(57)【要約】  粒子分析装置（１０）は、処理装置（４２）と、記憶装置（４１）とを備える。処理装置（４２）は、分析対象の粒子（ｐ）の体積磁化率を取得する。記憶装置（４１）は、基準データ（４３）を記憶する。基準データ（４３）は、分析対象の粒子（ｐ）と同じ種類の基準粒子の体積磁化率を、分析対象の粒子（ｐ）が有し得る結晶形ごとに示す。処理装置（４２）は、分析対象の粒子（ｐ）の体積磁化率と、基準データ（４３）とに基づいて、分析対象の粒子（ｐ）の結晶形を判定する。
2018105721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分析対象の粒子の体積磁化率を取得する処理装置と、
前記分析対象の粒子と同じ種類の基準粒子の体積磁化率を、前記分析対象の粒子が有し得る結晶形ごとに示す基準データを記憶する記憶装置と
を備え、
前記処理装置は、前記分析対象の粒子の体積磁化率と、前記基準データとに基づいて、前記分析対象の粒子の結晶形を判定する、粒子分析装置。
【請求項２】
前記基準データは、前記基準粒子の粒径と体積磁化率との関係を、前記分析対象の粒子が有し得る結晶形ごとに示し、
前記処理装置は、前記分析対象の粒子の粒径及び体積磁化率を取得して、前記分析対象の粒子の粒径及び体積磁化率と、前記基準データとに基づいて、前記分析対象の粒子の結晶形を判定する、請求項１に記載の粒子分析装置。
【請求項３】
粒子が有し得る結晶形ごとに前記粒子を分離する粒子分離装置であって、
磁束密度の勾配を生成し、前記粒子を含む溶媒が流れる方向とは反対方向の磁気力を前記粒子に作用させる粒子トラップ部を備え、
前記粒子トラップ部は、前記磁気力により、特定の結晶形を有する前記粒子をトラップする、粒子分離装置。
【請求項４】
複数の前記粒子トラップ部を備え、
前記複数の粒子トラップ部は、前記溶媒が流れる方向に沿って並び、
前記複数の粒子トラップ部はそれぞれ、磁束密度と磁束密度の勾配との積の値が互いに異なる磁場を生成する、請求項３に記載の粒子分離装置。
【請求項５】
分析対象の粒子の体積磁化率を取得する工程と、
前記分析対象の粒子の体積磁化率と、基準データとに基づいて、前記分析対象の粒子の結晶形を判定する工程と
を包含し、
前記基準データは、前記分析対象の粒子と同じ種類の基準粒子の体積磁化率を、前記分析対象の粒子が有し得る結晶形ごとに示す、粒子分析方法。
【請求項６】
前記分析対象の粒子の粒径を取得する工程を更に包含し、
前記基準データは、前記基準粒子の粒径と体積磁化率との関係を、前記分析対象の粒子が有し得る結晶形ごとに示し、
前記分析対象の粒子の結晶形を判定する工程において、前記分析対象の粒子の粒径及び体積磁化率と、前記基準データとに基づいて、前記分析対象の粒子の結晶形を判定する、請求項５に記載の粒子分析方法。
【請求項７】
粒子が有し得る結晶形ごとに前記粒子を分離する粒子分離方法であって、
磁束密度の勾配により、前記粒子を含む溶媒が流れる方向とは反対方向の磁気力を前記粒子に作用させる工程を包含し、
前記磁気力を前記粒子に作用させる工程において、前記磁気力により、特定の結晶形を有する前記粒子をトラップする、粒子分離方法。
【請求項８】
前記特定の結晶形を有する粒子をトラップさせる体積磁化率を有する前記溶媒を用意する工程を更に包含する、請求項７に記載の粒子分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子分析装置、粒子分離装置、粒子分析方法、及び粒子分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明者等は過去に、粒子の体積磁化率（単位体積当たりの磁化率）を用いて、粒子の空隙率を測定する装置及び方法を提案した（特許文献１）。また、本発明者等は過去に、粒子の体積磁化率を用いて、粒子の表面積、粒子に形成されている各細孔の直径の平均値、各細孔の深さの平均値、各細孔の体積の平均値、及び細孔の個数を測定する装置及び方法を提案した（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０２１９１０号
【特許文献２】国際公開第２０１５／０３０１８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は、粒子の体積磁化率について更に研究を進めた結果、粒子が複数の結晶形を有する場合、結晶形の相違が体積磁化率に反映されることを見出し、本発明を完成するに至った。【０００５】
本発明の第１の観点は、粒子の結晶形を判定する粒子分析装置及び粒子分析方法を提供することを目的とする。また、本発明の第２の観点は、粒子を結晶形に応じて分離することができる粒子分離装置及び粒子分離方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る粒子分析装置は、処理装置と、記憶装置とを備える。前記処理装置は、分析対象の粒子の体積磁化率を取得する。前記記憶装置は、基準データを記憶する。前記基準データは、前記分析対象の粒子と同じ種類の基準粒子の体積磁化率を、前記分析対象の粒子が有し得る結晶形ごとに示す。前記処理装置は、前記分析対象の粒子の体積磁化率と、前記基準データとに基づいて、前記分析対象の粒子の結晶形を判定する。【０００７】
ある実施形態において、前記基準データは、前記基準粒子の粒径と体積磁化率との関係を、前記分析対象の粒子が有し得る結晶形ごとに示す。【０００８】
ある実施形態において、前記処理装置は、前記分析対象の粒子の粒径及び体積磁化率を取得して、前記分析対象の粒子の粒径及び体積磁化率と、前記基準データとに基づいて、前記分析対象の粒子の結晶形を判定する。【０００９】
本発明に係る粒子分離装置は、粒子が有し得る結晶形ごとに前記粒子を分離する。粒子分離装置は、粒子トラップ部を備える。前記粒子トラップ部は、磁束密度の勾配を生成し、前記粒子を含む溶媒が流れる方向とは反対方向の磁気力を前記粒子に作用させる。前記粒子トラップ部は、前記磁気力により、特定の結晶形を有する前記粒子をトラップする。【００１０】
ある実施形態において、粒子分離装置は、複数の前記粒子トラップ部を備える。【００１１】
ある実施形態において、前記複数の粒子トラップ部は、前記溶媒が流れる方向に沿って並ぶ。【００１２】
ある実施形態において、前記複数の粒子トラップ部はそれぞれ、磁束密度と磁束密度の勾配との積の値Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）が互いに異なる磁場を生成する。【００１３】
本発明に係る粒子分析方法は、分析対象の粒子の体積磁化率を取得する工程と、前記分析対象の粒子の体積磁化率と、基準データとに基づいて、前記分析対象の粒子の結晶形を判定する工程とを包含する。前記基準データは、前記分析対象の粒子と同じ種類の基準粒子の体積磁化率を、前記分析対象の粒子が有し得る結晶形ごとに示す。【００１４】
