专利名称：：用于组分颗粒分析的光谱方法用于组分颗粒分析的光详方法
背景技术：
：一般地说，本发明涉及的领域是粒径、颗粒形态和颗粒空间分布的超光谦(hyperspectral)分析.表面形成了不同物理和化学实体之间的界面，在表面发生的物理和化学过程常常控制材料的本体性能.例如，在生物流体(例如，在人体中的胃、肠、支气管或肺泡的流体)中，药物顆粒的溶解速度能够强烈影响药物进入动物体的吸收速度.同一药物在其他方面相同的两种组合物间粒径分布的差异可以导致两种组合物的药理学性能的重大差别。进一步例如，固体化学催化刑的表面积可以强烈影响可用于催化化学反应的位点的数目和密度，对反应期间催化刑的性能有重大影响.由于这些及其他理由，制造商常常设法精密地控制粒径和颗粒形状。颗粒间的締合还可以影响颗粒中物质的药理学性能，如物质在生物系统中溶解或变为活性物质的能力。许多分析粒径和粒径分布的方法在本领域中是已知的，至少包括光学和电子显微术、激光衍射、实际尺寸排除、动态光散射、偏振光散射、质谱、沉降、聚焦光束背散射的光折射、阻抗、射频迁移、多普勒散射、及其他分析技术.这些技术中的每一个都具有若干限制，这些限制妨碍了其在某些情形中的使用。然而，全部这些技术共有一种关键性的限制，其妨碍了对于各种样品(对于所述样品，颗粒分析将是有价值的)有效使用这些技术，也就是说现有技术不能区分仅在化学组成上不同的两种颗粒.也就是说，在这些方法中，不能将尺寸、形状、重量基本上与第二顆粒相同的第一顆粒和第二颗粒进行区分.此外，许多现有技术颗粒表征方法取决于顺次的顆粒-颗粒分析，而不适于多个颗粒的平行分析.本发明克服了这些局限性.
发明内容本发明涉及用于评价样品(如显微视场中的样品)中物质颗粒的几何性质的装置和方法。粗略简单地说，该方法包括辐射样品、产生样品的化学图像以识别物质的一个或多个顆粒、使用一种或多种闺像分7析算法来评价物质的几何性质.化学困像可以例如是样品的拉更、近红外(NIR)或荧光闺像.重要的是用于产生化学闺像的光谦法可以从存在于或可能存在于样品中的其它材料中区分使人感兴趣的物质，例如，在照射样品后，可以产生一种化学闺像，该化学困像基于在物质的一个或多个特征性拉殳位移值处由颗粒散射造成的拉更位移辐射。或者，可以在样品内一个或多个焦平面通过共焦反射NIR成像来采集样品的化学困像，顆粒的几何性质可用于评价单独颗粒的尺寸、成群颗粒的尺寸分布、样品中顆粒的締合、或者这些中的某些组合.本文中所述方法可用于制作使人感兴趣的颗粒的二维或三维化学图像，无论样品中是否存在其它颗粒或化合物.所述方法可用于同时确定样品中多个由相同或不同的材料组成的顆粒的几何性能.所述方法可用于产生顆粒的时间分辨的(即动态的)化学困像(例如，视频或类似视频的数据)。所述方法非常适于顆粒材料，但是还可以和不形成离散颗粒的材料或形成变化组成的顆粒的材料一起使用.在一个实施方案中，在产生化学闺像和确定几何性质(一种或多种)前颗粒被固定.对于不动的顆粒或者悬浮在固体中或粘性液相中的颗粒，固定可能是不必要的.可以通过使颗粒在表面上沉淀或干燥而将它们固定。顆粒还可以通过使颗粒的液体悬浮液在表面上冷冻或以其他方式固化而被固定.本文中所述方法可用于各种应用，如评价药物粒径.例如，可以评价雾化的或液体悬浮的固体顆粒的尺寸，如可以评价一种液相分散于另一种液相中的尺寸.本发明包括用于进行上述化学成像方法的装置.例如，在一个实施方案中，该装置使用NIR优化的液晶(LC)成像光谱仪技术用于波长选择.NIR优化的折射显微镜与无限远校正的物镜一起使用而在检测器上形成NIR困像，使用或未使用镜筒透镜都可以，积分等焦距模拟彩色CCD检测器提供了实时的样品定位和聚焦.使用困像处理软件可以融合彩色困像和NIR困像.在一种配置中，通过对穿过样品的基本上平行的焦平面进行成像(即在不同的聚焦深度采集困像)和在软件中重建样品的立体困像，而将NIR显微镜用作立体成像(volumetricimaging)仪器，在另一个实施方案中，固定样品位置并且与折射镜筒透镜一起使用依賴波长的穿透深度来获得良好表征的色彩效果.例如，显微镜的输出可以经直接光耦合或者经光学纤維而辆合到NIR光谱仪.本发明还包括一种化学田像叠加方法，其中样品用已知组成、结构和/或浓度的材料接种(seed)并且进行本文中所述的方法来产生一种适于定性和定量分析的化学(例如NIR)困像.适于进行本文中所述方法的光学平台包括例如显徵镜、纤维镜、微距透镜(macrolens)系统和望远镜.附闺说明本专利或申请文件包含用彩色绘制的至少一幅附困.在要求并且支付必要费用时，具有彩色附困的本专利或专利申请出版物的复制件将由官方提供.图1描绘了拉殳光谱，其获自水溶液中的具喷样品1E1(实线)和3E1(虚线).图2描绘了拉曼光谦，其在使样品在玻璃显微镜栽片上干燥后由鼻喷样品1E1(实线)和兆1(虚线)获得.困3，由困3A、3B、3C和3D组成，描绘了在千燥1E1鼻喷样品上的单个视场的RCI结果.困3A描绘了样品的明视场反射显微照片。图3B描绘了样品的偏光显微照片，困3C描绘了样品的拉更化学困像，图3D描绘了相当于困3C的部分A(困3D中的实线)、B(困3D中的虚线)和C(困3D中的实虚交替线)的拉更光谱.困4描绘了用0.4瓦、532纳米激光照射的葡萄糖的色散拉更光谦，使用50x、0.8数值孔径物镜、25微米入射缝隙、每毫米具有150个沟槽的0.5米光谱仪和6秒CCD隊光，5次累积.图5描绘了使用与困4中相同的光谦仪和设置所产生的POLYSORBATE(TM)80的色散拉曼光详.困6描绘了使用与困4中相同的光详仪和设置所产生的微晶纤维素(MCC)的色散拉殳光谱.困7描绘了使用与困4中相同的光语仪和设置所产生的羧甲基纤维素钠(CMC)的色散拉更光谱.困8描绘了使用与困4中相同的光谱仪和设置所产生的苯乙醇的色散拉曼光谱.闺9描绘了使用与困4中相同的光语仪和设置所产生的苯扎氯铵的色散拉殳光谱.困IO由图10A和10B组成.图IOA描绘了倍氯米松二丙酸酯(BDP)的化学结构.困IOB描绘了使用与困4中相同的光谦仪和设置所产生的BDP的色散拉更光谱.困11是田4-10的重叠拉更光详，其中光详用与闺4-10中相同的线型表示.困12由困12A、困12B和粒径分布(PSD)困表(困12C)组成.困12A描绘了BDP的偏光显微照片，困12B是困12A的二值化围像.通过图12B的二值化图像的软件分析，获得PSD田表.图13由图13A、图13B和顆粒最大弦长分布困(困13C)组成，困13A和13B是闺12A和12B的拷贝.通过困13B的二值化闺像的软件分析，获得该图表，图14，由困14A、14B、14C、14D和14E组成，描绘了从BDP和MCC的混合物(没有加入水)的RCI获得的结果。图14A和14B分别是明视场反射显微照片和偏光显微照片.图HC是混合物的彩色拉曼化学图像，其中表明了区域A(相应于BDF)、B(相应于MCC)和C(相应于背景).图14D和14E是通过图14C的区域A(实线)、B(虚线)和C(点线)的拉曼散射分析获得的拉曼光语。图15由困15A和15B和PSD数据表(图15C)组成.图15A是在MCC的特征拉曼位移值下评价的灰阶拉更化学困像，图15B是困15A的二值化困像。通过图15B的二值化困像的软件分析，获得PSD表中的数据.图16由图16A和16B和PSD数据表(图16C)组成.图16A是在BDP的特征拉曼位移值下评价的灰阶拉曼化学困像，图16b是图16A的二值化图像。通过困16B的二值化困像的软件分析，获得PSD表中的数据，图17，由图17A、17B、17C、17D和17E组成，描绘了从BDP和MCC的混合物(水加到其中)的RCI获得的结果，图17A和17B分别是明视场反射和偏光显微照片。图17C是混合物的拉曼化学困像，其中表明了区域A(相应于BDP)、B(相应于MCC)和C(相应于背景)。图17D和17E是通过困17C的区域A(实线)、B(虚线)和C(点线)的拉更散射分析而获得的拉更光谦.闺l8由图18A和18B和PSD数据表(图18C)组成，困18A是在MCC(添加水之后)的特征拉曼位移值下评价的灰阶拉曼化学困像，困18B是困18A的二值化困像，通过困18的二值化困像的软件分析，获得PSD表中的数据.图19由困19A和19B和PSD数据表(闺19C)组成.困19A是在BDP(添加水之后)的特征拉更位移值下评价的灰阶拉曼化学困像，困19B是困19A的二值化困像.通过困19B的二值化困像的软件分析，获得PSD表中的数据.图20，包括困20A和20B，其描绘了MCC/BDP共混物在添加水前(困20A)和添加水后(困20B)的一对偏光显微照片.图21，由困21A、21B、21C、21D和21E组成，描绘了从BECONASEAQ(TM)的样品的RCI中获得的结果.困21A和21B分别描绘了明视场反射和偏光显微照片.困21C是在BDP的特征拉更位移值下评价的样品的拉曼化学困像.困21D描绘了在围21B的若干方框区域中评价的拉曼光谦，包括区域A，其相应于BECONASEAQ(TM).困21E描绘了重叠的图21A和21C。图22由困22A、22B、22C、22D和22E组成，其描绘了从BECONASEAQ(TM)的样品的RCI中获得的结果'困22A和22B分别描绘了明视场反射和偏光显微照片。图22C是在BDP的特征拉曼位移值下评价的样品的拉曼化学图像.图22D描绘了在困22B的若干方框区域中评价的拉更光语，包括区域A，其相应于BECONASEAQ(TM)。图22E描绘了重叠的图22A和22C.困23，由困23A、23B、23C、23D和23E组成，描绘了从BECONASEAQ(TM)的样品的RCI中获得的结果.困23A和23B分别描绘了明视场反射和偏光显微照片.困23C是在BDP的特征拉更位移值下评价的样品的拉曼化学图像，困23D描绘了在困23B的若干方框区域中评价的拉殳光谱，包括区域A，其相应于BECONASEAQ(TM)。困23E描绘了重叠的困23A和23C.图24，由困24A、24B、24C、24D和24E组成，描绘了从一种安慰剂样品(类似于BECONASEAQ(TM)配制的，但没有BDP)的RCI中获得的结果.困24A和24B分别描绘了明视场反射和偏光显微照片.困24C是在BDP的特征拉更位移值下评价的样品的拉更化学困像.困24D描绘了在困24B的若干方框区域中评价的拉曼光谦。困25，由困25A、25B、25C、25D和25E组成，描绘了从一种安慰刑样品(类似于BECONASEAQ(TM)配制的，但没有BDP)的RCI中获得的结果.困25A和25B分別描绘了明视场反射和偏光显微照片.困25C是在BDP的特征拉曼位移值下评价的样品的拉曼化学困像，困25D描绘了在困25B的若干方框区域中评价的拉曼光谗。图26,由困26A、26B、26C、26D和26E组成，描绘了从一种安慰刑样品(类似于BECONASEAQ(TM)配制的，但没有BDP)的RCl中获得的结果.困26A和26B分别描绘了明视场反射和偏光显微照片，图26C是在BDP的特征拉更位移值下评价的样品的拉曼化学困像。图26D描绘了在困26B的若千方框区域中评价的拉曼光详。图27由困27A、27B和27C以及PSD表(困27D)组成.困27A、27B和27C描绘了在困21、22和23中描绘的BECONASEAQ(TM)鼻喷样品的三个研究区域在BPD的特征拉曼位移下评价的二值化拉曼化学困像。通过困27A、27B和27C的二值化困像的软件分析获得PSD表中的数据(在PSD表中分别是ROI1、ROI2和R013)，这些数据表明平均粒径为1.79±1.33微米.图28是一张PSD图表，其描绘了通过图27A、27B和27C的二值化困像的软件分析获得的数据，图29由图29A、29B和29C以及粒径标准表(困29D)组成。困29A描绘了10微米NIST-可示踪的聚苯乙烯微球体的明视场反射显微照片.图29B描绘了在聚苯乙烯的特征拉曼化学位移值评价的微球体的拉曼化学图像.图29C是重叠的困29A和29B的彩色图像.