。使用已知的顆粒分析算法處理二值化困像來(lái)表征碲夾雜物。所述數(shù)據(jù)可被用于晶片制造方法以在進(jìn)一步處理晶片前使晶片過(guò)關(guān)或不過(guò)關(guān).使用數(shù)據(jù)可視化軟件來(lái)產(chǎn)生相應(yīng)于二維和三維空間中的碲夾雜物的困像數(shù)據(jù).背景由于高質(zhì)量、低成本X射線(xiàn)、Y-射線(xiàn)和成像檢測(cè)器器件需求的增加，需要提高這種器件中所用的半導(dǎo)體材料的質(zhì)重和產(chǎn)品收率.一種有效的提高半導(dǎo)體器件收率的策略是使用器件表征工具，其可以快速并且非破壞性地在制造過(guò)程中在較早期識(shí)別缺陷.早期篩選可以闡明缺陷的潛在原因并且還可以降低與加工帶缺陷的材料(其最終被粉碎)有關(guān)的下游成本，化合物半導(dǎo)體對(duì)制造來(lái)說(shuō)是具有挑戰(zhàn)性的.在制造過(guò)程中存在著若干步驟，其中可能出現(xiàn)缺陷.半導(dǎo)體缺陷的化學(xué)性質(zhì)可能顯著影響由該半導(dǎo)體所制造的器件的性能，器件制造和器件加工缺陷可能對(duì)于制造期間進(jìn)行測(cè)量來(lái)說(shuō)是困難而費(fèi)時(shí)的，不幸地，有缺陷的器件常常未被確認(rèn)出直到制造過(guò)程中的較晚階段，這是由于用于檢測(cè)缺陷的計(jì)量工具的不足造成的。這導(dǎo)致低的生產(chǎn)收率和高成本.CdZnTe在如室溫X射線(xiàn)檢測(cè)器、Y射線(xiàn)輻射檢測(cè)器和醫(yī)學(xué)成像裝置的裝置中用于輻射檢測(cè)。含CdZnTe的裝置的用途的實(shí)例包括核診斷、數(shù)字射線(xiàn)攝影、高分辨天體物理X射線(xiàn)和Y-射線(xiàn)成像、工業(yè)網(wǎng)狀物測(cè)量、'Y照相機(jī)'成像、骨密度測(cè)量和裂變物質(zhì)的檢測(cè).這種裝置的成本和效力可能受到大的、優(yōu)質(zhì)CdZnTe材料的易得性的限制.CdZnTe材料可以包含微觀和宏觀缺陷，其妨礙由該材料制成的裝置的運(yùn)轉(zhuǎn).通常這些材料中存在的缺陷的實(shí)例包括裂縫、晶粒邊界、孿晶邊界、管道、沉淀和夾雜物，單獨(dú)CdZnTe晶片常?；诰写嬖诘捻?Te)夾雜物缺陷的尺寸和數(shù)目而分級(jí).如本實(shí)施例中所用(并且如Rudolph和Muhlberg所用)，碲夾雜物是碲富集域，其尺寸為l-50微米，并且其由于在生長(zhǎng)界面形態(tài)不穗定而產(chǎn)生，所述形態(tài)不穗定是緣于從所述界面前方的邊界層中捕獲碲富集的熔融液滴.碲夾雜物可能損害CdZnTe材料的電子性質(zhì)，結(jié)果，損害了由這種材料制成的裝置的性能.當(dāng)前低容量半導(dǎo)體制造商所使用的表征CdZnTe中的碲夾雜物的方法是勞動(dòng)密集的，其對(duì)人為誤差敏感，并且?guī)缀鯖](méi)有提供關(guān)于尺寸為l-5微米夾雜物的信息，在這些方法中，使用IR顯微鏡平臺(tái)由操作員觀察和手動(dòng)計(jì)數(shù)夾雜物。當(dāng)所識(shí)別的夾雜物被懷疑超過(guò)特定尺寸極限時(shí)，進(jìn)行拍照。將臺(tái)式測(cè)微計(jì)的蓋板放置在照片之上以確定尺寸。這種分析是較費(fèi)時(shí)的，常?；ㄙM(fèi)數(shù)分鐘以表征來(lái)自大晶片的研究區(qū)域。本實(shí)施例中所述的立體NIR化學(xué)成像裝置和方法可用于自動(dòng)化表征CdZnTe材料中的微型碲夾雜物，該系統(tǒng)利用了CdZnTe在紅外波長(zhǎng)&850nm)下是透光的這一事實(shí)，當(dāng)通過(guò)NIRLC成像光譜儀用紅外焦平面陣列(IR-FPA)觀察CdZnTe時(shí)，碲夾雜物以暗吸收域的形式出現(xiàn)。