ある実施形態において、粒子分析方法は、前記分析対象の粒子の粒径を取得する工程を更に包含する。【００１５】
ある実施形態において、前記基準データは、前記基準粒子の粒径と体積磁化率との関係を、前記分析対象の粒子が有し得る結晶形ごとに示す。【００１６】
ある実施形態では、前記分析対象の粒子の結晶形を判定する工程において、前記分析対象の粒子の粒径及び体積磁化率と、前記基準データとに基づいて、前記分析対象の粒子の結晶形を判定する。【００１７】
本発明に係る粒子分離方法は、粒子が有し得る結晶形ごとに前記粒子を分離する方法である。粒子分離方法は、磁束密度の勾配により、前記粒子を含む溶媒が流れる方向とは反対方向の磁気力を前記粒子に作用させる工程を包含する。前記磁気力を前記粒子に作用させる工程において、前記磁気力により、特定の結晶形を有する前記粒子をトラップする。【００１８】
ある実施形態において、粒子分離方法は、前記特定の結晶形を有する粒子をトラップさせる体積磁化率を有する前記溶媒を用意する工程を更に包含する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る粒子分析装置及び粒子分析方法によれば、粒子の結晶形を判定することができる。また、本発明に係る粒子分離装置及び粒子分離方法によれば、粒子を結晶形に応じて分離することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態１に係る粒子分析装置の模式図である。
【図２】銅フタロシニアンの体積磁化率の測定結果を示す図である。
【図３】テオフィリンの体積磁化率の測定結果を示す図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施形態１に係る粒子の動きを示す図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る粒子分析装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る基準データの一例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る粒子分析方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態２に係る粒子分離装置の構成を示す図である。
【図９】（ａ）は本発明の実施形態２に係る第１粒子の動きを示す図であり、（ｂ）は本発明の実施形態２に係る第２粒子の動きを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態２に係る粒子分離方法を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態３に係る粒子分離装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されない。図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
【００２２】
［実施形態１］
図１は、本実施形態の粒子分析装置１０の模式図である。粒子分析装置１０は、粒子ｐの結晶形を判定する。具体的には、粒子分析装置１０は、磁場生成部２０と、検出部３０と、演算部４０とを備える。磁場生成部２０の近傍にセル２１が配置される。
【００２３】
磁場生成部２０は、セル２１内の粒子ｐを磁気泳動させる。粒子ｐは結晶性を示す粒子である。以下、結晶性を示す粒子を、「結晶粒子」と記載する場合がある。検出部３０は、セル２１内の粒子ｐを検出する。演算部４０は、検出部３０による検出の結果から、粒子ｐの粒径及び磁気泳動速度を取得する。また、演算部４０は、粒子ｐの粒径及び磁気泳動速度に基づいて、粒子ｐの体積磁化率を測定する。そして、演算部４０は、粒子ｐの粒径及び体積磁化率に基づいて、粒子ｐの結晶形を判定する。以下、粒子分析装置１０について更に詳細に説明する。
【００２４】
磁場生成部２０は、磁場勾配（磁束密度の勾配）を生成して、セル２１内の粒子ｐに磁気力を作用させる。この結果、粒子ｐが磁気泳動する。本実施形態において、磁場生成部２０は、磁場勾配を生成する一対の永久磁石を備える。一対の永久磁石を構成する２つの永久磁石は、例えば１００μｍ以上５００μｍ以下の一定距離の空隙を空けて配置される。セル２１は、２つの永久磁石の間の空隙に配置される。
【００２５】
本実施形態において、セル２１はキャピラリー管である。キャピラリー管は管状部材の一例である。セル２１の材質は、可視光あるいはレーザー光を透過し得る材質であれば特に限定されない。例えば、セル２１は、ガラス製あるいはプラスチック製であり得る。
【００２６】
粒子ｐは、媒体ｍ中に存在する。媒体ｍ中に１つの粒子ｐが存在してもよいし、媒体ｍ中に複数の粒子ｐが存在してもよい。媒体ｍ中に複数の粒子ｐが存在する場合、複数の粒子ｐは、媒体ｍ中で分散していてもよいし、媒体ｍ中で偏在していてもよい。媒体ｍは液体であってもよく、気体であってもよい。媒体ｍは、例えば、水や、メタノール、エタノール、１−プロパノール、アセトニトリル、アセトンのうちから選択され得る。又は、媒体ｍは、例えば、水や、メタノール、エタノール、１−プロパノール、アセトニトリル、アセトンのうちの２つ以上を混合した混合物であり得る。あるいは、媒体ｍは、例えば空気であり得る。
【００２７】
粒子ｐは、例えばマイクロシリンジ又はマイクロポンプにより、媒体ｍと共にセル２１に導入される。あるいは、粒子ｐは、サイフォンの原理に基づいて、媒体ｍと共にセル２１に導入され得る。あるいは、粒子ｐを含む液滴（溶液）を毛細管現象によってセル２１（キャピラリー管）に導入してもよい。粒子ｐを含む液滴がキャピラリー管の一方端に滴下されると、毛細管現象によって液滴がキャピラリー管を流れる。
【００２８】
分析対象の粒子ｐは、異なる結晶形（複数の結晶形）を有する。例えば、粒子ｐは、異なる結晶形として、異なる結晶構造を示し得る。また、粒子ｐは、異なる結晶形として、無水物結晶と水和物結晶とを示し得る。また、粒子ｐは、異なる結晶形として、異なる有機溶媒分子が結合した有機溶媒和物結晶を示し得る。
【００２９】
例えば、粒子ｐとして、銅フタロシニアン、及びテオフィリンを挙げることができる。銅フタロシニアンは、青色顔料の成分として知られている。テオフィリンは、気管支喘息や慢性気管支炎、慢性閉塞性肺疾患などの呼吸器系疾患の治療に用いられる医薬品の成分として知られている。銅フタロシニアンは、異なる結晶形として、異なる結晶構造を示す。具体的には、銅フタロシニアンの結晶形は、α結晶及びβ結晶を含む。テオフィリンは、異なる結晶形として、無水物結晶及び水和物結晶を含む。
【００３０】