在困29C中描绘的数据用来确定示于表中的球的尺寸(最大弦长，单位为微米)。该表还列出了对于所评价的六种尺寸的标准物的NIST可示踪的值.在粒径标准表中用星号表示的球不形成阵列.图30是具有碲夹杂的CdZnTe半导体材料的数字明视场困像。图31是具有碲夹杂的CdZnTe半导体材料的NIR显微透射闺像.困32由图32A、32B、32C和32D组成.闺32A是CdZnTe晶片样品的未处理的NIR图像帧，困32B是图32A的样品的NIR图像帧，其中图像的阁值被设置过低。闺32C是困32A的样品的NIR困像帧，其中闺像的阈值被设置过高.田32D是困32A的样品的NIR困像桢，其中困像的阈值被设置为中间水平.困33由困33A、33B和33C组成.困33A是在CdZnTe晶片上所研究的四个相邻区域的原始困像.困33B是相应于闺33A的CdZnTe晶片的所研究的四个相邻区域的背景校正的困像.困33C是相应于困33A的CdZnTe晶片的所研究的四个相邻区域的二值化图像.困34是在CdZnTe晶片中碲夹杂物的三维视困.困35是近红外(NIR)化学成像显微镜的示意困.困36包括困36A、36B、36C、36D、36E和36F.困36A是使用数字照相机制作的含阿斯匹林和乳糖的药片的可视困像.暗点是用钢笔作出的定位标记.困36B、36C和36D是相同药片的化学图像，其中药片的含乳糖部分为带阴影的蓝色，药片的含阿斯匹林部分为带阴影的绿色。图36C和36D是困36B的方框部分的NIR和拉殳化学困像，其中通过NIR成像区分含阿斯匹林的区域和含乳糖的区域。使用本文中所述的CONDOR(TM)装置制作困36B和36C，使用本文中所述的FALCON(TM)装置制作困36D.图36E是阿斯匹林(实线)和乳糖(虚线)的NIR吸收光谱(相对于波长对反射率倒数作困)的比较。困36F是阿斯匹林(实线)和乳糖(虚线)的拉殳光谱的比较。图37示意地表示了根据公开内容的一种实施方案的设备。图38示意地表示了根据公开内容的另一个实施方案的设备。发明详述本发明涉及使用样品的化学围像评价样品中物质的一个或多个颗粒的一种或多种几何性质来识别和表征所述一个或多个颗粒的方法，该方法可用于例如在含有所述物质和其它材料的顆粒的混合物中评价粒径和粒径分布，该方法还可以用来评价样品中化合物和顆粒间的締合，比如不同物质颗粒的聚集和单个顆粒中夹杂多种物质.本发明是要克服当前用于确定复杂混合物如可吸入药品的几何性质如粒径分布(PSD)的方法的一种或多种固有局限，与确定PSD的现有技术方法有关的限制不能产生复杂药物制刑中特定分子物质的信息。本文中所述的方法涉及评价组合物中特定物质(例如单个化合物)的颗粒的几何性质(例如PSD)的方法，所述方法不受组合物中其它物质(例如药物賦形刑或杂质)的顆粒的存在的影响.非常简要地说，所述方法包括固定颗粒(如果必要的话)，获得感兴趣物质的特征性化学成像数据(例如拉曼、近红外(NIR)、或荧光化学困像数据)，使用困像处理技术处理数据以描述颗粒的几何性质.使用困像处理技术以量化精确和具体的信息:，并且允许详细分析^L场中的颗粒，本文中所述的方法的优点在于能够基本上同时确定多个顆粒的身份和几何性质，即使所述顆粒是一种或多种物质的顆粒.定义如本文中所用的，以下术语中的每一个具有在本节中与其相关的含义。"物质颗粒"是一种实体，其具有与一个或多个围绕的实体的相边界，其中前述实体包含所述物质，物质颗粒的实例包括该物质的固相和第一液相，所述固相由液或气相闺绕，而所述笫一液相包含该物质并且由基本上不包含该物质的笫二液相围绕，顆粒可全部或基本上由该物质组成，或者该颗粒可以包含其它材料.颗粒间的"締合"是指两个或更多个颗粒的聚集、粘结、或任何其它紧密的物理(包括静电)相互作用，无论是永久性的还是短时间的.如果颗粒在如本文所述的拉更散射分析期间被维持在基本上不变的位置和取向中时，那么该颗粒是"有效固定的"'在本文中可互换地使用术语"光学"和"光谱"来谈论材料的性能(和评价上迷性能的方法).术语"光谱"通常理解为是指电磁辐射、电子或中子与材料的相互作用。术语"光学"通常是指与电磁辐射的相互作用，例如，虽然电子显微术通常不总认为是一种"光谱"或"光学"方法，但在本文中包罗地使用这两个术语以涵盖电子显微术及其他评价材料与可见光、紫外光或红外光、与中子、与电子、或与其它辐射的相互作用的方法."光谦分辨率"是指辐射检测系统分辨两个光谱峰的能力，当所组合的困像在每个点基本上对应于在两个单独困像的每一个中的相同的点时，则两个困像"以对齐的方式"组合，因而，当视14场的两个田像的各个圃形、正方形和星形在组合的困像中基本上精确重叠时，則以对齐的方式组合了包括圃形、正方形和星形的显微视场的两个闺像.颗粒的几何性质的"重化"是指以比仅仅目测可能达到的更大的精度来评价性能值并且在相同水平的放大率下评估该性能.详细描述本发明涉及一种评价显微视场中的物质顆粒或者相同或不同物质的多个颗粒的几何性质的方法.该方法包括照射顆粒，并且在物质的一个或多个特征波长处产生含该顆粒的视场的一部分或者全部视场的化学图像.基于化学困像，可使用成像处理技术来重化颗粒的一种或多种几何性质，相比于单独的困像的随机目视分析所能到达的，上述量化信息使得可以以更大的精度计算几何性质.例如，化学困像可以是拉更位移光的闺像或者近红外(NIR)光的困像，所述拉更位移光是从视场中散射的并且具有该物质所散射的拉曼位移光的特征波长，所述近红外(NIR)光是由该物质反射的。或者，化学困像可以包括该物质的多个特征波长(或波长的特征光谱)。几何性质可以由该化学图像确定。因为化学困像数据(例如，拉更散射强度和位移值或NIR吸光率/反射率性质)为化合物对入射辐射进行弹性散射、透射或反射的特征，因此可以在上述顆粒的混合物中评价不同组成的颗粒的几何性质.此外，通过产生全部视场的化学图像，可以基本上同时评价视场中基本上全部颗粒的几何性质。在一个实施方案中，本文中所述的装置和方法可用于非破坏性地评价半导体材料缺陷以便提高制造收率.例如，该方法已如本文中所述用于检测在CdZnTe化合物半导体材料中的碲夹杂物.在另一个实施方案中，本文中所述的装置和方法可用于评价药物组合物如粉末状或片状药物组合物中含药物或赋形刑的颗粒的一种或多种几何性质.NIR光谱学NIR光详学是一种成熟的、无接触、非破坏性分析表征工具，其对于大量材料具有宽适应性.电磁光谱的NIR区域包括波长为0.78-2.5微米的辐射(即，波数为12800-4000厘米的倒数，即12800-4000cm"的辐射).NIR光谱由基本中红外(MIR)谦带的泛頻和组频谦带产生.基于NIR的光谱学可用于快速获得有关材料的分子组成的定性和定重组成信息.光学成像(例如数字光学成像)产生有关材料的空间信息，如成像視场中形态(morphology)、拓朴学(topography)和位置，通过由光学成像获得的空间信息和由NIR光谦学获得的组成信息的结合，可以产生化学困像，其中在视场中的材料的化学组成可以被映射到两个或三个(如果期望的话)空间维度中.这种结合，称为NIR化学成像，结合了NIR光谱学和材料的分子特定分析的光学成像.在本文中描述了一种可用于材料表征的NIR化学成像显微镜设备.NIR显微镜可用于在单一波长下或在一系列波长内(典型地对于样品为1-1000微米的范围)获得NIR吸收、发射、透射、反射或弹性散射数据.NIR显微镜典型地装备有可见光照相机用于在样品上目视定位研究区域.将显微镜聚焦在预定位置上以后，用来自光谱仪(如傅里叶变换(FT)光谦仪)的NIR辐射来照射样品.反射光学器件用来将来自样品的透射、反射或弹性散射的光引导到NIR检测器.NIR吸收数据(例如，波谦)可以以透射、散射或反射方式采集.在本公开出版物以前，其它公开出版物已经使用了NIR成像照相机。通过使用光学滤光器(例如冷滤光器)来阻挡可见波长(大约0.4-0,78微米)，电荷耦合装置(CCD，如用于数字照相机和摄像放像机中的那些)可用于感测至波长约1100纳米的NIR光.NIR波谱的其它区域可以使用如砷化铟镓(InGaAs;大约O.SM.7微米)和锑化铟(InSb;大约1.0-5.0微米)焦平面阵列(FPA)检测器的装置来观察，积分波长NCR成像使得可以在NIR波谱的宽范围内研究材料的相对光强度，然而，在没有某些类型的离散波长过滤装置的情况下，难以获得有用的化学图像信息.使用电介质干涉滤光器与NIRFPA的结合是一种方法，其中可以从样品中获得NIR化学信息.为形成NIR化学图像，将NIR光束散焦以照射广视场并且将反射、透射或弹性散射的光从被照射的区域中成像到二维NIR检测器上.选择离散电介质干涉滤光器(在滤光轮中或着以线性或循环可变形式提供)可以被置于宽带N1R光源的前面，或NIRFPA的前面(即在被照射区域和FPA之间)以采集NIR波长分辨的图像.典型地，要求使用若干固定的带通滤光器以获取全部NIR波谱.NIR困像的空间分辨率接近于光学显微镜的空间分辨率，并且已证实数纳米的光谱分辨率.电介质滤光器方法的主要局限性包括需要许多的离散滤光器以提供显著自由的光详范闺，而且为了形成波长分辨的困像需要依赖于在连续可调电介质干涉滤光器中中移动机械部件。虽然移动机械組件能够被工程化，但是它们为NIR化学成像系统增加了大量的成本和复杂性.移动机械组件的备选方案可以是更有成本效率的并且提供了性能优势.声光可调滤光器(AOTF)已用于基本上没有移动部件的NIR成像光谦仪，AOTF是一种固态装置，其能够过滤从UV至中红外详带的波长，取决于滤光器晶体材料的选择.AOTF的操作基于在各向异性晶体介质中光与运动的声波的相互作用。当射频信号施加到装置上时，入射光发生衍射并具有窄的光详带通.通过改变所施加的射频(其例如可以在计算机控制下)，光详通带可以迅速地调谐而无需移动部件。AOTF具有局限性，其限制了它们应用于NIR化学成像。例如，由于色散效应和困像偏移效应，AOTF成像性能明显由于衍射限制条件而下降。此外，AOTF显示了温度不稳定性和非线性性质，这使得它们在成像光谦仪中的应用变得复杂.自从笫一个NIR显微探针的开发后进行的NIR显微光谱成像已经涉及在NIR显微镜下空间扫描样品以便构造表面的NIR"映射困"，在使用NIR显微镜所进行的逐点扫描方法中，NIR光束聚焦到样品的表面上或穿孔照射到样品的小区域并从各个空间位置采集波谦，通过聚焦或穿孔的NIR光束使样品光栅化(rastering)而获得困像，然后重建所记录的波详而形成困像。虽然基于NIR对比度，点扫描可用于产生图像，但是需要长的实验时间，因为数据采集的持续时间与困像像素的数目成正比。因此，点扫描的图像显示了低图像清晰度，这限制了该技术用于常规评价材料形态。点扫描的困像的空间分辨率受到样品上NIR照射光斑的尺寸(即不少于1微米)和光栅化机制的限制，这需要使用移动的机械部件，而这对于再现性搮作来说是挑战性的.本文中所述的N1R化学成像装置和方法显示了高的空间和光谦分辨率，空间分辨率基本上是受衍射限制的，而光谱分辨率基本上仅17仅受到用于分辦提供给样品的光(或从样品采集的光，取决于所用装置的配置)的光详仪的分辨率的限制。例如，使用液晶(LC)成像光详仪，可以获得有利的光谱分辨率.通常，LC装置提供了受衍射限制的空间分辨率.LC成像光谦仪的光详分辨率可与使用色散单色仪和傅里叶变换干涉仪获得的那些相比。另外，LC技术提供了高的带外拒波性(out-of-bandrejection)、宽的自由光谱范闺、中等的透射率、高的光的总通过童(即，用于透射辐射的展度(etendue)或几何容重)、和高度可再现的随机存取计算机控制的调谐.LC成像光详仪使得样品的NIR化学困像可以在离散的波长(即光子能量)下被记录.通过在波长范围内调谐LC成像光谦仪并在各个位置采集NIR困像，可以针对样品表面上数以千计的空间位置产生光谦。基于NIR吸收、透射、反射或弹性散射的相对量，在图像中可以产生对比度，所述相对量由遍及样品中的不同物质产生.以这种方式所产生的困像是本文中所公开的化学图像的一个实施方案.因为对于各个像素位置可以产生高品质NIR波谦，多种化学统计分析工具(单变量和多变量)，可被用于NIR困像数据以提取有关的信息.