晶片可以以二空間維度和三空間維度成像，捕獲在各自研究區(qū)域上的未處理的紅外閨像.困像可以自動(dòng)地進(jìn)行背景平衡、二值化和處理。所處理的數(shù)據(jù)提供了可用于表征顆粒夾雜物的統(tǒng)計(jì)信息，如夾雜物數(shù)、尺寸、密度、面積和形狀.該系統(tǒng)提供一種用于表征小達(dá)0.5微米的碲夾雜物的快速方法，基本上沒(méi)有與人工觀察有關(guān)的主觀性.現(xiàn)在描述用于本實(shí)施例的材料和方法.樣品由工業(yè)供應(yīng)商(eVProducts;Saxonburg，PA)生產(chǎn)碲富集CdZnTe樣品以備分析.特意獲得含高碲夾雜物密度的樣品以有效證明自動(dòng)化碲夾雜物映射系統(tǒng)的能力.通過(guò)HorizontalBridgeman(HB)法使CdZnTe材料生長(zhǎng)，并且該CdZnTe材料包含標(biāo)稱(chēng)鋅陽(yáng)離子(栽荷濃度為4y。)和4xl0"cn^的平均腐蝕坑密度.這些材料顯示了面入<111>取向，并且在兩側(cè)拋光.樣品厚度為大約1-15毫米.對(duì)于自動(dòng)化碲夾雜物映射分析來(lái)說(shuō)，不需要進(jìn)一步的樣品制備.數(shù)據(jù)采集通過(guò)將樣品放置在自動(dòng)化映射系統(tǒng)的XYZ平移臺(tái)上獲得CdZnTe樣品中碲夾雜物的立體映射困.在遍及樣品的所研究的多個(gè)區(qū)域上在X-Y方向上以使碲沉淀物相對(duì)于周?chē)鶦dZnTe基質(zhì)的對(duì)比度最大化的波長(zhǎng)下通過(guò)LC成像光詳儀捕獲NIR田像械，通過(guò)以自定義的增量在顯微鏡下平移樣品焦點(diǎn)而獲得深度輪廓線(xiàn).然后以迭代方式重復(fù)這一過(guò)程，直到表征了全部的晶片.數(shù)據(jù)處理一旦采集了成像數(shù)據(jù)，使用CHEMIMAGE(TM，ChemlmageCorporation,Pittsburgh,PA)軟件(版本4.12)來(lái)處理數(shù)據(jù).對(duì)于各個(gè)晶片，該軟件產(chǎn)生了背景校正的灰階圖像、二值化困像(使用為困像的每個(gè)幀所選定的閾值)、二值化困像的蒙太奇視困和顆粒統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù).顆粒統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表包括如顆粒數(shù)、粒徑、顆粒密度和許多幾何參數(shù)(如顆粒面積和顆粒長(zhǎng)徑比)的信息.現(xiàn)在描述本實(shí)施例的試驗(yàn)結(jié)果.NIR成像具有許多碲夾雜物的CdZnTe半導(dǎo)體材料的數(shù)字宏觀明視場(chǎng)困像示于圖30中，具有許多碲夾雜物的CdZnTe半導(dǎo)體材料的未處理的NIR顯微透射困像示于圖31中，晶片的左半邊已被拋光.在顯微NIR圖像中，碲夾雜物以暗點(diǎn)的形式出現(xiàn).使用自動(dòng)化近紅外碲夾雜物立體映射系統(tǒng)獲得未處理的NIR微觀困像.背景校正和圖像二值化自動(dòng)化顆粒分析從對(duì)未處理的困像楨應(yīng)用背景校正預(yù)處理程序開(kāi)始.所采集的未處理的困像的一個(gè)最大問(wèn)趙是所有每個(gè)困像幀逐漸變化的背景。結(jié)果，幀的一個(gè)區(qū)域中的顆?？赡芫哂斜葞牧硪粋€(gè)區(qū)域的背景更高的強(qiáng)度值.困32舉例說(shuō)明與為具有寬變化背景的困像選擇合適閾值有關(guān)的困難.