粒子ｐの粒径と体積磁化率との関係（体積磁化率の分布）は、結晶形によって異なる。例えば、銅フタロシニアンの粒径と体積磁化率との関係（体積磁化率の分布）は、α結晶とβ結晶とで異なる（図２を参照）。粒子分析装置１０は、分析対象の粒子ｐが銅フタロシニアンである場合、粒子ｐ（銅フタロシニアン）の結晶形がα結晶及びβ結晶のうちのいずれであるかを判定する。同様に、テオフィリンの粒径と体積磁化率との関係（体積磁化率の分布）は、水和物結晶と無水物結晶とで異なる（図３を参照）。粒子分析装置１０は、分析対象の粒子ｐがテオフィリンである場合、粒子ｐ（テオフィリン）の結晶形が水和物結晶及び無水物結晶のうちのいずれであるかを判定する。
【００３１】
検出部３０は、セル２１内の粒子ｐを検出して、セル２１内の粒子ｐの位置及び粒径を示す信号を生成する。演算部４０は、検出部３０が生成する信号に基づいて、粒子ｐの粒径及び磁気泳動速度を測定する。演算部４０は、記憶装置４１と、処理装置４２とを備える。
【００３２】
記憶装置４１は、プログラム及び設定情報などを記憶する。記憶装置４１は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）によって構成され得る。処理装置４２は、記憶装置４１に記憶されたコンピュータプログラムを実行することによって、数値計算や情報処理、機器制御のような様々な処理を行う。処理装置４２は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）又はＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）のようなプロセッサーを含み得る。演算部４０として、例えばパーソナルコンピューターのような汎用コンピューターが用いられる。
【００３３】
処理装置４２は、検出部３０が生成する信号から、粒子ｐの位置の時間的な変化を取得する。例えば、検出部３０が所定の時間間隔ごとにセル２１内の粒子ｐを検出する。この結果、異なる時刻の粒子ｐの位置を測定することができる。処理装置４２は、粒子ｐの位置の時間的な変化から、粒子ｐの磁気泳動速度を測定する。
【００３４】
また、処理装置４２は、検出部３０が生成する信号から、粒子ｐの粒径を測定する。処理装置４２は、粒子ｐの粒径及び磁気泳動速度に基づいて、粒子ｐの体積磁化率を測定する。
【００３５】
例えば、処理装置４２は、以下の式（１）に基づいて、粒子ｐの体積磁化率を算出する。
ｖ＝｛２（χｓ−χｍ）ｒ2／９ημo｝Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）・・・（１）
【００３６】
式（１）において、ｖは粒子ｐの磁気泳動速度であり、χｓは粒子ｐの体積磁化率であり、χｍは媒体ｍの体積磁化率であり、ｒは粒子ｐの半径であり、ηは媒体ｍの粘性率であり、μoは真空の透磁率であり、Ｂは磁束密度であり、ｄＢ／ｄｘは磁場勾配（磁束密度の勾配）である。なお、式（１）は、粒子ｐ及び媒体ｍが受けるセル２１（キャピラリー管）の軸方向の磁気力の差と、粘性抵抗力とがほぼ等しいことから導かれる。
【００３７】
記憶装置４１は、基準データ４３を記憶している。基準データ４３は、分析対象の粒子ｐと同じ種類の基準粒子の粒径と体積磁化率との関係を、分析対象の粒子ｐ（基準粒子）が有し得る結晶形ごとに示す。処理装置４２は、分析対象の粒子ｐの粒径及び体積磁化率と、基準データ４３とに基づいて、分析対象の粒子ｐの結晶形を判定する。例えば、分析対象の粒子ｐが銅フタロシニアンである場合、基準データ４３は、α結晶の粒径と体積磁化率との関係、及びβ結晶の粒径と体積磁化率との関係を示す。同様に、分析対象の粒子ｐがテオフィリンである場合、基準データ４３は、水和物結晶の粒径と体積磁化率との関係、及び無水物結晶の粒径と体積磁化率との関係を示す。
【００３８】
続いて図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して、粒子ｐの動きを説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、粒子ｐの動きを示す図である。詳しくは、図４（ａ）及び図４（ｂ）は、粒子ｐ及び媒体ｍの体積磁化率と粒子ｐの移動方向との関係を示す。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、磁場生成部２０は、磁極がＮ極の永久磁石２０ａと、磁極がＳ極の永久磁石２０ｂとを備える。２つの永久磁石２０ａ、２０ｂは、セル２１を挟んで対向する。
【００３９】
図４（ａ）に示すように、粒子ｐの体積磁化率が媒体ｍの体積磁化率よりも小さい場合、粒子ｐは磁場（磁場生成部２０）から遠ざかる方向に移動する。一方、図４（ｂ）に示すように、粒子ｐの体積磁化率が媒体ｍの体積磁化率よりも大きい場合、粒子ｐは磁場（磁場生成部２０）に近づく方向に移動する。
【００４０】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、粒子ｐの動きは、粒子ｐ及び媒体ｍの体積磁化率に応じて決定される。なお、粒子ｐは永久磁石２０ａ、２０ｂの端部の近傍において力を受ける。例えば、粒子ｐは永久磁石２０ａ、２０ｂの端部の近傍から±２００μｍ程度の範囲で力を受ける。
【００４１】
続いて図５を参照して、粒子分析装置１０について更に説明する。図５は、粒子分析装置１０の構成を示す図である。図５に示すように、粒子分析装置１０は、光源５０を更に備える。また、検出部３０は、拡大部３２及び撮像部３４を備える。
【００４２】
光源５０は、可視光成分を含む比較的高い強度の光を出射する。光源５０は、セル２１に光を照射する。この結果、粒子ｐに光が照射される。光源５０から出射される光の波長スペクトルは比較的ブロードであってもよい。光源５０として、例えば、ハロゲンランプが好適に用いられる。
【００４３】
セル２１に導入された粒子ｐは、拡大部３２によって適当な倍率で拡大されて、撮像部３４で撮像される。撮像部３４の撮像結果（撮像部３４が撮像した画像）から、粒子ｐの位置を特定できる。例えば、拡大部３２は対物レンズを含み、撮像部３４は電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＣＤ）を含む。あるいは、撮像部３４の各画素は、フォトダイオード又は光電子倍増管で構成されてもよい。撮像部３４は、例えば、所定の時間間隔ごとに粒子ｐを撮像する。なお、撮像部３４は、光源５０から出射されてセル２１を透過した光を撮像してもよいし、光源５０から出射されて粒子ｐによって散乱された光を撮像してもよい。
【００４４】
演算部４０（処理装置４２）は、撮像部３４の撮像結果から、粒子ｐの位置の時間的な変化を取得し、粒子ｐの位置の時間的な変化から粒子ｐの磁気泳動速度を測定する。
【００４５】