所得图像可以以多种格式显现，包括列表数值数据、二维和三维图表、静态的和时间分辨的枧频图像，相关的多变量程序可应用于从故意用已知标准材料接种的样品中采集的化学图像.这种方法在图像视场中引入了校准标准并且允许定量化学困像分析，数字图像分析方法还可以被用于高困像质量化学图像以在两个或三个空间维度中进行常规的颗粒分析.例如使用数值消巻积的计算策略可以进行立体(即三维)化学图像分析.拉曼光详学拉曼光详学提供了有关分子振动状态的信息.很多分子具有能够以多种振动状态存在的原子键.上述分子能够吸收与它的两种可能的振动状态之间的跃迁相匹配的入射辐射，并且随后发射所述辐射.最常见的是，被吸收的辐射以相同的波长再辐射，这一过程被称作瑞利散射或弹性散射.在有些情况下，被再辐射的輻射可能包含比所吸收的辐射略高或略少的能量(取决于所述分子允许的振动状态以及起始和最终振动状态)。入射辐射和被再辐射的辐射之间的能量差异的结果表示为入射辐射和被再辐射的輻射之间的波长偏移，并且差异程度被称为拉曼位移(RS)，以波数为羊位计量(波长倒数).如果入射光基本上是单色的(单一波长)，就象在使用激光光源时，那么頻率不同的散射光更容易与瑞利散射光区分.由于拉殳光谱学是基于样品的照射和检测被散射的轎射，它能够以非侵入性和非破坏性方式使用，因此它适合原位分析生物样品.因而，需要很少或不需要样品制备，另外，水表现出非常小的拉更散射，并且拉曼光详学技术可以容易地在含水环境中进行.材料的拉更光谱可以揭示该材料的分子组成，包括存在于有机和无机分子中的特定官能团.拉更光谦学可用于检测药物及其他化学试剂，因为这些试刑的大部分(如果不是全部的话)显示出典型的"指紋"拉曼光谦，服从各种选择定则，通过这些选择定则可以识别试剂.拉曼峰位置、峰形和对选择定則的依从性可用于确定分子身份并用于确定固体材料的构象信息(例如，晶相、有序度、应力、粒径)。在过去几年中，已经将多种关键技术引入广泛的用途中，从而使得科学家能够在很大程度上克服拉更光谱学所固有的问趙.这些技术包括高效固态激光器、高效激光拒波滤光器和硅CCD检测器，通常，用于照射样品的光的波长和带宽不是关鍵的，只要该系统的其他光学元件在与光源相同的光谦范围内工作就行.为了检测拉更散射光并且精确地确定光的拉曼位移，应当用基本上单色光，如带宽不大于约1.3纳米，优选不大于1.0、0.50或0.25纳米的光照射样品.合适的源包括各种激光和多色光源-单色仪组合。可以理解的是，照射光的带宽、波长分辨元件的分辦率和检测器的光谦范围确定了可以观察、检测到的光谱特征的结果或与其他光谱特征区分的情况.这些元件的组合特性(即，光源，滤光器，光栅，或用于通过波长区分拉更散射光的其他机构)限定了拉更信号检测系统的光谦分辨率.这些元件的已知关系使得本领域技术人员能够以可计算的方式选择合适的元件.在系统的光谦分辨率方面的限制(例如，与照射光的带宽、光栅沟槽密度、栅缝宽度、干涉仪步长及其他因素相关的限制)可能限制了分辨、检测或区分光谱特征的能力。本领域技术人员理解拉曼散射信号的分离和形状能够确定(以及如何确定)用于本文中所述的任何拉更光详特征的系统的光谦分辨率的可接受限度.化学成像通过使用成像光谱仪如液晶成像光谱仪，光详法可被用于化学成像(亦称光谱成像)技术.近年来这种技术的开发已经能够使广視场光谱成像开发并成熟.化学成像是一种多用途技术，其适于分析复杂的非均质材料.化学成像的应用范闺包括聚合物共混物的分析、半导体材料中的缺陷状态分析、人乳房组织的夹杂物、锈蚀样品表征以及检测、分级和识别生物和化学战用毒刑.化学成像提供了用以获得有关材料的分子组成和形貌的定性和定量困像信息的潜在方法，使得可提供一种比传统成像或"湿"化学方法更精确和更快速的分析方法.使用插于显微镜的转盘轮中的反射镜、分光镜或棱镜结构通过用模拟或数字彩色或单色电荷輛合装置(CCD)或CMOS检测器采集困像可以获得样品的一般光学困像.使用本文中所述的拉更型或NIR型光谦法，可以采集化学困像数据.或者，使用其它光详法如发光或吸收、反射、或透射光谱学或能量色散光详测定法能够产生化学困像数据.拉殳和NIR型化学成像方法是优选的，因为大量化学身份信息能够通常从材料的拉曼散射和NIR吸收/透射/弹性散射特性中提取，然而，可以在样品中区分所研究的材料和其它材料的基本上任何光谱法能够被用于本文中所述的方法。光学困像数据和化学困像数据可以例如使用软件来融合.在光谱成像模式中，通过液晶成像光谱仪耦合被放大的光谱困像，并且在适于所选化学成像方法的检测器(例如，用于RCI的SiCCD检测器)上采集这些图像.一种中央处理器，如奔腾(注册商标，英特尔公司)处理器型计算机用于光谱困像采集和处理.光学困像检测器(例如，模拟彩色CCD)、化学困像检测器(例如，SiCCD)、自动化XYZ平移显微镜栽物台(由控制器控制)和我晶成像光谱仪(由液晶成像光谱仪控制器控制)可以与商业软件联合工作，所述商业软件如CHEMAQUIRE(TM;ChemlmageCorporation,Pittsburgh,PA)或C肌M1MAGEXPERT(TM;ChemlmageCorporation,Pittsburgh,PA)软件包，单独或与困像处理软件如CHEMANALYZE(TM;ChemlmageCorporation,Pittsburgh,PA)软件包一起，虽然化学成像和可见光照相机常常产生具有不同对比度的困像，使用光学和软件搮作中的一种或两者可以使样品视场匹配.使用覆盖和相关技术可以比较或融合化学和光学困像，从而在单个计算机显示器上产生两个检测器输出的近实时观察.样品的比较和积分观察可以强化对样品形态和层次结构的理解.通过比较光学和化学困像，可以获得关于样品的化学组成、结构和浓度的有用信息.在采集化学成像数据的同时，可以进行色散光谦学数据的采集，通过在液晶成像光详仪前的光程中引入偏振感光分束元件，来自样品的一部分信号可以耦合到远程色散光谦仪.例如，信号可以被直接耦合(即通过直接光耦合)或使用纤维光缆.因而，常规光谦工具可用来收集用于传统的高速光谱分析的波详.例如，光谦仪可以是固定型滤光器光详仪、光栅型光详仪、傅里叶变换光详仪和声光光详仪中的任。优选地，液晶(LC)成像光详仪技术用于化学困像波长选择.LC成像光谱仪可以是例如以下中的一种Lyot液晶可调谐滤光器(LCTF)、Evans分束元件LCTF、SoleLCTF、铁电体LCTF、液晶FabryPerot(LCFP)、结合以上LC滤光器类型中的两种或更多种的混合滤光器、与固定带通和带阻滤光器(其可以是电介质、rugate、全息、彩色吸收、声光或偏振滤光器类型)结合的上述滤光器类型中的一种.化学成像显微镜可被用作立体成像仪器，其移动样品通过Z轴维度中的焦点，聚焦或散焦方式采集困像，并且在软件中重建样品的立体图像.对于具有一定体积的样品(如块料、表面、界面、中间相)来说，立体化学成像已被证明可用于故障分析、产品开发和常规质量监测.定量分析可以与立体分析同时进行。可以以无接触方式进行立体成像，而无需使用数值共焦技术(这需要在离散焦平面使样品成像)改性样品。所得困像被处理、重建和可视化.基于若千策略的计算光学分割重建技术已被证实，包括最近邻和迭代消巻积，并且基本上任何这些已知方法可与本文中所述的装置和方法一起使用.将样品定位与计算重建结合的备选方案是在显微镜的成像路径中使用镜筒透镜，这引入色像差.因此，通过运行LC成像光谱仪和在不同波长下采集困像(所述不同波长穿入本体材料达不同程度)可以按照样品深度来获取样品信息.通过运用计算光学分割重建算法，这些与波长有关的(即与深度有关的)困像可以被重建而形成材料的立体困像，无需使样品移动.化学闺像叠加校准化学困像叠加法(CIAM)可用于校准或分析样品.CIAM包括用已知组成、结构和/或浓度的材料接种样品，其后产生适于定性和定量分析的化学困像.可构造标准校准曲线，其是与已知分析物浓度有关的特定技术的分析响应的曲线.通过测量来自未知样品的分析响应，那么分析物浓度可以由校准曲线的内插或外插进行估算.例如，当分析响应与浓度是线性(即，正比例)关系时，通过从一系列标准物绘制分析响应曲线并且由该曲线对未知浓度进行内插或外插，可以确定未知分析物的浓度.当分析物对增加的浓度显示出线性分析响应时，将已知量的分析物添加到样品(该样品包含未知量的分析物)中可以确定在添加前(即，在原始样品中)存在的分析物的量.通过与拟合分析响应(其与标准分析物浓度不成反比)的曲线进行比较，相似的方法可用于确定未知的分析物浓度，CIAM的主要优点是对于全部样品，基质(matrix)保持不变。CIAM可用于定性和定量分析.CIAM可以使用一种或多种空间离析的分析标准物以校准从数份样品(其中标准物不存在)中获得的化学成像响应。化学成像可以平行地产生样品中分析物的数以千计线性无关的、空间分辨的波谱，所述分析物可以或者未必包括杂基质，可以处理这些波详以产生对于期望的分析物物质而言固有的独特对比度，而不使用着色刑、染料或造影刑.使用标准物的校准可用于使对比度与存在的分析物的量关联.CIAM可以包括若干数据处理步骤，典型地包括但不限于1.比率校正，通过用样品化学困像除以背景化学困像而生成具有浮点数据类型的结果而进行.2.通过将困像中每个像素处的每个强度值除以该图像相应的像素波谦的向量范数，使所除过的困像归一化，向重范数是每个像素波谦的像素强度值的平方之和的平方根，归一化用于化学困像的定性分析.对于定量分析，不使用归一化，但反而可依賴于使用部分最小二乘回归(PLSR)技术.3.相关分析，包括欧几里德距离和余弦相关分析(CCA)，其是确定的多变量图像分析技术，评价光谱困像数据中的相似性而同时抑制背景效果.更具体地说，CCA评价化学不均一性而无需训练集，识别光谦形状差异和高效地提供独立于绝对强度的化学困像型对比度.CCA算法以n维空间中的投影向量形式处理各个像素波谱，其中n是困像中所取样的波长数目.向量的标准正交基集被选作参考向量集，计算各个像素波谱向量和参考向量间的角的余弦.在所得CCA困像中显示的强度值是这些余弦值，其中余弦值l表明像素波详和参考波详一致，余弦值0表明像素波详和参考波详正交(不相关).所得CCA困像的维度与原始困像相同，因为标准正交基集提供了n个参考向量，导致n个CCA图像.4.主成分分析(PCA)是数据空间维数简化技术.通过n维数据集的最大偏差来进行最小二乘法拟合。从该最小二乘法拟合获得的向量被称为笫一主成分(PC)或笫一栽荷.在扣除来自笫一PC所解释的偏差后，重复该操作并且计算笫二主成分.重复该过程，直到解释了数据空间中的全部偏差的某一百分比(通常95%或更大).PC计分图像然后可被可视化以揭示包括样本信息以及仪器响应(包括噪音)的正交信息。受聚类分析的指导，可以进行光谱維度数据的重建，包括在没有描述所期望放大或抑止的材料或仪器参数的PC的情况下，取决于感测应用的需要.直到最近，光谱分析、化学统计分析和数字困像分析的无缝集成还没有市售可得。单独团体已经独立地开发了适用于其特定需要的高级软件.例如，用于处理单帧灰阶图像的数字成像软件包和应用化学统计技术的光详处理程序都已经到达较成熟的状态.然而，化学成像开发的一个局限是缺乏这样的组合软件，其结合了这些单独规范中的每一个的足够特征以具有实际功用，历史上，化学成像的从业人员不得不开发他们自己的软件程序以进行数据分析的各个关键步骤.一般地，使用支持脚本功能的程序包如Matlab、IDL、Grams或LabView来使这些程序标准化(prototyped).这些程序包虽然适应性强，但却受限于过分要求的学习曲线、计算效率不高和对单独从业人员开发其自己的困形用户界面(GUI)的需要.现在，市售可得的软件的确存在，其提供了高效的数据处理和容易使用的简单GUI.满足这些目标的软件必须解决化学成像处理的全部问题。化学成像分析循环举例说明了成功地从化学困像提取信息和选择由化学成像系统所提供的全部可能性所需的步稞.该循环始于选择样品测量策略并延续直到显示测量解决方案.笫一步是采集困像.