在圖32中，區(qū)域l(更大的方框區(qū)域)和2分別具有大約2600和1950的平均相對(duì)強(qiáng)度值，如使用軟件的強(qiáng)度平均函數(shù)所評(píng)價(jià)的.整個(gè)區(qū)域l主要是顆粒(即碲夾雜物)，而區(qū)域2主要是背景(小顆粒在中央).圖32A是從CdZnTe晶片中的單個(gè)研究區(qū)域所采集的未處理的NIR田像楨.在大于大約850納米的照射波長(zhǎng)下，CdZnTe是透光的并且碲夾雜物是不透光的。樣品的NIR困像在不包含碲沉淀物的部分顯得亮，出現(xiàn)沉淀物的部分顯得暗.在困32B中，將閣值設(shè)置為足夠低(值=1520)，使得區(qū)域2中的顆粒被正確識(shí)別，但不能觀察到大部分剩余顆粒.在困32C中，將閾值設(shè)置為足夠高(值-2470)，使得檢測(cè)到全部顆粒；然而幀的大面積被錯(cuò)誤地識(shí)別為一種非常大的顆粒.在圖32D中，閾值被設(shè)置為中間值(值-1960).在那些條件下，正確地識(shí)別了許多顆粒，但區(qū)域2中的顆粒被識(shí)別為比其實(shí)際要大，為解決選擇適當(dāng)?shù)拈撝档膯?wèn)題，使用背景校正步驟來(lái)使得背景在整個(gè)給定的困像幀里基本上恒定。該方法在整個(gè)圖像幀上使用移動(dòng)窗口并且在將其從幀中減除之前使所得背景平滑化。也使用了其它操作如低通濾光和選擇性去除壞的照相機(jī)像素，自動(dòng)化顆粒分析中的笫二步是選擇閾值，導(dǎo)致二值化圖像，其最佳反映了所成像的樣品中實(shí)際存在的顆粒數(shù)目和粒徑.操作員一般會(huì)通過(guò)嘗試多個(gè)閾值并且比較所得二值化圖像和實(shí)際圖像以查看哪個(gè)二值化圖像最佳匹配其感覺(jué)的實(shí)際圖像中的顆粒來(lái)解決這個(gè)問(wèn)趙。本實(shí)施例中所用的算法以及NIR化學(xué)成像顯微銑系統(tǒng)采取基本上相同的方法。一系列闞值用來(lái)產(chǎn)生二值化困像.將每個(gè)二值化圖像提交給尋找困像中存在的顆粒的程序。開(kāi)發(fā)了一組顆粒形態(tài)規(guī)則以確定這樣的點(diǎn)，在該點(diǎn)閾值識(shí)別出與訓(xùn)練有素的操作員所獲得的結(jié)果一致的顆粒。然后使用導(dǎo)數(shù)運(yùn)算，進(jìn)一步限定該閾值.圖33A、33B和33C分別是未處理的、背景校正的和二值化NIR圖像幀的蒙太奇視困，其相應(yīng)于來(lái)自CdZnTe晶片的所研究的四個(gè)相鄰區(qū)域.這些困像的目測(cè)表明顆粒分析足夠以自動(dòng)化方式識(shí)別顆粒。立體重建和可視化對(duì)于半導(dǎo)體制造業(yè)來(lái)說(shuō)，特別令人感興趣的是以三維立體視困觀察缺陷，包括本實(shí)施例中的碲夾雜物。在離散的軸向焦平面處所產(chǎn)生的單獨(dú)的二值化圖像幀被重建成立體視圖，使得用戶(hù)可以在三維空間中觀察碲夾雜物.困34是CdZnTe中的碲夾雜物的三維立體視困，其由50個(gè)單獨(dú)的困像切片產(chǎn)生.使用用于立體重建的最近鄰計(jì)算方法構(gòu)造田34.使用更復(fù)雜的策略(其使用迭代消巻積方法使全部田像容積消巻積)可以獲得潛在提高的結(jié)果.用于搜集立體數(shù)據(jù)的傳感器的啟動(dòng)時(shí)間(staringtime)小于1秒.對(duì)于該附困中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的總獲取時(shí)間在1分鐘以下.夾雜物往往在被描述為面軍(.veil)的平面中形成.這些面軍被認(rèn)為是CdZnTe材料內(nèi)的亞晶粒邊界.晶粒邊界為在生長(zhǎng)過(guò)程中夾雜物的形成提供了低能量成核位點(diǎn).