また、演算部４０（処理装置４２）は、粒子ｐの撮像結果から粒子ｐの粒径を測定する。例えば、演算部４０（処理装置４２）は、以下の処理を実行する。即ち、まず、撮像部３４によって撮像された画像をモノクロ化し、その輝度を数値化する。次に、輝度値の微分値をしきい値と比較して粒子ｐの境界を設定する。次に、設定した境界から粒子ｐの面積を検出し、その面積に対応する円の半径から粒径を求める。あるいは、粒子ｐの中心を規定し、粒子ｐの中心を通過する複数の直線を引き、各直線において粒子ｐの境界と交わる２つの点の間の距離の平均を求める。
【００４６】
続いて図６を参照して、基準データ４３について説明する。図６は、基準データ４３の一例を示す図である。詳しくは、図６は、基準粒子の粒径と体積磁化率との関係を示す。
【００４７】
図６において、横軸は粒径を示し、縦軸は体積磁化率を示す。また、図６において、グラフ４３０は、基準粒子の粒径と体積磁化率との関係を、基準粒子が有し得る結晶形ごとに示す。図１を参照して説明した記憶装置４１は、グラフ４３０に対応する基準データ４３を記憶する。具体的には、記憶装置４１は、基準データ４３として、グラフ４３０の式を示すデータを記憶する。又は、記憶装置４１は、基準データ４３として、グラフ４３０に対応するテーブルを示すデータを記憶する。
【００４８】
例えば、分析対象の粒子ｐ（基準粒子）が２種類の結晶形を有する場合、図６に示すように、グラフ４３０は、第１グラフ４３１と第２グラフ４３２とを含む。第１グラフ４３１は、２種類の結晶形のうちの一方の結晶形を示す第１結晶形に対応し、第２グラフ４３２は、２種類の結晶形のうちの他方の結晶形を示す第２結晶形に対応する。この場合、基準データ４３は、第１グラフ４３１に対応する第１基準データと、第２グラフ４３２に対応する第２基準データとを含む。
【００４９】
図１を参照して説明した処理装置４２は、分析対象の粒子ｐの粒径及び体積磁化率を取得すると、第１基準データ及び第２基準データを参照して、分析対象の粒子ｐの結晶形が第１結晶形であるのか第２結晶形であるのかを判定する。
【００５０】
具体的には、処理装置４２は、第１基準データ及び第２基準データの各々から、分析対象の粒子ｐの粒径と同じ粒径を有する基準粒子の体積磁化率を取得する。以下、分析対象の粒子ｐの粒径と同じ粒径を有する基準粒子の体積磁化率を「基準体積磁化率」と記載する場合がある。処理装置４２は、取得した基準体積磁化率のうちから、分析対象の粒子ｐの体積磁化率に最も近い基準体積磁化率を判定する。処理装置４２は、この判定の結果に基づき、分析対象の粒子ｐの結晶形を判定する。
【００５１】
なお、基準データ４３は、粒径ごとに体積磁化率の範囲を示してもよい。この場合、処理装置４２は、基準データ４３から、結晶形ごとに、分析対象の粒子ｐの粒径と同じ粒径を有する基準粒子の体積磁化率の範囲を取得する。以下、分析対象の粒子ｐの粒径と同じ粒径を有する基準粒子の体積磁化率の範囲を「基準体積磁化率の範囲」と記載する場合がある。処理装置４２は、取得した基準体積磁化率の範囲のうちから、分析対象の粒子ｐの体積磁化率の値を包含する基準体積磁化率の範囲を判定する。
【００５２】
あるいは、基準データ４３は、粒径ごとに体積磁化率の範囲と体積磁化率の中央値とを示してもよい。この場合、処理装置４２は、基準データ４３から、結晶形ごとに、分析対象の粒子ｐの粒径と同じ粒径を有する基準粒子の体積磁化率の範囲（基準体積磁化率の範囲）及び中央値を取得する。処理装置４２は、取得した基準体積磁化率の範囲のうちから、分析対象の粒子ｐの体積磁化率の値を包含する基準体積磁化率の範囲を判定する。複数の基準体積磁化率の範囲が、分析対象の粒子ｐの体積磁化率の値を包含する場合、処理装置４２は、取得した中央値のうちから、分析対象の粒子ｐの体積磁化率に最も近い中央値を判定する。なお、基準データ４３は、中央値に替えて平均値を示してもよい。
【００５３】
続いて図７を参照して、本実施形態の粒子分析方法について説明する。図７は、本実施形態の粒子分析方法を示すフローチャートである。本実施形態の粒子分析方法は、図１〜図６を参照して説明した粒子分析装置１０を使用して実行し得る。
【００５４】
図７に示すように、まず、分析対象の粒子ｐの粒径及び体積磁化率を取得する（ステップＳ１）。次に、分析対象の粒子ｐの粒径及び体積磁化率と、基準データ４３とに基づいて、分析対象の粒子ｐの結晶形を判定する（ステップＳ２）。
【００５５】
分析対象の粒子ｐの粒径及び体積磁化率を取得する際には、磁場生成部２０がセル２１内の粒子ｐを磁気泳動させ、検出部３０が、磁気泳動中の粒子ｐを検出する。そして、処理装置４２が、検出部３０による検出の結果から、粒子ｐの粒径と体積磁化率とを測定する。
【００５６】
分析対象の粒子ｐの結晶形を判定する際には、処理装置４２が、分析対象の粒子ｐの粒径及び体積磁化率と、記憶装置４１が記憶する基準データ４３とに基づいて、粒子ｐの結晶形を判定する。
【００５７】
以上、実施形態１について説明した。実施形態１によれば、分析対象の粒子ｐの結晶形を判定することができる。
【００５８】
なお、本実施形態では、磁場生成部２０が一対の永久磁石２０ａ、２０ｂを備えたが、磁場生成部２０は、磁場勾配を生成するために一対の磁極片（ポールピース）を備えてもよい。あるいは、磁場生成部２０は、磁場勾配を生成するために、電磁石、磁気回路、又は超電導磁石を備えてもよい。磁場生成部２０が一対の磁極片を備える場合、一対の磁極片を構成する２つの磁極片は、例えば１００μｍ以上５００μｍ以下の一定距離の空隙を空けて配置される。セル２１は、２つの磁極片の間の空隙に配置される。磁極片は、例えば、磁化された鉄片であり得る。鉄片は、例えば永久磁石、電磁石、磁気回路、又は超電導磁石によって磁化し得る。
【００５９】
また、本実施形態では、セル２１がキャピラリー管であったが、セル２１は、ガラスセル又はプラスチックセルであってもよい。ガラスセル及びプラスチックセルは、粒子ｐ、又は粒子ｐを含む媒体ｍを保持する凹部を有する。あるいは、ガラスセル及びプラスチックセルは、粒子ｐを含む媒体ｍが流れる流路を有する。セル２１が、マイクロ流路を有するガラスセル又はプラスチックセルである場合、粒子ｐを含む液滴（溶液）がマイクロ流路の一方端に滴下されると、毛細管現象によって液滴がマイクロ流路を流れる。
【００６０】
また、本実施形態では、粒子分析装置１０が光源５０を備えたが、粒子分析装置１０は、光源５０に替えてレーザーを備えてもよいし、光源５０に加えてレーザーを更に備えてもよい。粒子分析装置１０が光源５０とレーザーとを備える場合、光源５０から光を出射する際には、レーザーからのレーザー光の出射を停止させ、レーザーからレーザー光を出射する際には、光源５０からの光の出射を停止させる。レーザーを使用する場合、セル２１に導入された粒子ｐにレーザー光を照射する。撮像部３４は、粒子ｐによって散乱されたレーザー光（散乱光）を、拡大部３２を介して撮像する。
【００６１】
レーザー光を粒子ｐに照射する場合、キャピラリー管は、その軸方向に直交する断面形状が正方形の正方形型キャピラリーであることが好ましい。正方形型キャピラリーを使用することにより、セル２１の側面のうちレーザー光が照射される面を鏡面仕上げにすることが容易になる。