相关软件必须适应全部配套的化学困像获取结构，包括支持各种光详技术、相连的光详仪和成像检测器以及不同样品尺寸和采集时间所要求的采样灵活性。理想地，甚至较不同的仪器设计可具有一种直观的GUI以方便容易使用和容易采用.在分析循环中的笫二步是数据预处理，通常，预处理步骤意困使来自化学成像仪器响应的贡献最小化，该贡献与成像样品的化学组成的变化无关.一些所需的功能包括校正检测器响应，其包括检测器量子效率、坏的检测器像素和宇宙事件方面的变化；在整个样品的光源照射强度方面的变化；和基于基线拟合和扣除，求出光谱线形间的总差异，预处理可用的工具的实例包括检测器像素响应的比率校正；光谗搮作例如傅里叶滤光器及其他光谱滤光器、归一化、平均中心化、基线校正和光滑化；空间操作例如宇宙过滤、低通滤光器、高通滤光器和许多其它空间滤光器。一旦已抑制仪器响应，可以使用定性处理.定性化学困像分析意图解决一个简单问题"存在什么和如何分布？"。许多化学统计工具归于此类.部分清单包括相关技术例如余弦相关和欧几里德距离相关；分类技术例如主成分分析、聚类分析、判别分析和多道分析；和光谱消巻积技术例如SIMPL1SMA、线性光谱分离和多变重曲线分辨。定量分析涉及开发浓度映射困像。正如在定量光谱分析中，许多多变量化学统计技术可用于建造校准模型.在应用定量化学成像时，在非成像光详分析中所遇到的全部挑战同样存在于定量化学成像中，如选择校准集和证实模型.然而，在化学成像中，还存在其它挑战，例如样品厚度变化和多种检测器元件的差异度，仅举几个例子，取决于所开发的模型的质量，结果可以从半定量浓度映射至严格的定量测量变化.必须使从预处理、定性分析和定量分析获得的结果可视化.软件工具必须提供缩放、自动映射、伪色困像表示、表面映射、立体表现和多种方式显示例如单闺像帧视困、蒙太奇视困和多维化学闺像的动24画，以及若干用于查阅表(LUT)操作和对比度增强的数字图像分析算法，一旦已产生数字化学闺像，可以使用传统的数字田像分析.例如，空间分析和化学困像测量包括，使用阈和分割策略的高位深度(一般为32位/像素)化学困像的二值化.一旦已产生二值困像，分析工具可以检验许多困像域特征，例如尺寸、位置、对准、形状因子、域计数、域密度和基于任何所选特征的域分类.这些计算的结果可用于开发关键定量困像参数，其可用于表征材料.这些工具(自动化田像处理)的最终种类包括主要步稞或全部化学图像分析过程的自动化.例如，在困像中良好定义的特征的检测可以完全自动化，这些自动分析的结果可以基于许多标准(粒径、形状、化学组成等)来列表。已开发了自动化学成像平台，其可以以无人管理的方式运行数小时。本发明引入一种综合分析方法，其允许使用者仔细设计试验和优化仪器参数并应当能够从化学困像中提取最大量信息，以便使用者能够进行智能决策。拉曼型化学成像系统拉曼化学成像(RCI)结合了拉更光谦学和材料的分子特定分析的数字成像.这种技术使得样品的困像可以通过在离散波长下记录拉曼散射光而被构造，所述拉更散射光从被照射的样品中所限定的位置发出。通过在波长范围内调谐液晶成像拉曼光谱仪并且间歇地采集困像，在样品表面相应于上百万空间位置产生光谱.取决于材料，还可以通过使用不同的激发波长或通过在递增的聚焦面捕捉拉更化学图像获得与深度有关的信息.基于拉曼散射的相对量，在图像中产生对比度，其由遍及样品中的不同物质产生。因为对于各个像素位置产生拉曼光详，所以可以将单变量和/或多变量(即化学统计)分析工具例如相关分析、主成分分析(PCA)和因子旋转，包括多变量曲线分辨(MCR)，应用于图像数据以提取相关信息，在可见波长使用激光照射，已证实拉曼化学成像的约250纳米的空间分辨能力。这几乎优于红外成像两个数量级，由于衍射，所述红外成像一般地局限于约20微米的空间分辨率。另外，对于基于液晶光学的RCI来说，图像清晰度(基于成像像素的总数)非常高，因为能够使用高像素密度检測器(常常1百万或更多个检测器元件/检测器).用于照射的光的波长不是关鍵因素，并且可以为220-1100纳米.用于拉殳化学成像的设备已经由以下文件描述Treado的美国专利6，002，476和美国专利申请0簡9，371(于2000年7月19日提交)，其引入本文作为参考.拉曼化学成像的其它记栽是美国专利申请09/800,953(2001年3月7日提交)；美国专利申请09/976,391(2001年10月21日提交)；美国专利申请10/185，090(2002年6月27日提交)；美国专利申请10/184，S80(2002年6月27日提交)；美国临时专利申请60/144，518(1999年7月19日提交)；美国临时专利申请60/347,806(2002年l月10日提交)；美国临时专利申请60/144，518(1999年7月19日提交)；美国临时专利申请60/187，560(2000年3月28日提交)；美国临时专利申请60/239,969(2000年11月13日提交)；美国临时专利申请60/301,708(2001年6月28日提交)；和美国临时专利申请60/422,604(2002年U月21日提交)，以上各个专利和专利申请引入本文作为参考。例如，RCI仪器结构可以包括基于RCI显微镜的平台。市售可得的装置(其适用于本文中所述的方法)的实例是实验室型或便携式视场拉曼显微镜例如FALCON拉曼显微镜(TM;ChemlmageCorporation,Pittsburgh,PA),RCI显微镜，例如如上所述的FALCON(TM)系统，在单个平台中结合了用于样品激发的固态激光器、折射光学显微镜基座(其装备无限远校正的显微铣物镜)、自动化XYZ平移显微镜栽物台和石英鵠卣素(QTH)灯和/或水银(Hg)灯，此外，显微镜系统的一部分是用于普通光学困像采集和数字困像采集的模拟彩色电荷耦合装置(CCD)检测器、用于光详困像波长选择的液晶成像光谱仪、用于拉更化学困像捕捉的热电冷却的(TE)SiCCD检测器、装备有用于色散光谱采集的CCD检测器的远程色散单色仪.NIR型化学成像系统NIR化学成像显微镜在单个平台中结合了NIR优化的折射光学显微镜基座(其装备NIR优化的无限远校正的显微镜物镜)、用于固定和照射NIR光谦学和成像用样品的自动化XYZ平移显微镜栽物台和石英钨由素(QTH)灯、用于普通光学困像采集和数字困像采集的模拟彩色电荷耦合装置(CCD)检測器、用于NIR化学困像波长选择的NIRLC成像光详仪和用于NIR困像捕捉的室温或任逸地冷却的NIRFPA,闺SS是NIR化学成像显微镜的示意困，在NIR优化的折射光学显微镜平台3的反射光结构(其使用QTH源或其它宽带白光源，包括金属由化物或氙孤光灯)l或透射光结构(其使用QTH或适当的NIR源)2中，将NIR照射导向样品，从置于自动化XYZ平移显微镜栽物台4上的样品通过无限远校正的NIR优化的显微镜物镜5采集反射或透射的NIR光.使用插于转盘6中的反射镜、分光镜或棱镜结构并且用模拟或数字彩色或单色电荷輛合装置(CCD)或CMOS检测器7采集困像可以获得样品的一般光学困像.在NIR化学成像方式中，放大的NIR困像通过NIRLC成像光谱仪8耦合并且在室温或冷却的NIR焦平面阵列(FPA)检测器9上采集.FPA—般地包括砷化铟镓(InGaAs)，但是可以包括其它NIR感光材料，包括硅化铂(PtSi)、锑化铟(InSb)或碲化汞镉(HgCdTe)。使用插于转盘6中的分束元件，可以用模拟单色或彩色CCD检测器7和NIRFPA9同时采集NIR和普通光学困像。中央处理器10，一般地奔腾计算机，用于NIR化学成像采集和处理。用商业软件运行模拟彩色CCD7、NIRFPA9、经控制器12控制的自动化XYZ平移显微镜栽物台4和NIRLC成像光谱仪8(通过LC成像光谱仪控制器11)，所述商业软件例如AcquisitionManager(ChemImageCorporation,Pittsburg,PA;早先被称为Chemlcon，Inc,)以及ChemImage(ChemImageCorporation,PiUsburg，PA;早先被称为Chemlcon,Inc.),在NIRLC成像光谦仪8之前在光程中通过引入偏振感光分束元件(未示于示意图中)，一部分来自样品的NIR光可以輛合到远程NIR光谗仪(也未示于示意困中).优选地，NIR优化的液晶(LC)成像光谦仪技术用于波长选择.LC成像光详仪可以是例如以下类型Lyot液晶可调谐滤光器(LCTF);Evans分束元件LCTF;SoleLCTF;铁电体LCTF;液晶FabryPerot(LCFP);或者混合滤光器技术，其包括以上LC滤光器类型的组合或与固定带通和带阻滤光器(其包括电介质、rugate、全息、彩色吸收、声光或偏振类型)组合的上述滤光器类型.27本发明的一个新颖之处在于NIR优化的折射显微镜与无限远校正的物镜一起使用以在不使用镜筒透镜的情况下在检测器上形成NIR图像.通过物镜的固有设计和关联的抗反射涂层、聚光镜和光源，可以针对NIR操作而优化显微镜.为同时提供高数值孔径，物镜应该是有折射能力的.为最小化色像差，使通过量最大和降低成本，可以淘汰常规镜筒透镜，而使NIR物镜直接将NIR困像形成到NIR焦平面阵列(FPA)检测器(一般为InGaAs型)上，FPA还可以包括Si、SiGe、PtSi、InSb、HgCdTe、PdSi、Ge、模拟光导摄象管(analogvidicon)类型。使用模拟或数字帧抓取方法，使FPA输出数字化.积分等焦距模拟CCD检测器提供了实时的样品定位和聚焦，对可见辐射敏感的模拟摄影机，一般地彩色或单色的CCD检测器，但可以包括CMOS类型，被置于与NIRFPA检测器等焦距，以促进样品定位和聚焦，而无需通过常规目镜直接观察样品.使用帧抓取方法，一般地使摄影机输出数字化。颗粒分析方法可通过化学成像分析识别的组合物的颗粒分析通过从样品颗粒(例如实质上固定的样品颗粒)采集化学困像数据而进行.从光谱成像数据，在所研究组分的一个或多个特征光谱值下产生化学图像，以获得该组分的空间分布的二或三维图像.例如，适当的光谱值包括拉曼位移值、NIR吸收波长或NIR反射波长.将图像进行任何若干已知的单变量和/或多变量闺像处理技术(其为本领域所熟知)以便确定组分颗粒的至少一个几何性质。所述几何性质可用于描述样品中组分顆粒的性质.如果期望的话，基本上在采集化学困像数据的同时(或者至少接近足够的及时，使得视场中的颗粒基本上没有移动)，制作视场的光学或光详困像.还可以采集全部视场的色散化学图像.因为在所研究的物质的特征光详值(例如相应于特征拉曼位移值的波数或该物质反射的特征NIR辐射波长)(一个或两个或多个所述特征值)下由化学困像数据计算几何性质，所以样品中其它物质或颗粒的存在不影响评价所研究的颗粒，至少只要其它物质(一个或多个)或顆粒(一个或多个)不显示出相同或不能区分的光详性质即可，具有相似的光谦性质的两种物质可以被区分，例如，通过在对应光详的区域上进行集中分析(concentratinganalysis)，其中这两种物质差別比在其它光谦区域中的差别更大.视场的光学或光详闺像可以指出不同于所分析的组合物中所研究的物质的组分的存在、范围和顆粒的几何性质.本方法具有相对于现有光学显橄法的优点，即可以清楚识别顆粒组成的光详信息可以和与粒径以及顆粒形状有关的光学信息同时被采集.此外，因为本文中所述的光谦法可用于采集表示多种化合物的特征光详信息，现有的评价顆粒几何形状的基于光学的方法可以在化合物-化合物基础上应用于含化合物混合物的样品.本文中所述的光谦法可以区分笫一纯物质顆粒和笫二純物质颗粒，还可以区分这些颗粒和混合组成的顆粒.所述方法还可以用来映射单个顆粒的不同区域中多组分颗粒的相对量(例如，由不同组成的多个顆粒的聚集形成的颗粒).样品固定在一个实施方案中，本发明需要在具有有助于使用相关化学成像方法的性质的底物(例如当要进行拉更化学成像时，拉曼钝性底物)上有效固定所研究的物质.所述底物应当优选是平的、照射时耐损伤或改性的、耐热膨胀的、相对光详钝性的、而且与来自样品散射的、被样品吸收的或从样品反射的辐射不发生干涉.对于拉殳化学成像应用，底物的适当选择是涂布铝的玻璃显微镜栽片，对于NIR及其他光谦形式，适当的底物也是本领域已知的.