表l提供了關(guān)于圖34中所示的體積數(shù)據(jù)的列表統(tǒng)計(jì)信息.表1顆粒統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage48</column></row><table>缺陷如碲夾雜物影響CdZnTe半導(dǎo)體材料中的電氣性質(zhì)，使制成品裝置性能下降。在半導(dǎo)體制造過(guò)程中在一個(gè)或多個(gè)階段快速和非破壞性識(shí)別和量化碲夾雜物缺陷的能力為制造商提供能夠使他們優(yōu)化制造方法和降低生產(chǎn)成本的信息.本實(shí)施例中所描述的自動(dòng)化NIR立體映射系統(tǒng)能夠提供這樣的信息.該系統(tǒng)提供了有關(guān)CdZnTe晶片中存在的碲夾雜物的二空間維度和三空間維度的定性和定量信息。與目前許多半導(dǎo)體制造商所用的系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)具有更高的空間分辨率(約0.5微米)并且基本上消除了與夾雜物的人工計(jì)數(shù)和篩分測(cè)重有關(guān)的主觀性。全部晶片可以在數(shù)分鐘內(nèi)被表征，在本實(shí)施例中，本申請(qǐng)中所述的裝置和方法已證實(shí)與半導(dǎo)體的表征有關(guān)。然而，那些裝置和方法還可以用來(lái)表征其它材料如食物和農(nóng)產(chǎn)品、紙制品、藥物材料、聚合物、薄膜和醫(yī)療樣品和材料.實(shí)施例3藥片的NIR和拉曼化學(xué)成像在本實(shí)施例中所述的試驗(yàn)中，對(duì)含阿斯匹林和乳糖的壓制葯片收集化學(xué)困像數(shù)據(jù).化學(xué)困像數(shù)據(jù)可用于描述藥片中這兩個(gè)組分的分布.乙酰水楊酸(阿斯匹林)和乳糖獨(dú)立地通過(guò)色散拉曼光謙學(xué)和NIR光謙學(xué)進(jìn)行評(píng)價(jià)以確定其光謙特性。分別在困36E和36F中顯示了有關(guān)的NIR和拉更光譜.使用CONDOR(TM，ChemlmageCorporation,Pittsburgh,PA)NIR化學(xué)成像顯宏鏡來(lái)從藥片中搜集NIR化學(xué)成像數(shù)據(jù)?；谑褂眉儼⑺蛊チ趾腿樘撬鸭腘IR光譜信息，基于其在大約1660nm所顯現(xiàn)的NIR吸收選擇了含阿斯匹林的藥片的區(qū)域，并且基于其在大約1530nm所顯現(xiàn)的NIR吸收選擇了含乳糖的藥片的區(qū)域.在圖36C中顯示了偽彩色困像，其中含阿斯匹林的藥片的區(qū)域是帶陰影的綠色，含乳糖的藥片的區(qū)域是帶陰影的藍(lán)色。將藥片置于表面上，使用FALCON(TM,ChemlmageCorporation,Pittsburgh,PA)拉曼化學(xué)成像顯微鏡來(lái)從藥片中搜集拉更化學(xué)成像信息?；谑褂眉儼⑺蛊チ趾腿樘撬鸭睦庾V信息，基于其在大約1605cm1所顯現(xiàn)的拉曼位移選擇了含阿斯匹林的藥片的區(qū)域，并且基于其在大約2889cm"所顯現(xiàn)的拉曼位移選擇了含乳糖的藥片的區(qū)域。在圖36D中顯示了偽彩色圖像，其中含阿斯匹林的藥片的區(qū)域是帶陰影的綠色，含乳糖的藥片的區(qū)域是帶陰影的藍(lán)色。本實(shí)施例中所述的試驗(yàn)證明了基于NIR和拉曼光詳性質(zhì)的化學(xué)成像方法可用于區(qū)分阿斯匹林和乳糖。照此類(lèi)推，可以由光譜法區(qū)分的任何兩種化合物都可以通過(guò)基于光詳法的化學(xué)成像方法來(lái)區(qū)分。本文中所引用的每篇專(zhuān)利、專(zhuān)利申請(qǐng)和出版物的公開(kāi)內(nèi)容因此全部引入本文作為參考.