【００６２】
また、本実施形態では、画像解析によって粒子ｐの粒径を取得したが、粒子ｐのブラウン運動を解析して、粒子ｐの粒径を測定してもよい。具体的には、キャピラリー管の軸方向に直交する方向における粒子ｐの位置の変化（変位）の分散から拡散係数を求め、この拡散係数から粒子ｐの粒径を求めることができる。あるいは、レーザーを使用して、例えば動的光散乱法又は静的光散乱法に基づいて粒子ｐの粒径を取得してもよい。
【００６３】
また、本実施形態では、演算部４０（処理装置４２）が粒子ｐの粒径を測定したが、撮像部３４が撮像した画像をディスプレイに表示させ、ディスプレイに表示された画像から、分析者が粒子ｐの粒径を測定してもよい。あるいは、撮像部３４が撮像した画像を印刷して、印刷した画像から、分析者が粒子ｐの粒径を測定してもよい。
【００６４】
また、本実施形態では、撮像部３４が所定の時間間隔ごとに粒子ｐを撮像することにより、粒子ｐの磁気泳動速度を取得したが、レーザーを使用して、例えばレーザードップラー法に基づいて粒子ｐの磁気泳動速度を測定してもよい。
【００６５】
また、本実施形態では、磁気泳動速度の測定値に基づいて粒子ｐの体積磁化率を取得したが、ＳＱＵＩＤ素子、又は磁気天秤などを用いて粒子ｐの体積磁化率を取得してもよい。この場合、粒子ｐを磁気泳動させる必要はない。よって、磁場生成部２０を省略し得る。
【００６６】
また、本実施形態では、基準データ４３が、基準粒子の粒径と体積磁化率との関係を結晶形ごとに示したが、基準データ４３は、基準粒子の体積磁化率を結晶形ごとに示してもよい。あるいは、基準データ４３は、基準粒子の体積磁化率の範囲を結晶形ごとに示してもよいし、基準粒子の体積磁化率の範囲と体積磁化率の中央値又は平均値とを結晶形ごとに示してもよい。この場合、演算部４０は、分析対象の粒子ｐの体積磁化率に基づいて、分析対象の粒子ｐの結晶形を判定する。即ち、演算部４０は、分析対象の粒子ｐの粒径を参照することなく、分析対象の粒子ｐの結晶形を判定する。
【００６７】
分析対象の粒子ｐの粒径を参照することなく結晶形を判定する場合、粒子ｐの粒径に文献値を利用して、分析対象の粒子ｐの体積磁化率を取得してもよい。粒子ｐの粒径に文献値を利用することにより、粒径の測定を省略することができる。あるいは、ＳＱＵＩＤ素子、又は磁気天秤などを用いて粒子ｐの体積磁化率を取得してもよい。この場合、磁気泳動速度の取得を省略することができる。
【００６８】
［実施形態２］
以下、図８〜図１０を参照して本発明の実施形態２について説明する。図８は、本実施形態の粒子分離装置１００の構成を示す図である。粒子分離装置１００は、粒子ｐが有し得る結晶形ごとに、粒子ｐ（結晶粒子）を分離する。
【００６９】
図８に示すように、粒子分離装置１００は、粒子トラップ部１２０を備える。粒子トラップ部１２０の近傍にセル２００が配置される。セル２００はキャピラリー管のような管状部材である。セル２００の材質は特に限定されない。例えば、セル２００は、例えばガラス製又はプラスチック製であり得る。
【００７０】
粒子トラップ部１２０は、磁場勾配（磁束密度の勾配）を生成して、セル２００内の粒子ｐに磁気力を作用させる。本実施形態において、粒子トラップ部１２０は、磁場勾配を生成する一対の永久磁石１２０ａ、１２０ｂを備える。２つの永久磁石１２０ａ、１２０ｂは、例えば１００μｍ以上５００μｍ以下の一定距離の空隙を空けて配置される。セル２００は、２つの永久磁石１２０ａ、１２０ｂの間の空隙に配置される。
【００７１】
本実施形態において、セル２００を流れる媒体ｍは液体である。換言すると、媒体ｍは溶媒である。以下、媒体ｍを「溶媒ｍ」と記載する。溶媒ｍ中に１つの粒子ｐが存在してもよいし、溶媒ｍ中に複数の粒子ｐが存在してもよい。溶媒ｍ中に複数の粒子ｐが存在する場合、複数の粒子ｐは、溶媒ｍ中で分散していてもよいし、溶媒ｍ中で偏在していてもよい。
【００７２】
本実施形態において、粒子ｐは２つの結晶形を有する。したがって、実施形態１で説明したように、粒子ｐは結晶形ごとに異なる体積磁化率を有する。以下、２つの結晶形のうちの一方を「第１結晶形」と記載するとともに、２つの結晶形のうちの他方を「第２結晶形」と記載する場合がある。また、第１結晶形を有する粒子ｐを「第１粒子ｐ１」と記載するとともに、第２結晶形を有する粒子ｐを「第２粒子ｐ２」と記載する場合がある。また、第１粒子ｐ１の体積磁化率を「第１体積磁化率χｐ１」と記載するとともに、第２粒子ｐ２の体積磁化率を「第２体積磁化率χｐ２」と記載する場合がある。
【００７３】
粒子ｐは、マイクロポンプにより、溶媒ｍと共にセル２００に導入される。この結果、溶媒ｍがセル２００（管状部材）の軸方向（ｘ方向）に沿って流れる。粒子ｐは溶媒ｍから流体駆動力Ｆfを受けて、粒子トラップ部１２０（永久磁石１２０ａ、１２０ｂ）の近傍まで移動する。
【００７４】
粒子トラップ部１２０は、溶媒ｍが流れる方向とは反対方向の磁気力を粒子ｐに作用させる。粒子トラップ部１２０は、磁気力により、特定の結晶形を有する粒子ｐをトラップする。本実施形態において、粒子トラップ部１２０は、第２結晶形を有する粒子ｐ（第２粒子ｐ２）をトラップする。
【００７５】
詳しくは、粒子ｐは、永久磁石１２０ａ、１２０ｂの近傍に達すると、永久磁石１２０ａ、１２０ｂによる磁気力を受ける。本実施形態では、溶媒ｍの体積磁化率が、粒子ｐの体積磁化率（第１体積磁化率χｐ１及び第２体積磁化率χｐ２）よりも大きい。したがって、図４（ａ）を参照して説明したように、粒子ｐに対して、磁場（粒子トラップ部１２０）から遠ざける方向の磁気力が作用する。換言すると、磁気力は、溶媒ｍの流れに対して粒子ｐを押し戻す方向に作用する。以下、溶媒ｍの体積磁化率が粒子ｐの体積磁化率よりも大きいという条件を「第１トラップ条件」と記載する場合がある。
【００７６】
粒子ｐに作用する磁気力のｘ方向の成分Ｆｍは、以下の式（２）により表すことができる。
Ｆｍ＝−｛４（χｐ−χｍ）πｒ3／３μo｝Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）・・・（２）
【００７７】
式（２）において、χｐは粒子ｐの体積磁化率であり、χｍは溶媒ｍの体積磁化率であり、ｒは粒子ｐの半径であり、μoは真空の透磁率であり、Ｂは磁束密度であり、ｄＢ／ｄｘは磁場勾配（磁束密度の勾配）である。
【００７８】
式（２）に示すように、磁気力のｘ方向の成分Ｆｍは、粒子ｐと溶媒ｍとの体積磁化率差（χｐ−χｍ）に応じた大きさとなる。また、磁気力のｘ方向の成分Ｆｍは、磁束密度Ｂと磁場勾配ｄＢ／ｄｘとの積の値Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）に応じた大きさとなる。以下、磁気力のｘ方向の成分Ｆｍを「磁気力Ｆｍ」と記載する場合がある。また、第１粒子ｐ１に作用する磁気力Ｆｍを「第１磁気力Ｆｍ１」と記載するとともに、第２粒子ｐ２に作用する磁気力Ｆｍを「第２磁気力Ｆｍ２」と記載する場合がある。