也可以使用普通玻璃显微铣栽片，至少用某些激光照射波长，这对于本领域技术人员是显而易见的和/或容易由经验确定.悬浮在液体中的粉状或雾化顆粒可以施加到所述栽片的表面上，并且组合物中的任何液体可以被允许干燥.或者，其中所研究的颗粒悬浮在流体中的组合物可以在栽片的表面上被冻结(例如，通过冷却栽片和在其上喷洒雾化颗粒悬浮液)。作为另一种备选方案，可以将含所研究的颗粒的组合物悬浮在聚合树脂中，其后该聚合树脂被固化以固定顆粒.树脂可以固化就位或者固化后切开.单块固体(例如，药片、囊片和锭刑)可以简单地放置在表面上或者在固定就位.如果将要分析顆粒的液体制刑(例如，悬浮在液体中的固体颗粒或悬浮在连续液相中的微粒液相)，那么制剂可以通过在其中液体不会蒸发的条件(例如，对于含水制刑来说，高湿度)下维持液体的薄层而固定.或者，液体样品可夹在透明玻璃或塑料栽片之间，任逸地在栽片间插入隔离物以获得限定厚度的液体层.化学成像还可以在非固定的顆粒上进行.对于非固定的顆粒，重要的是考虑化学困像数据分析所需的时间并且将数据获取的期间限定为这样的期间，其中顆粒的运动是极小的或者被记录.在其中化学成像数据可被快速采集的情况下(例如，当在一个或者较少数目的RS值下采集拉更散射光时)，可以忽视顆粒运动.在这种情况中，可使用化学困像数据集的序列采集以评价样品顆粒中的动态变化(例如，聚集、蒸发、沉淀或粘合).在其中更大的量的化学困像数据将被采集并且在数据采集期间顆粒运动可能是重要的情况中，必须使用一种或多种使移动的顆粒的位置与数据采集相关的技术(例如，光学瞄准法)。这种方法在本领域中是已知的，RCI数据采集可以使用已知的方法采集RCI数据.例如，根据生产厂商的说明书，可使用市售可得的FALCONRCI显微镜(TM;ChemlmageCorporation,Pittsburgh,PA)。为了确保色散拉更和RCI数据中的适当的峰位置，应当使用NIST所接受的拉更光谱仪校准标准来校准RCI仪器.常用的标准是乙酖氨基苯盼.如果不同于所研究的物质的样品的组分的身份是已知的，那么可以产生那些组分中的每一个的拉更光详数据。这种信息使得可以识别在RCI数据获取期间扫描的拉曼光详的适当部分来遊免重叠的拉曼散射峰.一般地，将选择与所研究的物质不同的并且显示出可接受的信噪比的拉曼峰.可以评价物质的多个特征拉殳位移值，同样可以评价可包括多个拉曼峰的拉曼光谦区域的形状，如果样品包括未知的组分，那么可以在RCI数据获取期间扫描全部拉殳光谱，以便可以评价任何杂质对数据的贡献.为了采集RCI数据，使基本上被固定的颗粒在显微镜下聚焦并且设置适当的仪器数据采集参数，采集拉更化学困像.此时还可以获得明视场及其他支持的光学困像以提供除RCI数据外的补偿性的空间/双折射信息.NIR化学困像数据采集使用已知的方法可以采集NIR化学困像数据.例如，根据生产厂商的说明书，可使用市售可得的FALCON(TM;ChemlmageCorporation,Pittsburgh,PA)化学成像显微镜，为了确保在NIR化学困像数据中适当的峰值位置，该仪器应当使用具有已知的NIR吸收、弹性散射或反射峰的校准标准进行校准.如果不同于所研究的物质的样品的组分的身份是已知的，那么可以产生那些组分中的每一个的NIR光谦数据.这种信息使得可以识别在化学图像数据获取期间扫描的红外光谦的适当部分来遊免重叠峰。一般地，将选择与所研究的物质不同的并且显示出可接受的信噪比的NIR光谦峰.可以评价物质的多个特征波长值，同样可以评价可包括多个峰的NIR吸收或反射光谦区域的形状.如果样品包括未知的组分，那么可以在数据获取期间扫描全部NIR或红外光谱，以便可以评价任何杂质对数据的贡献。为了采集NIR光谦数据，使基本上被固定的颗粒在显微镜下聚焦并且设置适当的仪器数据采集参数，采集NIR化学困像，此时还可以获得明视场及其他支持的光学困像以提供除NIR数据外的补偿性的空间/双折射信息，数据处理使所获得的化学图像经受一种或多种单变量和/或多变量困像处理策略。在本领域中描述了许多图像处理策略，对一种或多种所述策略的选择是在本领域普通技术人员的水平范闺内。各种軟件包也是市售可得的，其能够转化颗粒的二维或三维化学数据集的几何性质.用于FALCON(TM)化学成像显微系统的适当的软件的实例是CHEM1MAGEXPERT(TM)软件包，其可获自ChemlmageCorporation(Pittsburgh,PA)。一种产生易于操作的可用于确定几何性质的困像的有用方法是从一个或多个二值图像帧的化学困像数据产生，各自相应于特定的特征光详值和/或特定的聚焦面.例如，可使用软件以将值"1"分配给含所研究的物质的特征空间/光谱信息的像素和将值"0"分配给含有不是物质的特征空间/光谱信息的像素.一旦已将化学困像二值化，可将适当的颗粒筛分软件应用于所处理的数据以确定分子特定粒径.基于二维数据用于描迷粒径的一般的几何参数包括以下面积(顆粒的截面积)；周长(顆粒的边界长度)；Feret直径l(贯穿颗粒的水平距离)；Feret直径2(贯穿顆粒的垂直距离，即，沿垂直于Feret直径1的轴的Feret直径)；最大弦长(贯穿顆粒的表大距离)；形状因子(即下式的值(4x7Tx面积)/周长")；长径比(Feret直径1/Feret直径2)。基于三维数据用于描述粒径的一般的几何参数包括以下体积(顆粒的体积)；表面积(顆粒的表面)；Feret直径(三个，彼此正交)；最大弦长(贯穿顆粒的录大距离)；各种形状因子，和顆粒的长径比或球形度的各种测量值.使用本文中所述的方法可以确定这些几何参数，或者可由使用所述方法可以确定的几何参数来计算这些几何参数，所用的化学成像系统限定了本文中所述的顆粒分析方法的尺寸极限。目前，ChemlmageFALCON(TM)化学成像显微镜的最小空间分异极限被认为约为200-250纳米，这是指使用该系统不能有效地评价小于该值的顆粒的几何性质.使用这些方法可评价的粒径的理论下限是约入射光的衍射极限(考虑已知的消巻积技术，其可进一步降低极限值)。本文中所述的方法可容易地应用到任何新的具有比FALCON(Tro)装置更低的空间分异极限的仪器，动态化学成像系统和方法用于使用样品的一系列至少笫一和笫二顺序的化学图像来检测在第一时段和笫二时段之间样品中出现的动态变化的系统或方法，可以执行本节中所述的方法.笫一化学困像相应于样品在笫一时段期间的图像。第二化学困像相应于样品在笫一时段后的笫二时段的闺像。例如，所述方法可用于评价组分顆粒位置、组成或两者与时间有关的变化，在笫一时段期间(i)用多个光子照射样品，从而产生由样品散射或发射的光子；(ii)然后使用二维阵列的检测元件以同时检测在样品上或样品内从不同位置在笫一预定波长谦带中散射或发射的光子；和(iii)其后使用二维阵列的检测元件一次或更多次以同时检测在样品上或样品内从不同的位置在一个或更多个进一步预定波长谦带中散射或发射的光子.在笫一时段期间二维阵列的检测元件的输出然后被组合以产生样品的笫一化学困像，在第二时段期间(i)用多个光子照射样品，从而产生由样品散射或发射的光子；(ii)然后使用二维阵列的检測元件以同时检测在样品上或样品内从不同位置在笫一预定波长详带中散射或发射的光子；和(iii)其后使用二維阵列的检测元件一次或更多次以同时检测在样品上或样品内从不同的位置在一个或更多个进一步预定波长谦带中散射或发射的光子.在笫二时段期间二维阵列的检測元件的输出然后被组合以产生样品的笫二化学困像.基于笫一和笫二化学困像间的一个或多个差异，检测在笫一时段和笫二时段之间样品中出现的动态变化，本发明可能快速观测具有全部空间信息的样品并可以监控样品中的演变和变化，所述演变和变化自然地进行或发生(即在平衡条件下)，并且通过由外部措施(例如，施加到样品的一个或多个外场或力)所产生的非平衡条件而額外强加或施加。在某些实施方案中，外部措施可以施加到样品中的特定位置(而不是整个样品).图37示意地表示了根据公开内容的一种实施方案的设备，闺37所示的设备能够提供一种在可变放大率下用于成像低光度的高光通量。参考困37，将样品100置于底物IOS上.底物10S可以是任何常规显微镜栽片或其它用于接收和任选地固定样品100的装置.光源110被设置以向样品IOO提供入射光.光源110可以包括任何常规光子源，包括激光器、LED及其他IR或近IR装置.也可选择光源110以提供样品的迅衰照射，在一个实施方案中，光源的带宽为约15-25cm"。仍参考图37，应该注意到光源110被设置而以某一角度向样品100提供入射光，其与正交于样品IOO发射的光相反。换句话说，用于照射样品的辐射不必通过常规显微镜(或显宏镜)的光学系统；相反，它可以从样品100以上或以下以某一斜角照射样品.通过透镜120由反射镜115接收光子束112并使其转向。透镜120可任选地用来将光聚焦于样品IOO上.或者，光子束112可被导向样品100，而无需反射镜115,到达样品100的光束112中的众多光子照射样品并且被样品散射或吸收，其可导致随后在不同波长下发射(发光).如本领域技术人员所熟知的，术语"发光"包括各种使用其它名字所述的光学过程.这些包括荧光、磷光、光致发光、电致发光、化学发光、声致发光、热致发光以及升频转换.散射光子由光束116和118示意表示，而镜33像反射的光子由光束114示意表示.发光发射的光子也由光束118表示.光学透镜125被设置以接收光子束U6和118.光学透镜125可被用来收集所接收的光子束并使其聚焦.这包括收集偏振和非偏振的光子以及使它们聚焦.通常，样品尺寸确定了收集光的光学透镜125的逸择。例如，可使用显微镜透镜来分析亚微米至微米的样本.对于较大的样品，可使用微距透镜.光学透镜125(以及透镜120)可包括具有较大数值孔径的简单的降低分辨/像差的透镜，从而提高系统的光通量和效率。反射镜130被设置以将发射的或散射的光子光束118对准可调谐滤光器140.应该注意到反射镜130的放置是任选的并且在其中可调谐滤光器被置于样品IOO以上的构造中可以是不必要的。激光拒波滤光器135可以置于可调谐滤光器140之前以滤出散射的由光束116表示的照射光并优化系统的性能.换句话说，拒波滤光器135使得在照射波长下能够光详过滤光子。常规可调谐滤光器(包括电光、机械、或其它可调谐滤光器)可进一步用于本公开内容的原则。适当的可调谐滤光器的实例包括液晶可调谐滤光器("LCTF")或声光可调谐滤光器("AOTF")。电光滤光器(或其它可调谐滤光器)允许特定波长或波长范围的光以图像的形式通过，这取决于由控制器置于所述装置上的控制信号。可以通过可调谐滤光器140的波长可以为200纳米(紫外)至2000纳米(即远红外)，波长的选择取决于所期望的光波段和/或所分析样品的本质。图像传感器H5可以是一种数字装置比如例如二维、图像焦平面阵列("FPA")或CCD或CMOS传感器.用于表征所研究的样品的光波段支配FPA检测器的选择。例如，硅电荷輛合装置("CCD")检测元件的二维阵列可以与可见波长荧光和拉曼光详一起使用，而砷化镓(GaAs)和砷化镓铟(GalnAs)FPA检测器可以用于在近红外波长进行图像分析。这种装置的选择取决于待分析样品的种类。在一个实施方案中，用于形成困像传感器H5的二维阵列的检测元件中的各个检测元件的作用是检测在样品上或样品内从不同的空间位置散射或发射的光子，在一个实施方案中，困像传感器H5产生由可调谐滤光器140处理的样品的全部视困的数字困像，困38示意地表示了根据公开内容的另一个实施方案的设备。更具体地说，图38示意地显示了一种在可变放大率下用于成像低光度的高光通量构造.光学部件的集合类似于困37所举例说明的，但从样品IOO的下側照射.注意的是在困37和38中，以某一斜角照射样品100.特别参考图38，光子束120和样品100的平面轴限定了斜角，已经发现通过倾斜照射，开发了所谓的"暗视场拉曼成像".与常规的明视场拉曼构造不同，暗视场拉更成像使成像捕捉光学装置与激励辐射的输送去耦.因此，入射輻射的内散射和衰减已被最小化以提高信噪比(S/N)比值.