雖然參考具體實(shí)施方案已經(jīng)公開(kāi)了本發(fā)明，但是顯而易見(jiàn)的是在沒(méi)有背離本發(fā)明真實(shí)精神和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)本發(fā)明的其它實(shí)施方案和變化。所附權(quán)利要求包括全部這些實(shí)施方案和等價(jià)變化。權(quán)利要求1.一種量化樣品中物質(zhì)顆粒的幾何性質(zhì)的方法，該方法包括照射樣品，產(chǎn)生該樣品的第一化學(xué)圖像，和使用圖像處理技術(shù)量化幾何性質(zhì)。2.權(quán)利要求1的方法，其中笫一化學(xué)田像是在該物質(zhì)特征波長(zhǎng)處該樣品的紅外困像.3.權(quán)利要求2的方法，其中該紅外困像是近紅外田像.4.權(quán)利要求2的方法，包括在該物質(zhì)的多個(gè)特征紅外波長(zhǎng)處產(chǎn)生該樣品的紅外圖像.5.權(quán)利要求1的方法，其中笫一化學(xué)困像是在該物質(zhì)的特征拉曼位移值處從該樣品散射的拉曼位移輻射的困像，6.權(quán)利要求5的方法，包括在該物質(zhì)的多個(gè)特征拉更位移值處產(chǎn)生從該樣品散射的拉曼位移福射的圖像.7.權(quán)利要求l的方法，其中笫一化學(xué)困像是顯微視場(chǎng)的困像.8.權(quán)利要求1的方法，包括同時(shí)量化該樣品中該物質(zhì)的多個(gè)顆粒的幾何性質(zhì)。9.權(quán)利要求l的方法，其中幾何性質(zhì)是顆粒的尺寸特征.10.權(quán)利要求l的方法，其中笫一化學(xué)困像在該物質(zhì)的特征波長(zhǎng)處采集，并且還包括比較樣品的第一化學(xué)困像和第二化學(xué)圖像，所述第二化學(xué)困像在不同于所述物質(zhì)的化合物的特征波長(zhǎng)處采集.11.權(quán)利要求10的方法，其中笫一和笫二困像是在不同波長(zhǎng)處采集的近紅外圖像.12.權(quán)利要求IO的方法，其中第一和第二困像是在不同拉曼位移值處采集的拉曼化學(xué)圖像。13.權(quán)利要求10的方法，其中以對(duì)準(zhǔn)的方式結(jié)合第一和笫二困像.14.權(quán)利要求10的方法，包括確定樣品中該物質(zhì)顆粒的幾何性質(zhì)和所述化合物顆粒的幾何性質(zhì).15.權(quán)利要求IO的方法，其中第一和笫二困像是由不同的光譜法采集的。16.權(quán)利要求15的方法，其中以對(duì)準(zhǔn)的方式結(jié)合笫一和笫二困像。17.權(quán)利要求l的方法，其中該困像是二維困像.18.權(quán)利要求17的方法，其中該幾何性質(zhì)選自顆粒的面積、周長(zhǎng)、Feret直徑、最大弦長(zhǎng)、形狀因子和長(zhǎng)徑比.19.權(quán)利要求l的方法，其中該困像是三維困像.20.權(quán)利要求19的方法，其中該幾何性質(zhì)選自顆粒的體積、表面積、Feret直徑、最大弦長(zhǎng)、形狀罔子和長(zhǎng)徑比.21.權(quán)利要求l的方法，其中用基本上單色光照射該顆粒.22.權(quán)利要求21的方法，其中該光的波長(zhǎng)為700-5000納米.23.權(quán)利要求21的方法，其中該光的波長(zhǎng)為1000-1800納米，24.權(quán)利要求l的方法，其中用激光照射該顆粒.25.權(quán)利要求l的方法，其中在產(chǎn)生困像前固定該顆粒.26.權(quán)利要求25的方法，其中通過(guò)將顆粒沉積在表面上固定該顆粒.27.權(quán)利要求25的方法，其中通過(guò)冷凍液體來(lái)固定該顆粒，所述顆粒懸浮在所述液體中.28.權(quán)利要求25的方法，其中通過(guò)將顆粒懸浮在聚合物樹(shù)脂中并固化該樹(shù)脂而固定該顆粒。