【００７９】
本実施形態において、溶媒ｍは、以下の式（３）に示す関係を成立させる体積磁化率を有する。
Ｆｍ１  ＜  Ｆf  ≦  Ｆｍ２・・・（３）
【００８０】
式（３）に示すように、溶媒ｍは、第１磁気力Ｆｍ１を流体駆動力Ｆfよりも小さくし、第２磁気力Ｆｍ２を流体駆動力Ｆf以上にする体積磁化率を有する。式（３）に示す関係が成立することにより、粒子トラップ部１２０は、第２粒子ｐ２をトラップすることができる。以下、式（３）に示す関係を成立させる条件を「第２トラップ条件」と記載する場合がある。
【００８１】
第２トラップ条件は、粒子ｐと溶媒ｍとの体積磁化率差（χｐ−χｍ）を調整することにより成立させることができる。したがって、粒子ｐの体積磁化率（第１体積磁化率χｐ１及び第２体積磁化率χｐ２）に応じて、使用する溶媒ｍ（溶媒ｍの体積磁化率）を選択することにより、第１トラップ条件及び第２トラップ条件を成立させることができる。あるいは、粒子ｐの体積磁化率（第１体積磁化率χｐ１及び第２体積磁化率χｐ２）に応じて、溶媒ｍの成分（溶媒ｍの体積磁化率）を調整することにより、第１トラップ条件及び第２トラップ条件を成立させることができる。粒子ｐの結晶形ごとの体積磁化率は、実施形態１において説明した基準データ４３を参照して取得し得る。
【００８２】
溶媒ｍの成分を調整する場合、溶媒ｍとして、例えば塩化マンガン水溶液を使用し得る。塩化マンガン水溶液を使用する場合、添加するマンガンの量（質量％）を調整することにより、溶媒ｍ（塩化マンガン水溶液）の体積磁化率を調整することができる。
【００８３】
続いて図９（ａ）及び図９（ｂ）を参照して、第１粒子ｐ１及び第２粒子ｐ２の動きを説明する。図９（ａ）は第１粒子ｐ１の動きを示す図であり、図９（ｂ）は第２粒子ｐ２の動きを示す図である。
【００８４】
図９（ａ）に示すように、第１粒子ｐ１は粒子トラップ部１２０（永久磁石１２０ａ、１２０ｂ）によって形成された磁場の近傍に到達すると、第１磁気力Ｆｍ１を受ける。第１磁気力Ｆｍ１は、溶媒ｍの流れに対して第１粒子ｐ１を押し戻す方向に作用する。しかし、式（３）に示すように、第１磁気力Ｆｍ１は、第１粒子ｐ１が溶媒ｍから受ける流体駆動力Ｆfよりも小さい。したがって、第１粒子ｐ１（第１結晶形を有する粒子ｐ）は、磁場を通過する。
【００８５】
図９（ｂ）に示すように、第２粒子ｐ２は、粒子トラップ部１２０（永久磁石１２０ａ、１２０ｂ）によって形成された磁場の近傍に到達すると、第２磁気力Ｆｍ２を受ける。第２磁気力Ｆｍ２は、溶媒ｍの流れに対して第２粒子ｐ２を押し戻す方向に作用する。式（３）に示すように、第２磁気力Ｆｍ２は、第２粒子ｐ２が溶媒ｍから受ける流体駆動力Ｆf以上となる。したがって、第２粒子ｐ２の移動が第２磁気力Ｆｍ２によって阻止される。この結果、第２粒子ｐ２（第２結晶形を有する粒子ｐ）が磁場でトラップされる。
【００８６】
続いて図１０を参照して、本実施形態の粒子分離方法について説明する。図１０は、本実施形態の粒子分離方法を示すフローチャートである。本実施形態の粒子分離方法は、図８、図９（ａ）及び図９（ｂ）を参照して説明した粒子分離装置１００を使用して実行し得る。
【００８７】
図１０に示すように、まず、溶液を用意する（ステップＳ１１）。溶液は、粒子ｐと溶媒ｍとを含む。本実施形態では、第１トラップ条件及び第２トラップ条件を成立させる溶液（溶媒ｍ）を用意する。具体的には、第２結晶形を有する粒子ｐを粒子トラップ部１２０によってトラップさせる体積磁化率を有する溶媒ｍを用意し、用意した溶媒ｍに粒子ｐを混合する。
【００８８】
次に、溶液をセル２００に導入する（ステップＳ１２）。具体的には、マイクロポンプによって、セル２００（管状部材）の一方端から溶液を流し込む。この結果、溶媒ｍがセル２００の軸方向に沿って流れ、粒子ｐが溶媒ｍから流体駆動力Ｆfを受けて、粒子トラップ部１２０（永久磁石１２０ａ、１２０ｂ）の近傍まで移動する。
【００８９】
粒子ｐが粒子トラップ部１２０の近傍まで移動すると、磁場勾配により、溶媒ｍが流れる方向とは反対方向の磁気力Ｆｍが粒子ｐに作用する（ステップＳ１３）。図９（ａ）を参照して説明したように、粒子ｐの結晶形が第１結晶形である場合、粒子ｐは、磁気力Ｆｍ（第１磁気力Ｆｍ１）よりも大きい流体駆動力Ｆfを受けて、粒子トラップ部１２０が形成する磁場を通過する。一方、図９（ｂ）を参照して説明したように、粒子ｐの結晶形が第２結晶形である場合、粒子ｐは、流体駆動力Ｆfよりも大きい磁気力Ｆｍ（第２磁気力Ｆｍ２）を受けて、粒子トラップ部１２０が形成する磁場でトラップされる。
【００９０】
以上、実施形態２について説明した。本実施形態によれば、結晶形に応じて粒子ｐを分離することができる。
【００９１】
なお、本実施形態ではセル２００が管状部材であったが、セル２００は管状部材に限定されない。例えば、セル２００は、粒子ｐを含む溶媒（溶液）が流れる流路が形成されたガラスセル又はプラスチックセルであり得る。
【００９２】
また、本実施形態では溶液（粒子ｐを含む溶媒）がマイクロポンプによりセル２００に導入されたが、溶液は、サイフォンの原理又は毛細管現象によってセル２００に導入され得る。
【００９３】
また、本実施形態では、粒子ｐと溶媒ｍとの体積磁化率差（χｐ−χｍ）の調整、換言すると溶媒ｍの体積磁化率の調整により、式（３）に示す関係（第２トラップ条件）を成立させたが、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）の値を調整して、式（３）に示す関係を成立させてもよい。例えば、使用する永久磁石１２０ａ、１２０ｂの選定により、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）の値を調整することができる。又は、２つの永久磁石１２０ａ、１２０ｂ間の距離を調整することにより、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）の値を調整することができる。
【００９４】
また、本実施形態では、粒子トラップ部１２０が一対の永久磁石１２０ａ、１２０ｂを備えたが、粒子トラップ部１２０は、磁場勾配（磁束密度の勾配）を生成するために一対の磁極片（ポールピース）を備えてもよい。あるいは、粒子トラップ部１２０は、磁場勾配を生成するために、電磁石、磁気回路、又は超電導磁石を備えてもよい。粒子トラップ部１２０が一対の磁極片を備える場合、一対の磁極片を構成する２つの磁極片は、例えば１００μｍ以上５００μｍ以下の一定距離の空隙を空けて配置される。セル２００は、２つの磁極片の間の空隙に配置される。磁極片は、例えば、磁化された鉄片であり得る。鉄片は、例えば永久磁石、電磁石、磁気回路、又は超電導磁石によって磁化し得る。
【００９５】