此外，在光学系统以外的光源的位里进一步使得可以使用更低成本、较小功率的照射源并且能够将若干照射源较简单地、较低成本地集成到系统中.这种构造的应用不局限于拉曼和发光成像并且可以例如成功地与常規光谦学一起使用，在闺37和38中所示的各个实施方案中，计算机或处理器(未示于图中)可以耦合到光学装置上并且用于控制该光学装置，所述光学装置包括光源(IIO)、透镜(120、125、135)、反射镜(115、130)和可调谐滤光器(140).计算机也可以耦合到困像传感器145，并且其作用是从困像传感器H5的输出中产生"化学困像".在一个实施方案中，各个化学图像是样品的空间精确波长分辨的困像，其由多个"帧"形成；其中各个帧具有复数空间维度，并且由特定的波长(或波数)的光子或者在特定的波长谦带(或波数详带)中的光子产生，所述光子由闺像传感器145在样品IOO上或内从不同的空间位置同时采集.在各个化学困像中，可以将多个帧组合而形成遍及所研究的全部波长(波数)的完整困像。由计算机所产生的化学困像可以进一步由计算机分析和/或显示给用户。本发明使用一种如困37和困38所示的设备来使用样品100的一系列至少第一和第二顺序的化学困像，以检测在笫一时段和随后的第二时段之间样品100中出现的动态变化，在笫一时段期间(i)用来自源110的光子照射样品100,从而产生由样品IOO散射或发射的光子；(ii)然后使用困像传感器145以同时检测在样品上或样品内从不同位置在笫一预定波长谦带(由可调谐滤光器HO选挣的)中散射或发射的光子；和(iii)对于一个或多个其它预定波长谱带(其中对每个使用可调谐滤光器140进行顺序选择)中的每一个，其后使用困像传感器145同时检测在样品上或样品内从不同的位置散射或发射的光子.然后通过计算机(未示于困中)组合检测器1450的榆出(在笫一时段期间通过可调谐滤光器140选择每一个波长或者波长谱带)以产生样品的笫一化学困像.在随后的笫二时段期间(i)用来自源110的光子照射样品100，从而产生由样品IOO散射或发射的光子；(ii)然后使用困像传感器145以同时检测在样品上或样品内从不同位置在笫一预定波长谦带(由可调谐滤光器140选择的)中散射或发射的光子；和(Hi)对于一个或多个其它预定波长谱带(其中对每个使用可调谐滤光器140进行顺序选择)中的每一个，其后使用困像传感器145同时检测在样品上或样品内从不同的位置散射或发射的光子.然后通过计算机组合检測器145的输出(在笫一时段期间通过可调谐滤光器140选择每一个波长或者波长详带)以产生样品的笫二化学困像.基于笫一和第二化学困像间的一个或多个差异，检测在笫一时段和笫二时段之间样品中出现的动态变化.在有或者没有物理困像的情况下，化学困像的计算机分析可被用于对动态变化的检测(或者检测的强化)。观察化学困像的显示，用户也可以检测动态变化，在多种实施方案中，连续快速获得了一系列许多序列的化学困像以产生样品的"电影"。例如，可以获得样品的多达100幅化学困像/秒，使得基本上实时检测样品中的动态变化.在一些实施方案中，序列中的化学图像的时间分辨可以细达l毫秒，即，系统将每一毫秒产生样品的化学困像，还可以选择其它时间分辨，包括例如，一种折合为化学困像在相邻困像间间隔多达15分钟的时间分辨。当使用本发明来监控特定过程或反应时，所选的时间分辨应当足以检测样品中随着时间出现的所研究的动态变化.本发明因而可能快速观测具有全部空间信息的样品100并可以监控样品100中的演变和变化，所述演变和变化自然进行或发生(即在平衡条件下)以及通过由外部措施(例如，通过施加到样品的一个或多个外场或力)所产生的非平衡条件而額外强加或施加.在某些实施方案中，外部措施被施加到样品100中的特定位置(而不是整个样品).使用本发明的动态化学成像技术可被分析和观察的样品的实例包括随时间经历变化的生物样品或微流路(Micro-fluidiccircuit)。这些变化可包括置换、化学相互作用、化学状态变化、相变、生长、收缩、化学分解、化学代谢和身体劳累.本领域技术人员将会认识到适用于本发明的样品/变化的许多其它实例，并且其被认为是在本发明的范闺内。如上所述，本发明可被用来检测样品中由于被施加了外部条件而引起的动态变化.所述外部条件包括，例如，在笫一和笫二时段间改变施加到样品100或在样品100内的电场或磁场；在笫一和笫二时段间改变施加到样品或样品内的外部光场，其中外部光场与最初用于照射样品的光场不同；在笫一和笫二时段间改变施加到样品或样品内的光场，其中所述另外的光场通过使用于照射样品的光场发生脉冲而产生；在笫一和笫二时段间改变施加到样品或样品内的内部产生的光子；在第一和第二时段间改变用于照射样品的偏振；在笫一和第二时段间改变样品的温度；在笫一和笫二时段间改变施加到样品的压力；或者在第一和笫二时段间改变施加到样品或样品内的应力.在其它实施方案中，与样品有关的化学梯度(例如，施加到样品上的化学梯度)在第一和笫二时段间变化.在其它的实施方案中，在笫一和笫二时段间在样品中引发生理应激或生物应激。在另一个重要的实施方案中，在多个时间观察将一种或多种化学物质(例如，药学活性剂、抗体或核酸)添加到样品中的动态效应.在一些实施方案中，序列中的每个化学图像由样品的多个单独空间精确波长分辨图像组成(其每一个由如上所述的多个"帧"形成)，其中多个单独空间精确波长分辨的图像中的每一个相应于样品内多个不同深度中的一个.这些实施方案可用于检测遍及整个样品100中发生的化学变化，而不是仅仅在样品的单个表面或平面上发生的变化。在更进一步的实施方案中，序列中的各种化学图像间的差异可以(使用例如如上所述的计算机或由用户)与在和该序列有关的各个时段期间进行的样品正交(即互补)测量进行关联，以便强化样品中动态变化的检测或观测。可以使用的正交测量的实例包括使用以下形式进行的测量拉曼散射、近红外吸收(NIR)、可视困像、视频或者发光.也可以使用其它正交测量并且这些測量被认为是在本发明的范围范围内。多颗粒分析37如果所分析的组合物包括具有可区分的光详性质的顆粒，那么本文中所述的顆粒分析方法可用于评价组合物中的全部光详可区分类型的顆粒的几何性质.例如，如果雾化药物组合物包含两种顆粒类型(其可以通过其拉更散射峰进行区分)，那么可以在两个或更多个拉殳位移值采集RCI数据，一个拉曼位移值表示一种颗粒类型的特征，另一个拉曼位移值表示另一个顆粒类型的特征.可以通过评价各个顆粒的多种特征拉曼散射性质(例如，在多个RS值下的散射)来区分两种顆粒的类型.该RCI数据集将包括足以描述两种颗粒类型的几何性质的信息.光详性质的组合可用于描述不能由单个特征光详特性识别的颗粒的几何性质.例如，如果上段中描述的组合物包含笫三颗粒类型，其可以通过特征荧光峰与该组合物的全部其它组分区分，那么第三颗粒类型的几何性质可以通过分析从发特征荧光的颗粒获取的荧光成像数据来进行评价，材料的光谱性质(例如可见、红外、或者近红外光的吸收；反射或者偏振性质；由显微技术例如扫描电子显微术所推断的形状或者织构；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谱学所评价的)的组合还可以用来识别颗粒类型。如果组合物中除一种以外的全部顆粒类型可以由羊个光谦特征表征，那么未显示出该特征的所有顆粒可被推断为剩余颗粒类型，光学显微数据可与化学成像数据结合使用以评价剩余颗粒类型的一种或多种几何性质，在有些情况下，不同于特定化合物的颗粒的化学身份不是重要的并且不必被确定，除非是要证实在那些顆粒中不存在所述特定化合物.实施例本发明现参考以下实施例进行描述.这些实施例仅仅是为了说明性的目的而提供，本发明不局限于这些实施例，而是包括由于本文中所提供的教导而变得显而易见的全部变化.实施例1真喷制刑的RCI评价在本实施例中，使用一种鼻喷制刑，其包含作为活性药刑的倍氦米松二丙酸癍(BDP)及以下作为钝性试刑的组分微晶纤維素(MCC);羧甲基纤维素钠(CMC);葡萄糖；苯扎氣铵；吐温80(TM);和苯乙醇，困1和2描绘了使用两批(标为1E1和3E1)鼻喷制刑获得的拉曼光详，将所述批次施加到单独栽片并且在所述制刑保持潮湿状态时评价光详，之后获得困1中所示的拉曼光详.将所述相同批次施加到单独栽片并且在所述制刑干燥后评价光谦，之后获得困2中所示的拉曼光详.在闺2的光详中可辦别的更锐利的峰被认为至少部分归因于干燥制刑組分的更大程度的固定.困3描绘了在栽片上干燥批次1E1的明視场和偏光显微照片(分别为图3A和3B)和拉曼化学困像(困3C).困3C的区域A、B和C的拉曼光详示于图3D中，并且指出制刑的组分可以根据其拉更光谱性质进行区分.困4-11描绘了鼻喷制刑的各个组分以单独的纯组分进行评价时所获得的拉曼光谦.在图11中，使纯组分的拉曼光谱重叠以表明各个组分具有至少一种拉曼光语特性，通过该特性，可以与样品中的其它组分进行区分，图12和13描绘了微粒化BDP的偏光显微照片和相应的二值化困像以及使用商业软件包为由二值化困像计算的31个颗粒所计算的几何性质。平均BDP粒径被确定为直径为3.02土3.16微米.PSD如困13中所困示。困14-16涉及使用干燥状态中的微粒化BDP和MCC的共混物所进行的试验。通过将BDP和MCC(按BDP:MCC体积大约20:80)的混合物置于玻璃显微镜栽片上而制备样品.期望的是样品制刑的粗制本质导致形成较大的BDP和MCC的聚集体.围14描绘了BDP/MCC混合物的明视场反射困像和偏振光困像(分别为图14A和14B)和复合拉曼化学困像(困14C).偏振光困像揭示了混合物中两种組分的双折射本质.指出了相应于BDP(困14C-14E中的l)和MCC(困14C-14E中的2)的复合拉更化学困像的通道，这些结果表明BDP和MCC域和背景区城(困14C-14E中的3)显示出特征性拉曼光谱标志.图15显示了与视场中的MCC聚集体有关的灰阶拉更困像(困15A)、二值困像(困15B)和PSD表，由于视场中的大聚集体被若干小很多的聚集体闺绕，平均MCC"颗粒"(更可能是聚集体)的尺寸为33.91±71.45微米。困16显示了与视场中的BDP聚集体有关的灰阶拉曼困像(困16A)、二值困像(困16B)和PSD表.平均BDP"顆粒"(更可能是聚集体)的尺寸被确定为36.99±19.27微米，这些结果举例说明所述技术能够区分和识别药物和赋形刑以及所述软件可用来评价视场中存在的单独域的粒径.闺17-19证明了这些方法能够识别药物并且确定了在添加水后微粒化BDP和MCC的共混物中的药物的粒径和PSD,使用微量注射器手动搮纵同时通过具有CCD摄影机的FALCON显微镜观察，将小等份(大约10微升)的蒸馆水加入到干燥BDP/MCC混合物(其用于相应于图14-16的试验).在显微镜尺度上，手动控制将水输送到样品是具有挑战性的。添加水引起顆粒移出视场，同时新的颗粒引入视场，这使得难以对添加水前后的顆粒统计学进行比较.图17显示了添加水后的BDP/MCC混合物的明视场反射图像(图17A)、偏振光图像(闺17B)和复合拉曼化学图像(困17C),已经分别针对BDP和MCC就复合拉曼化学图像的绿色和蓝色通道进行颜色编码。指出了相应于BDP(困17CM7E中的l)和MCC(困17C-17E中的2)的复合拉曼化学图像的通道，这些结果指出BDP和MCC域和背景区域(图17C-17E中的3)显示出特征性拉曼光谱标记.图18显示了与添加水后的视场中的MCC聚集体有关的灰阶拉曼图像(图18A)、二值困像(困18B)和PSD表，由于被若干小很多的聚集体围绕的视场中的大聚集体，所以平均MCC"颗粒"(更可能是聚集体)的尺寸是直径为48.75±57.57微米.图19显示了与视场中的BDP聚集体有关的灰阶拉更困像(困19A)、二值图像(困19B)和PSD表.平均BDP"颗粒"(更可能是聚集体)的尺寸被确定为直径13.80±14.25微米.