29.權(quán)利要求l的方法，其中該顆粒在組合物中，所述組合物包括含該物質(zhì)的顆粒和不含該物質(zhì)的顆粒。30.權(quán)利要求29的方法，其中該組合物選自粉末、單塊固體和非均質(zhì)液體。31.權(quán)利要求l的方法，其中該物質(zhì)是藥學(xué)活性刑，32.權(quán)利要求31的方法，其中所述藥學(xué)活性刑與賦形刑混合.33.權(quán)利要求31的方法，其中配制所述藥學(xué)活性刑以通過(guò)選自氣霧刑途徑、煬胃外途徑、口服途徑和局部途徑的途徑遞送.34.權(quán)利要求l的方法，其中該顆粒是固體.35.權(quán)利要求l的方法，其中該顆粒是分散在笫二液體中的笫一液體.36.權(quán)利要求35的方法，其中該顆粒選自水包油型乳刑中的油狀液滴和油包水型乳劑中的含水液滴.37.權(quán)利要求l的方法，其中該顆粒是膠束.38，權(quán)利要求l的方法，其中使用近紅外線(xiàn)輊射化學(xué)成像系統(tǒng)產(chǎn)生笫一田像，所述近紅外線(xiàn)輻射化學(xué)成像系統(tǒng)包括a)—種使用近紅外輻射波長(zhǎng)的光照射樣品區(qū)域的照射源；b)—種裝置，用于采集由焦平面內(nèi)的被照射區(qū)域透射、反射、發(fā)射或彈性散射的近紅外波長(zhǎng)插射光的光譜，并且從中產(chǎn)生平行光束.c)一種近紅外成像光詳儀，其用于選擇所述平行光束的近紅外線(xiàn)輻射圖像；和d)—種檢測(cè)器，用于采集經(jīng)濾光的近紅外困像.39.權(quán)利要求38的方法，還包括比較笫一困像和使用可見(jiàn)波長(zhǎng)成像系統(tǒng)產(chǎn)生的第二圖像，所述可見(jiàn)波長(zhǎng)成像系統(tǒng)包括使用可見(jiàn)光譜中的光照射樣品區(qū)域的照射源和用于從樣品的被照射區(qū)域產(chǎn)生笫二困像的可見(jiàn)光檢測(cè)器，40.權(quán)利要求38的方法，包括通過(guò)在多個(gè)焦平面采集樣品的近紅外圖像和處理采集的圖像以重建樣品的深度分辨困像，來(lái)產(chǎn)生樣品的立體困像，41.一種在含多種顆粒的樣品中量化物質(zhì)顆粒的幾何性質(zhì)的方法，該方法包括照射樣品，通過(guò)在該物質(zhì)的特征波長(zhǎng)處評(píng)價(jià)紅外輻射來(lái)識(shí)別該物質(zhì)的顆粒，產(chǎn)生視場(chǎng)中顆粒的光學(xué)困像，和使用困象處理技術(shù)量化該物質(zhì)顆粒的幾何性質(zhì).42，權(quán)利要求41的方法，其中該波長(zhǎng)是近紅外波長(zhǎng)。43.權(quán)利要求41的方法，其中該樣品包括不含該物質(zhì)的顆粒.44.權(quán)利要求41的方法，其中通過(guò)不同于紅外光譜學(xué)的光譜法產(chǎn)生該光學(xué)圖像.45.權(quán)利要求41的方法，其中通過(guò)在該樣品中的多種顆粒的特征波長(zhǎng)處評(píng)價(jià)紅外輻射來(lái)產(chǎn)生該光學(xué)圖像.46.權(quán)利要求41的方法，其中通過(guò)在樣品中基本上全部顆粒的特征波長(zhǎng)處評(píng)價(jià)紅外輻射來(lái)產(chǎn)生該光學(xué)困像.47.權(quán)利要求41的方法，包括在物質(zhì)的多個(gè)特征紅外波長(zhǎng)處評(píng)價(jià)該顆粒.48.權(quán)利要求41的方法，還包括在不是物質(zhì)的特征波長(zhǎng)處評(píng)價(jià)樣品的紅外困像.49.一種評(píng)價(jià)樣品中第一物質(zhì)和第二物質(zhì)的顆粒的方法，該方法包括照射樣品，在笫一物質(zhì)的特征波長(zhǎng)處產(chǎn)生樣品的笫一紅外困像，和將笫一困像與在笫二物質(zhì)的特征波長(zhǎng)處的樣品的笫二困像進(jìn)行比較.50.