粒子トラップ部１２０が一対の磁極片を備える場合、式（３）に示す関係を成立させるために、磁極片の材料の選定を介して、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）の値を調整してもよい。あるいは、磁極片の磁力の調整、又は２つの磁極片間の距離の調整を介して、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）の値を調整してもよい。電磁石、磁気回路、又は超電導磁石によって磁極片を磁化させる場合、供給する電流の電流値を調整することにより、磁極片の磁力を調整することができる。また、永久磁石によって磁極片を磁化させる場合、使用する永久磁石の選定により、磁極片の磁力を調整することができる。
【００９６】
また、粒子トラップ部１２０が電磁石、磁気回路、又は超電導磁石を備える場合、式（３）に示す関係を成立させるために、供給する電流の電流値を調整して、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）の値を調整してもよい。
【００９７】
また、本実施形態では、第２結晶形を有する粒子ｐを磁場によってトラップしたが、粒子ｐと溶媒ｍとの体積磁化率差（χｐ−χｍ）あるいはＢ（ｄＢ／ｄｘ）の値を調整して、第１結晶形を有する粒子ｐを磁場によってトラップしてもよい。このように、本実施形態によれば、粒子トラップ部１２０（磁場）によってトラップする粒子ｐ（結晶形）を選択することができる。
【００９８】
［実施形態３］
以下、図１１を参照して本発明の実施形態３について説明する。ただし、実施形態２で説明した事項と重複する事項の説明は割愛する。実施形態３は、粒子分離装置１００が複数の粒子トラップ部１２０を備える点で、実施形態２と異なる。
【００９９】
図１１は、本実施形態の粒子分離装置１００の構成を示す図である。図１１に示すように、粒子分離装置１００は、３つの粒子トラップ部１２０を備える。３つの粒子トラップ部１２０は、溶媒ｍが流れる方向（ｘ方向）に沿って並ぶ。以下、溶媒ｍが流れる方向に沿った順序で、「第１粒子トラップ部１２１」、「第２粒子トラップ部１２２」、「第３粒子トラップ部１２３」と記載する場合がある。
【０１００】
３つの粒子トラップ部１２０はそれぞれ、磁束密度Ｂと磁束密度の勾配（磁場勾配）ｄＢ／ｄｘとの積の値Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）が互いに異なる磁場を生成する。詳しくは、溶媒ｍが流れる方向に沿った順序でＢ（ｄＢ／ｄｘ）の値が大きくなる。この結果、粒子ｐと溶媒ｍとの体積磁化率差（χｐ−χｍ）が一定である場合、粒子ｐに作用する磁気力Ｆｍは、溶媒ｍが流れる方向に沿った順序で大きくなる。なお、実施形態２において説明したように、磁気力Ｆｍは、溶媒ｍの流れに対して粒子ｐを押し戻す方向に作用する。
【０１０１】
以下、第１粒子トラップ部１２１が生成する磁場におけるＢ（ｄＢ／ｄｘ）を、「Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）1」と記載する場合がある。同様に、第２粒子トラップ部１２２が生成する磁場におけるＢ（ｄＢ／ｄｘ）を、「Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）2」と記載するとともに、第３粒子トラップ部１２３が生成する磁場におけるＢ（ｄＢ／ｄｘ）を、「Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）3」と記載する場合がある。また、第１粒子トラップ部１２１が生成する磁場による磁気力Ｆｍを「磁気力Ｆｍ11」と記載する場合がある。同様に、第２粒子トラップ部１２２が生成する磁場による磁気力Ｆｍを「磁気力Ｆｍ12」と記載するとともに、第３粒子トラップ部１２３が生成する磁場による磁気力Ｆｍを「磁気力Ｆｍ13」と記載する場合がある。
【０１０２】
本実施形態において、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）1、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）2、及びＢ（ｄＢ／ｄｘ）3の間には、以下の式（４）によって示される関係が成立する。
Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）3  ＞  Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）2  ＞  Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）1・・・（４）
【０１０３】
本実施形態では、上記の式（４）の関係が成立するように、３つの粒子トラップ部１２０の各々における２つの永久磁石１２０ａ、１２０ｂ間の距離が調整されている。したがって、３つの粒子トラップ部１２０における２つの永久磁石１２０ａ、１２０ｂ間の距離は互いに異なる。具体的には、２つの永久磁石１２０ａ、１２０ｂ間の距離は、溶媒ｍが流れる方向に沿った順序で小さくなる。
【０１０４】
続いて図１１を参照して、粒子ｐ（結晶粒子）の動きを説明する。粒子ｐは複数の結晶形を有する。したがって、実施形態１で説明したように、粒子ｐは結晶形ごとに異なる体積磁化率を有する。
【０１０５】
セル２００に溶媒ｍと共に導入された粒子ｐは、まず、第１粒子トラップ部１２１によって形成された磁場の近傍に到達して、磁気力Ｆｍ11を受ける。磁気力Ｆｍ11は、以下の式（５）により表すことができる。
Ｆｍ11＝−｛４（χｐ−χｍ）πｒ3／３μo｝Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）1・・・（５）
【０１０６】
式（５）に示すように、磁気力Ｆｍ11は、粒子ｐの体積磁化率χｐに応じた大きさとなる。換言すると、磁気力Ｆｍ11は、粒子ｐの結晶形に応じた大きさとなる。したがって、粒子ｐの結晶形に応じて、第１粒子トラップ部１２１が粒子ｐをトラップするか否かが決定される。具体的には、磁気力Ｆｍ11が流体駆動力Ｆf以上となる場合、粒子ｐの移動が磁気力Ｆｍ11によって阻止されて、粒子ｐが磁場でトラップされる。一方、磁気力Ｆｍ11が流体駆動力Ｆfよりも小さい場合、粒子ｐは、第１粒子トラップ部１２１によって形成された磁場を通過する。
【０１０７】
第１粒子トラップ部１２１によって形成された磁場を通過した粒子ｐは、次に、第２粒子トラップ部１２２によって形成された磁場の近傍に到達して、磁気力Ｆｍ12を受ける。磁気力Ｆｍ12は、以下の式（６）により表すことができる。なお、磁気力Ｆｍ11と磁気力Ｆｍ12との関係は、以下の式（７）に示す関係となる。
Ｆｍ12＝−｛４（χｐ−χｍ）πｒ3／３μo｝Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）2・・・（６）