图20显示了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，为解决与样品制备(即在BDP/MCC共混物中聚集体的形成)和含水共混物的动态本质有关的问趙，在两份鼻喷样品上进行RCI，其中一份(BECONASEAQ(TM))包含活性药物组分(BDP)而另一份是安慰刑样品，通过摇动各个鼻喷样品、使其打底(priming)并喷洒到相应的被置于垂直位置约6英寸远处的涂布铝的玻璃显微镜栽片上而制备样品，然后立即右側向上翻转样品.并使其干燥.使用涂布铝的玻璃显微镜栽片来使从玻璃基板中存在的任何稀土元素产生的背景荧光最小化.困21-23是由来自含BDP的BECONASEAQ(TM)鼻喷样品的3个所研究的区域(ROI)产生的RCI.困24-26是由来自安慰刑鼻喷样品的3个ROI产生的RCI,困21A、22A、23A、24A、25A和26A中的每一个描绘了各个样品的明视场反射困像.困21B、22B、23B、24B、25B和26B中的每一个描绘了各个样品的偏振光困像。困21C、22C、23C、24C、25C和26C中的每一个描绘了各个样品的拉曼化学困像。图21D、22D、23D、24D、25D和26D中的每一个描绘了在相应困21C、22C、23C、24C、25C和26C中所指出的区域的拉更光详。困21E、22E和23E中的每一个描绘了相应图21A/21C、22A/22C和23A/23C的明视场和RCI困像的重叠，在各个含BECONASEAQ的样品中可检测BDP的特征性拉更性质并且对于样品中的其它组分，没有观察到那些BDP特定的拉曼性质。明视场/拉曼重叠图像表明似乎在鼻喷样品中BDP被吸附到一种或多种赋形剂上。这些结果指出本文中所述的方法可用于表征药物組合物的性质(除几何性质以外并且包括如颗粒聚集等因素)，这种聚集是重要的，因为活性成份与笫二种化合物的締合可降低活性成份溶解能力、活性成份的效力、含活性成份的顆粒运动到某一身体位置的能力、或活性成份的其它相应药理特性.图27和28涉及其中对于BECONASEAQ(TM)药物产品评价BDP的粒径和PSD的试验.图27A-27C和28A-28C描绘了在干燥BECONASEAQ(TM)样品的三个ROI中由RCI所检测的BDP颗粒的二值困像和相关的顆粒统计学，在闺27中显示了PSD表，在图28中显示了PSD的困解表示.本实施例中所述的试验的结果指出使用本文中所述的方法，使用RCI可以测量鼻喷含水悬浮液中的皮质类固醇的粒径、化学身份和PSD特性，拉殳色散光诿库结果证明拉曼光谱学和RCI能够用作鼻喷41含水悬浮液的表征工具.RCI结果证明能够在复杂BDP样品和安慰剂混合物中区分和识别多组分的化学组成.对分散在玻璃显微镜栽片上的纯药物的二值偏光显微镜田像所进行的PSD测量揭示了3.02±3.16微米的平均粒径.在BDP/MCC混合物的二值拉曼困像上进行的PSD测量揭示了对于MCC和BDP来说，在添加水之前，平均粒径分别为33.91±71.45微米和36.99±19.27微米；对于MCC和BDP,在添加水后分别为48.75±57.57微米和13.80±14.25微米.相对于純的净药物，大的平均PSD是微粒堆集的结果.在添加前后平均粒径的差异可能是由于顆粒移入和移出视场而不是由添加水产生的粒径变化所造成的.在BECONASEAQ(TM)鼻喷样品中，在BDP分布的二元拉曼困像上进行的PSD测量揭示了1.79±1,33微米的平均粒径.不出所料，在安慰刑中没有检测到BDP顆粒.明视场/拉曼重叠困像揭示了似乎在鼻喷样品中BDP被吸附到一种或多种赋形刑上。实施例2粒径标准测试盲检研究进行本实施例的试验以在盲检研究中证明RCI对于小颗粒筛分的有效性。6种不同的聚苯乙烯微球粒径标准物混合在样品中.使用光学显微法和RCI，按照符合用于尺寸确定的杜克科学(DS，DukeScientific)法的方法，对各个尺寸的标准物确定平均粒径和相关的标准偏差.如下进行DS法.高度均一的微球，当被置于平面如玻璃显微镜栽片上时，往往形成系统的六角形阵列.使用光学显微法，通过测量行中许多聚苯乙烯微球并且除以球数而确定尺寸。然后通过NIST来检验结果，由于在确定球状顆粒的边缘方面(特别是当接近光的衍射极限时)的困难，开发了该方法。另外，该方法不太受由于崎形和尺寸过小或过大的微球所造成的失真测量值的影响，因为这些异常值趋向于扰乱有序列阵，这可以在显微镜下观察并被避免。通过将各个尺寸的标准溶液的小液滴置于标准玻璃显微镜栽片上，通过用另一个显微镜栽片滑过前一显微镜栽片而将所述溶液均匀分布，并使溶液干燥，来制备标准物.对各个尺寸的标准物，采集研究区域的光学显微法和RCI数据.图29显示了六角密堆排列的10微米NIST-可示踪的聚苯乙烯微球粒径标准物的明視场反射困像(困29A)、拉曼化学困像(困29B)和明视场/拉曼重叠困像(困29C).对于其余5个尺寸的标准物，获得了相似的数据.提供于附困中的表比较了NIST可示踪的值和使用DS法的结果.对于这些尺寸标准物(其中可获得六角密堆排列)，RCI数据的阵列法结果和NIST可示踪标准物的允许值在统计上一致.实施例3半导体夹杂物的NIR化学成像本文中所公开的NIR化学成像装置和方法用来表征在碲化锌镉(CdZnTe)半导体材料中的碲夹杂物缺陷.在二维和三维空间中通过使用自动化NIR成像系统在遍及晶片的多个所研究的区域上采集NIR图像帧进行大面积晶片的快速、无损检查。使用背景校正和围像二值化算法处理NIR图像帧。使用已知的颗粒分析算法处理二值化困像来表征碲夹杂物。所述数据可被用于晶片制造方法以在进一步处理晶片前使晶片过关或不过关.使用数据可视化软件来产生相应于二维和三维空间中的碲夹杂物的困像数据.背景由于高质量、低成本X射线、Y-射线和成像检测器器件需求的增加，需要提高这种器件中所用的半导体材料的质重和产品收率.一种有效的提高半导体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坏性地在制造过程中在较早期识别缺陷.早期筛选可以阐明缺陷的潜在原因并且还可以降低与加工带缺陷的材料(其最终被粉碎)有关的下游成本，化合物半导体对制造来说是具有挑战性的.在制造过程中存在着若干步骤，其中可能出现缺陷.半导体缺陷的化学性质可能显著影响由该半导体所制造的器件的性能，器件制造和器件加工缺陷可能对于制造期间进行测量来说是困难而费时的，不幸地，有缺陷的器件常常未被确认出直到制造过程中的较晚阶段，这是由于用于检测缺陷的计量工具的不足造成的。这导致低的生产收率和高成本.CdZnTe在如室温X射线检测器、Y射线辐射检测器和医学成像装置的装置中用于辐射检测。含CdZnTe的装置的用途的实例包括核诊断、数字射线摄影、高分辨天体物理X射线和Y-射线成像、工业网状物测量、'Y照相机'成像、骨密度测量和裂变物质的检测.这种装置的成本和效力可能受到大的、优质CdZnTe材料的易得性的限制.CdZnTe材料可以包含微观和宏观缺陷，其妨碍由该材料制成的装置的运转.通常这些材料中存在的缺陷的实例包括裂缝、晶粒边界、孪晶边界、管道、沉淀和夹杂物，单独CdZnTe晶片常常基于晶片中存在的碲(Te)夹杂物缺陷的尺寸和数目而分级.如本实施例中所用(并且如Rudolph和Muhlberg所用)，碲夹杂物是碲富集域，其尺寸为l-50微米，并且其由于在生长界面形态不穗定而产生，所述形态不穗定是缘于从所述界面前方的边界层中捕获碲富集的熔融液滴.碲夹杂物可能损害CdZnTe材料的电子性质，结果，损害了由这种材料制成的装置的性能.当前低容量半导体制造商所使用的表征CdZnTe中的碲夹杂物的方法是劳动密集的，其对人为误差敏感，并且几乎没有提供关于尺寸为l-5微米夹杂物的信息，在这些方法中，使用IR显微镜平台由操作员观察和手动计数夹杂物。当所识别的夹杂物被怀疑超过特定尺寸极限时，进行拍照。将台式测微计的盖板放置在照片之上以确定尺寸。这种分析是较费时的，常常花费数分钟以表征来自大晶片的研究区域。本实施例中所述的立体NIR化学成像装置和方法可用于自动化表征CdZnTe材料中的微型碲夹杂物，该系统利用了CdZnTe在红外波长&850nm)下是透光的这一事实，当通过NIRLC成像光谱仪用红外焦平面阵列(IR-FPA)观察CdZnTe时，碲夹杂物以暗吸收域的形式出现。晶片可以以二空间维度和三空间维度成像，捕获在各自研究区域上的未处理的红外闺像.困像可以自动地进行背景平衡、二值化和处理。所处理的数据提供了可用于表征顆粒夹杂物的统计信息，如夹杂物数、尺寸、密度、面积和形状.该系统提供一种用于表征小达0.5微米的碲夹杂物的快速方法，基本上没有与人工观察有关的主观性.现在描述用于本实施例的材料和方法.样品由工业供应商(eVProducts;Saxonburg，PA)生产碲富集CdZnTe样品以备分析.特意获得含高碲夹杂物密度的样品以有效证明自动化碲夹杂物映射系统的能力.通过HorizontalBridgeman(HB)法使CdZnTe材料生长，并且该CdZnTe材料包含标称锌阳离子(栽荷浓度为4y。)和4xl0"cn^的平均腐蚀坑密度.这些材料显示了面入<111>取向，并且在两側抛光.样品厚度为大约1-15毫米.对于自动化碲夹杂物映射分析来说，不需要进一步的样品制备.数据采集通过将样品放置在自动化映射系统的XYZ平移台上获得CdZnTe样品中碲夹杂物的立体映射困.在遍及样品的所研究的多个区域上在X-Y方向上以使碲沉淀物相对于周围CdZnTe基质的对比度最大化的波长下通过LC成像光详仪捕获NIR田像械，通过以自定义的增量在显微镜下平移样品焦点而获得深度轮廓线.然后以迭代方式重复这一过程，直到表征了全部的晶片.数据处理一旦采集了成像数据，使用CHEMIMAGE(TM，ChemlmageCorporation,Pittsburgh,PA)软件(版本4.12)来处理数据.对于各个晶片，该软件产生了背景校正的灰阶图像、二值化困像(使用为困像的每个帧所选定的阈值)、二值化困像的蒙太奇视困和颗粒统计数据.颗粒统计数据表包括如颗粒数、粒径、颗粒密度和许多几何参数(如顆粒面积和颗粒长径比)的信息.现在描述本实施例的试验结果.NIR成像具有许多碲夹杂物的CdZnTe半导体材料的数字宏观明视场困像示于图30中，具有许多碲夹杂物的CdZnTe半导体材料的未处理的NIR显微透射困像示于图31中，晶片的左半边已被抛光.在显微NIR图像中，碲夹杂物以暗点的形式出现.使用自动化近红外碲夹杂物立体映射系统获得未处理的NIR微观困像.背景校正和图像二值化自动化颗粒分析从对未处理的困像桢应用背景校正预处理程序开始.所采集的未处理的困像的一个最大问趙是所有每个困像帧逐渐变化的背景。结果，帧的一个区域中的颗粒可能具有比帧的另一个区域的背景更高的强度值.困32举例说明与为具有宽变化背景的困像选择合适阈值有关的困难.在图32中，区域l(更大的方框区域)和2分别具有大约2600和1950的平均相对强度值，如使用软件的强度平均函数所评价的.整个区域l主要是顆粒(即碲夹杂物)，而区域2主要是背景(小顆粒在中央).图32A是从CdZnTe晶片中的单个研究区域所采集的未处理的NIR田像桢.在大于大约850纳米的照射波长下，CdZnTe是透光的并且碲夹杂物是不透光的。样品的NIR困像在不包含碲沉淀物的部分显得亮，出现沉淀物的部分显得暗.在困32B中，将阁值设置为足够低(值=1520)，使得区域2中的颗粒被正确识别，但不能观察到大部分剩余顆粒.在困32C中，将阈值设置为足够高(值-2470)，使得检测到全部颗粒；然而帧的大面积被错误地识别为一种非常大的颗粒.在图32D中，阈值被设置为中间值(值-1960).在那些条件下，正确地识别了许多颗粒，但区域2中的顆粒被识别为比其实际要大，为解决选择适当的阈值的问题，使用背景校正步骤来使得背景在整个给定的困像帧里基本上恒定。该方法在整个图像帧上使用移动窗口并且在将其从帧中减除之前使所得背景平滑化。也使用了其它操作如低通滤光和选择性去除坏的照相机像素，自动化颗粒分析中的笫二步是选择阈值，导致二值化图像，其最佳反映了所成像的样品中实际存在的颗粒数目和粒径.操作员一般会通过尝试多个阈值并且比较所得二值化图像和实际图像以查看哪个二值化图像最佳匹配其感觉的实际图像中的颗粒来解决这个问趙。