權(quán)利要求49的方法，其中第二困像是紅外田像.51.權(quán)利要求50的方法，還包括將笫一和笫二閨像中的至少一個(gè)與通過(guò)不同于紅外光謙學(xué)的光詳法產(chǎn)生的樣品的笫三困像進(jìn)行比較。52.權(quán)利要求49的方法，其中笫一和笫二田像中的至少一個(gè)是近紅外困像.53.權(quán)利要求49的方法，其中以對(duì)準(zhǔn)方式結(jié)合第一和笫二困像。54.權(quán)利要求49的方法，還包括評(píng)價(jià)笫一和笫二物質(zhì)的顆粒間的締合。55.—種評(píng)價(jià)樣品中的物質(zhì)顆粒的幾何性質(zhì)的方法，該方法包括照射樣品，在該物質(zhì)的特征波長(zhǎng)處產(chǎn)生由樣品透射、反射或者彈性散射的紅外輻射的笫一困像，和由該困像評(píng)價(jià)幾何性質(zhì)，56.—種在含多種顆粒的樣品中評(píng)價(jià)物質(zhì)顆粒的幾何性質(zhì)的方法，該方法包括照射樣品，通過(guò)在該物質(zhì)的特征拉曼位移值處評(píng)價(jià)拉曼位移輻射來(lái)識(shí)別該物質(zhì)顆粒，產(chǎn)生視場(chǎng)中顆粒的光學(xué)圖像，和由該光學(xué)圖像確定該物質(zhì)顆粒的幾何性質(zhì)，57.權(quán)利要求56的方法，其中該樣品包括不含該物質(zhì)的顆粒.58.權(quán)利要求56的方法，其中通過(guò)不同于拉曼光謙學(xué)的光詳法產(chǎn)生該光學(xué)圖像.59.權(quán)利要求56的方法，其中通過(guò)在該樣品中多種顆粒的特征拉曼位移值處評(píng)價(jià)拉更位移輻射來(lái)產(chǎn)生該光學(xué)圖像。60.權(quán)利要求56的方法，其中通過(guò)在該樣品中基本上全部顆粒的特征拉曼位移值處評(píng)價(jià)拉曼位移輻射來(lái)產(chǎn)生該光學(xué)圖像.61.權(quán)利要求56的方法，包括在該物質(zhì)的多個(gè)特征拉更位移值處評(píng)價(jià)從該顆粒散射的拉殳位移輻射.62.權(quán)利要求56的方法，還包括在不是該物質(zhì)的特征拉更位移值處評(píng)價(jià)從該樣品散射的拉更位移輻射.63.—種評(píng)價(jià)樣品中笫一物質(zhì)和笫二物質(zhì)顆粒的方法，該方法包括照射樣品，在第一物質(zhì)的特征拉曼位移值處產(chǎn)生從該樣品散射的拉曼位移輻射的笫一圖像，和將第一圖像與在笫二物質(zhì)的特征拉更位移值處從該樣品散射的拉更位移輻射的笫二困像進(jìn)行比較.64.權(quán)利要求63的方法，其中以對(duì)準(zhǔn)方式結(jié)合笫一和笫二困像.65.權(quán)利要求63的方法，還包括將笫一和笫二困像中的至少一個(gè)與通過(guò)不同于拉更光謙學(xué)的光詳法產(chǎn)生的樣品的笫三困像進(jìn)行比較。66.權(quán)利要求63的方法，還包括評(píng)價(jià)第一和笫二物質(zhì)的顆粒間的締合.全文摘要本發(fā)明涉及使用物質(zhì)的光譜性質(zhì)評(píng)價(jià)物質(zhì)顆粒的一種或多種幾何性質(zhì)的方法。該方法例如可用于在含有該物質(zhì)和其它材料的顆粒的混合物中評(píng)價(jià)粒徑和粒徑分布。文檔編號(hào)G01J3/44GK101432606SQ200580029223公開(kāi)日2009年5月13日申請(qǐng)日期2005年6月30日優(yōu)先權(quán)日2004年6月30日發(fā)明者J·阿塔努茨,M·P·納爾遜,P·特里多申請(qǐng)人:化學(xué)影像公司