Ｆｍ12  ＞  Ｆｍ11・・・（７）
【０１０８】
磁気力Ｆｍ11と同様に、磁気力Ｆｍ12は、粒子ｐの結晶形に応じた大きさとなる。したがって、粒子ｐの結晶形に応じて、第２粒子トラップ部１２２が粒子ｐをトラップするか否かが決定される。具体的には、磁気力Ｆｍ12が流体駆動力Ｆf以上となる場合、粒子ｐが磁場でトラップされる。一方、磁気力Ｆｍ12が流体駆動力Ｆfよりも小さい場合、粒子ｐは、第２粒子トラップ部１２２によって形成された磁場を通過する。
【０１０９】
第２粒子トラップ部１２２によって形成された磁場を通過した粒子ｐは、次に、第３粒子トラップ部１２３によって形成された磁場の近傍に到達して、磁気力Ｆｍ13を受ける。磁気力Ｆｍ13は、以下の式（８）により表すことができる。なお、磁気力Ｆｍ12と磁気力Ｆｍ13との関係は、以下の式（９）に示す関係となる。
Ｆｍ13＝−｛４（χｐ−χｍ）πｒ3／３μo｝Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）3・・・（８）
Ｆｍ13  ＞  Ｆｍ12・・・（９）
【０１１０】
磁気力Ｆｍ11及び磁気力Ｆｍ12と同様に、磁気力Ｆｍ13は、粒子ｐの結晶形に応じた大きさとなる。したがって、粒子ｐの結晶形に応じて、第３粒子トラップ部１２３が粒子ｐをトラップするか否かが決定される。具体的には、磁気力Ｆｍ13が流体駆動力Ｆf以上となる場合、粒子ｐが磁場でトラップされる。一方、磁気力Ｆｍ13が流体駆動力Ｆfよりも小さい場合、粒子ｐは、第３粒子トラップ部１２３によって形成された磁場を通過する。
【０１１１】
以上、実施形態３について説明した。本実施形態によれば、結晶形に応じて粒子ｐを分離することができる。また、本実施形態によれば、粒子ｐが３つ又は４つの結晶形を有する場合であっても、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）1、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）2、及びＢ（ｄＢ／ｄｘ）3の値を調整することにより、粒子ｐを結晶形に応じて分離することができる。Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）1、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）2、及びＢ（ｄＢ／ｄｘ）3の値は、粒子ｐの結晶形ごとの体積磁化率を参照して調整する。粒子ｐの結晶形ごとの体積磁化率は、実施形態１において説明した基準データ４３を参照して取得し得る。
【０１１２】
なお、本実施形態では、３つの粒子トラップ部１２０の各々の２つの永久磁石１２０ａ、１２０ｂ間の距離を調整して、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）1、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）2、及びＢ（ｄＢ／ｄｘ）3の値を調整したが、使用する永久磁石１２０ａ、１２０ｂの選定により、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）1、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）2、及びＢ（ｄＢ／ｄｘ）3の値を調整してもよい。
【０１１３】
また、本実施形態では、各粒子トラップ部１２０が一対の永久磁石１２０ａ、１２０ｂを備えたが、各粒子トラップ部１２０は、磁場勾配（磁束密度の勾配）を生成するために一対の磁極片（ポールピース）を備えてもよい。あるいは、各粒子トラップ部１２０は、磁場勾配を生成するために、電磁石、磁気回路、又は超電導磁石を備えてもよい。各粒子トラップ部１２０が一対の磁極片を備える場合、セル２００は、各粒子トラップ部１２０の２つの磁極片によって挟まれるように配置される。
【０１１４】
各粒子トラップ部１２０が一対の磁極片を備える場合、磁極片の材料の選定を介して、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）1、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）2、及びＢ（ｄＢ／ｄｘ）3の値を調整してもよい。あるいは、磁極片の磁力の調整、又は２つの磁極片間の距離の調整を介して、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）1、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）2、及びＢ（ｄＢ／ｄｘ）3の値を調整してもよい。
【０１１５】
また、各粒子トラップ部１２０が電磁石、磁気回路、又は超電導磁石を備える場合、供給する電流の電流値を調整して、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）1、Ｂ（ｄＢ／ｄｘ）2、及びＢ（ｄＢ／ｄｘ）3の値を調整してもよい。
【０１１６】
また、本実施形態では、粒子分離装置１００が３つの粒子トラップ部１２０を備えたが、粒子分離装置１００は、２つ又は４つ以上の粒子トラップ部１２０を備えてもよい。
【０１１７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。
【０１１８】
例えば、実施形態３では溶媒ｍの体積磁化率が一定であったが、本発明はこれに限定されない。各粒子トラップ部１２０のＢ（ｄＢ／ｄｘ）の値の調整に加えて、実施形態２において説明した粒子ｐと溶媒ｍとの体積磁化率差（χｐ−χｍ）の調整が行われてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明に係る粒子分析装置及び粒子分析方法によれば、粒子の結晶形を判定することができる。また、本発明に係る粒子分離装置及び粒子分離方法によれば、粒子を結晶形に応じて分離することができる。本発明は、複数の結晶形を有する粒子を扱う分野、例えば医薬品分野に有用である。
【符号の説明】
【０１２０】
１０      粒子分析装置
２０      磁場生成部
３０      検出部
３２      拡大部
３４      撮像部
４０      演算部
４１      記憶装置
４２      処理装置
４３      基準データ
５０      光源
１００    粒子分離装置
１２０    粒子トラップ部
Ｆf        流体駆動力
Ｆｍ      磁気力
ｐ        粒子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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