本实施例中所用的算法以及NIR化学成像显微铣系统采取基本上相同的方法。一系列阚值用来产生二值化困像.将每个二值化图像提交给寻找困像中存在的颗粒的程序。开发了一组颗粒形态规则以确定这样的点，在该点阈值识别出与训练有素的操作员所获得的结果一致的颗粒。然后使用导数运算，进一步限定该阈值.图33A、33B和33C分别是未处理的、背景校正的和二值化NIR图像帧的蒙太奇视困，其相应于来自CdZnTe晶片的所研究的四个相邻区域.这些困像的目测表明颗粒分析足够以自动化方式识别颗粒。立体重建和可视化对于半导体制造业来说，特别令人感兴趣的是以三维立体视困观察缺陷，包括本实施例中的碲夹杂物。在离散的轴向焦平面处所产生的单独的二值化图像帧被重建成立体视图，使得用户可以在三维空间中观察碲夹杂物.困34是CdZnTe中的碲夹杂物的三維立体視困，其由50个单独的困像切片产生.使用用于立体重建的最近邻计算方法构造田34.使用更复杂的策略(其使用迭代消巻积方法使全部田像容积消巻积)可以获得潜在提高的结果.用于搜集立体数据的传感器的启动时间(staringtime)小于1秒.对于该附困中所产生的数据的总获取时间在1分钟以下.夹杂物往往在被描述为面軍(.veil)的平面中形成.这些面軍被认为是CdZnTe材料内的亚晶粒边界.晶粒边界为在生长过程中夹杂物的形成提供了低能量成核位点.表l提供了关于图34中所示的体积数据的列表统计信息.表1颗粒统计数据<table>tableseeoriginaldocumentpage48</column></row><table>缺陷如碲夹杂物影响CdZnTe半导体材料中的电气性质，使制成品装置性能下降。在半导体制造过程中在一个或多个阶段快速和非破坏性识别和量化碲夹杂物缺陷的能力为制造商提供能够使他们优化制造方法和降低生产成本的信息.本实施例中所描述的自动化NIR立体映射系统能够提供这样的信息.该系统提供了有关CdZnTe晶片中存在的碲夹杂物的二空间维度和三空间维度的定性和定量信息。与目前许多半导体制造商所用的系统相比，本系统具有更高的空间分辨率(约0.5微米)并且基本上消除了与夹杂物的人工计数和筛分测重有关的主观性。全部晶片可以在数分钟内被表征，在本实施例中，本申请中所述的装置和方法已证实与半导体的表征有关。然而，那些装置和方法还可以用来表征其它材料如食物和农产品、纸制品、药物材料、聚合物、薄膜和医疗样品和材料.实施例3药片的NIR和拉曼化学成像在本实施例中所述的试验中，对含阿斯匹林和乳糖的压制葯片收集化学困像数据.化学困像数据可用于描述药片中这两个组分的分布.乙酰水杨酸(阿斯匹林)和乳糖独立地通过色散拉曼光谦学和NIR光谦学进行评价以确定其光谦特性。分别在困36E和36F中显示了有关的NIR和拉更光谱.使用CONDOR(TM，ChemlmageCorporation,Pittsburgh,PA)NIR化学成像显宏镜来从药片中搜集NIR化学成像数据。基于使用純阿斯匹林和乳糖所搜集的NIR光谱信息，基于其在大约1660nm所显现的NIR吸收选择了含阿斯匹林的药片的区域，并且基于其在大约1530nm所显现的NIR吸收选择了含乳糖的药片的区域.在图36C中显示了伪彩色困像，其中含阿斯匹林的药片的区域是带阴影的绿色，含乳糖的药片的区域是带阴影的蓝色。将药片置于表面上，使用FALCON(TM,ChemlmageCorporation,Pittsburgh,PA)拉曼化学成像显微镜来从药片中搜集拉更化学成像信息。基于使用纯阿斯匹林和乳糖所搜集的拉更光谱信息，基于其在大约1605cm1所显现的拉曼位移选择了含阿斯匹林的药片的区域，并且基于其在大约2889cm"所显现的拉曼位移选择了含乳糖的药片的区域。在图36D中显示了伪彩色图像，其中含阿斯匹林的药片的区域是带阴影的绿色，含乳糖的药片的区域是带阴影的蓝色。本实施例中所述的试验证明了基于NIR和拉曼光详性质的化学成像方法可用于区分阿斯匹林和乳糖。照此类推，可以由光谱法区分的任何两种化合物都可以通过基于光详法的化学成像方法来区分。本文中所引用的每篇专利、专利申请和出版物的公开内容因此全部引入本文作为参考.虽然参考具体实施方案已经公开了本发明，但是显而易见的是在没有背离本发明真实精神和范围的情况下，本领域技术人员可以设计本发明的其它实施方案和变化。所附权利要求包括全部这些实施方案和等价变化。权利要求1.一种量化样品中物质颗粒的几何性质的方法，该方法包括照射样品，产生该样品的第一化学图像，和使用图像处理技术量化几何性质。2.权利要求1的方法，其中笫一化学田像是在该物质特征波长处该样品的红外困像.3.权利要求2的方法，其中该红外困像是近红外田像.4.权利要求2的方法，包括在该物质的多个特征红外波长处产生该样品的红外图像.5.权利要求1的方法，其中笫一化学困像是在该物质的特征拉曼位移值处从该样品散射的拉曼位移辐射的困像，6.权利要求5的方法，包括在该物质的多个特征拉更位移值处产生从该样品散射的拉曼位移福射的图像.7.权利要求l的方法，其中笫一化学困像是显微视场的困像.8.权利要求1的方法，包括同时量化该样品中该物质的多个颗粒的几何性质。9.权利要求l的方法，其中几何性质是颗粒的尺寸特征.10.权利要求l的方法，其中笫一化学困像在该物质的特征波长处采集，并且还包括比较样品的第一化学困像和第二化学图像，所述第二化学困像在不同于所述物质的化合物的特征波长处采集.11.权利要求10的方法，其中笫一和笫二困像是在不同波长处采集的近红外图像.12.权利要求IO的方法，其中第一和第二困像是在不同拉曼位移值处采集的拉曼化学图像。13.权利要求10的方法，其中以对准的方式结合第一和笫二困像.14.权利要求10的方法，包括确定样品中该物质颗粒的几何性质和所述化合物顆粒的几何性质.15.权利要求IO的方法，其中第一和笫二困像是由不同的光谱法采集的。16.权利要求15的方法，其中以对准的方式结合笫一和笫二困像。17.权利要求l的方法，其中该困像是二维困像.18.权利要求17的方法，其中该几何性质选自顆粒的面积、周长、Feret直径、最大弦长、形状因子和长径比.19.权利要求l的方法，其中该困像是三维困像.20.权利要求19的方法，其中该几何性质选自顆粒的体积、表面积、Feret直径、最大弦长、形状罔子和长径比.21.权利要求l的方法，其中用基本上单色光照射该顆粒.22.权利要求21的方法，其中该光的波长为700-5000纳米.23.权利要求21的方法，其中该光的波长为1000-1800纳米，24.权利要求l的方法，其中用激光照射该顆粒.25.权利要求l的方法，其中在产生困像前固定该颗粒.26.权利要求25的方法，其中通过将顆粒沉积在表面上固定该颗粒.27.权利要求25的方法，其中通过冷冻液体来固定该颗粒，所述颗粒悬浮在所述液体中.28.权利要求25的方法，其中通过将顆粒悬浮在聚合物树脂中并固化该树脂而固定该顆粒。29.权利要求l的方法，其中该颗粒在組合物中，所述组合物包括含该物质的顆粒和不含该物质的颗粒。30.权利要求29的方法，其中该组合物选自粉末、单块固体和非均质液体。31.权利要求l的方法，其中该物质是药学活性刑，32.权利要求31的方法，其中所述药学活性刑与赋形刑混合.33.权利要求31的方法，其中配制所述药学活性刑以通过选自气雾刑途径、炀胃外途径、口服途径和局部途径的途径递送.34.权利要求l的方法，其中该颗粒是固体.35.权利要求l的方法，其中该顆粒是分散在笫二液体中的笫一液体.36.权利要求35的方法，其中该顆粒选自水包油型乳刑中的油状液滴和油包水型乳剂中的含水液滴.37.权利要求l的方法，其中该颗粒是胶束.38，权利要求l的方法，其中使用近红外线轾射化学成像系统产生笫一田像，所述近红外线辐射化学成像系统包括a)—种使用近红外辐射波长的光照射样品区域的照射源；b)—种装置，用于采集由焦平面内的被照射区域透射、反射、发射或弹性散射的近红外波长插射光的光谱，并且从中产生平行光束.c)一种近红外成像光详仪，其用于选择所述平行光束的近红外线辐射图像；和d)—种检测器，用于采集经滤光的近红外困像.39.权利要求38的方法，还包括比较笫一困像和使用可见波长成像系统产生的第二图像，所述可见波长成像系统包括使用可见光谱中的光照射样品区域的照射源和用于从样品的被照射区域产生笫二困像的可见光检测器，40.权利要求38的方法，包括通过在多个焦平面采集样品的近红外图像和处理采集的图像以重建样品的深度分辨困像，来产生样品的立体困像，41.一种在含多种顆粒的样品中量化物质颗粒的几何性质的方法，该方法包括照射样品，通过在该物质的特征波长处评价红外辐射来识别该物质的颗粒，产生视场中颗粒的光学困像，和使用困象处理技术量化该物质顆粒的几何性质.42，权利要求41的方法，其中该波长是近红外波长。43.权利要求41的方法，其中该样品包括不含该物质的顆粒.44.权利要求41的方法，其中通过不同于红外光谱学的光谱法产生该光学图像.45.权利要求41的方法，其中通过在该样品中的多种颗粒的特征波长处评价红外辐射来产生该光学图像.46.权利要求41的方法，其中通过在样品中基本上全部颗粒的特征波长处评价红外辐射来产生该光学困像.47.权利要求41的方法，包括在物质的多个特征红外波长处评价该颗粒.48.权利要求41的方法，还包括在不是物质的特征波长处评价样品的红外困像.49.一种评价样品中第一物质和第二物质的颗粒的方法，该方法包括照射样品，在笫一物质的特征波长处产生样品的笫一红外困像，和将笫一困像与在笫二物质的特征波长处的样品的笫二困像进行比较.50.权利要求49的方法，其中第二困像是红外田像.51.权利要求50的方法，还包括将笫一和笫二闺像中的至少一个与通过不同于红外光谦学的光详法产生的样品的笫三困像进行比较。52.权利要求49的方法，其中笫一和笫二田像中的至少一个是近红外困像.53.权利要求49的方法，其中以对准方式结合第一和笫二困像。54.权利要求49的方法，还包括评价笫一和笫二物质的颗粒间的締合。55.—种评价样品中的物质颗粒的几何性质的方法，该方法包括照射样品，在该物质的特征波长处产生由样品透射、反射或者弹性散射的红外辐射的笫一困像，和由该困像评价几何性质，56.—种在含多种颗粒的样品中评价物质颗粒的几何性质的方法，该方法包括照射样品，通过在该物质的特征拉曼位移值处评价拉曼位移辐射来识别该物质顆粒，产生视场中颗粒的光学图像，和由该光学图像确定该物质顆粒的几何性质，57.权利要求56的方法，其中该样品包括不含该物质的颗粒.58.权利要求56的方法，其中通过不同于拉曼光谦学的光详法产生该光学图像.59.权利要求56的方法，其中通过在该样品中多种顆粒的特征拉曼位移值处评价拉更位移辐射来产生该光学图像。60.权利要求56的方法，其中通过在该样品中基本上全部颗粒的特征拉曼位移值处评价拉曼位移辐射来产生该光学图像.61.权利要求56的方法，包括在该物质的多个特征拉更位移值处评价从该顆粒散射的拉殳位移辐射.62.权利要求56的方法，还包括在不是该物质的特征拉更位移值处评价从该样品散射的拉更位移辐射.63.—种评价样品中笫一物质和笫二物质颗粒的方法，该方法包括照射样品，在第一物质的特征拉曼位移值处产生从该样品散射的拉曼位移辐射的笫一图像，和将第一图像与在笫二物质的特征拉更位移值处从该样品散射的拉更位移辐射的笫二困像进行比较.64.权利要求63的方法，其中以对准方式结合笫一和笫二困像.65.权利要求63的方法，还包括将笫一和笫二困像中的至少一个与通过不同于拉更光谦学的光详法产生的样品的笫三困像进行比较。66.权利要求63的方法，还包括评价第一和笫二物质的顆粒间的締合.全文摘要本发明涉及使用物质的光谱性质评价物质颗粒的一种或多种几何性质的方法。该方法例如可用于在含有该物质和其它材料的颗粒的混合物中评价粒径和粒径分布。文档编号G01J3/44GK101432606SQ200580029223公开日2009年5月13日申请日期2005年6月30日优先权日2004年6月30日发明者J·阿塔努茨,M·P·纳尔逊,P·特里多申请人:化学影像公司