一种液体样品测量装置和测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种液体样品测量装置和方法，涉及光学测量仪器领域，包括入射光学通道、出射光学通道、第一集光透镜、全反射棱镜和全反射平面镜，所述入射光学通道被配置为引入光源；所述全反射棱镜具有第一全反射面，所述第一全反射面水平放置，所述全反射平面镜具有第二全反射面，所述全反射棱镜的第一全反射面与所述全反射平面镜共同限定用于容纳所述液体样品的空间，所述全反射平面镜的第二全反射面被配置为把经过所述液体样品的光线全反射回去；所述第一集光透镜被配置为将所述全反射棱镜出射的光汇聚导入所述出射光学通道。本发明专利技术使得对液体样品的需要量减少到最小，并能同时适应高浓度和低浓度的液体样品，测量装置体积小，便携性好。

Liquid sample measuring device and measuring method

The invention discloses a liquid sample measuring device and method, relates to the field of optical measuring instruments, including the incident optical channel and exit channel, the first set of optical lens, total reflection prism and a total reflection mirror, the incident optical channel is configured to introduce light source; the total reflection prism has a first reflection surface and the level of the first reflection surface is placed, the total reflection mirror has second reflection surface, first reflection surface of the total reflection prism and the reflecting plane mirror defined for receiving the liquid sample space, the total reflection mirror second reflection surface is configured to after the liquid sample light reflected back; the first set of optical lens is configured as the total reflection prism light emitted from a sink into the emergent optical channel. The invention reduces the requirement of liquid sample to the minimum, and can simultaneously adapt the liquid sample with high concentration and low concentration. The measuring device has small size and good portability.

【技术实现步骤摘要】
一种液体样品测量装置和测量方法
本专利技术涉及光学测量领域，尤其涉及一种对微量或极微量的液体样品进行测量的紫外可见分光光度计或光谱仪，紫外可见荧光光谱仪。
技术介绍
原子或分子的电子受紫外或可见光的激发从较低能级跃迁至较高能级就会发生特定波长范围内光的吸收现象，被称为吸收光谱，测量光谱范围和吸光度大小的仪器称为紫外可见分光光度计或光谱仪。跃迁至较高能级电子返回较低能级时会发出荧光，测量荧光光谱范围和强度的仪器称为紫外可见荧光光谱仪。常见的紫外可见分光光度计或光谱仪光路图，如图1所示，W1钨灯发出可见光，D2氘灯发出紫外光，M1和M2聚光镜，F滤光片，G光栅，S1入射狭缝，S2出射狭缝，液体样品放在比色皿中，D检测器。转动G光栅将有不同波长的光照射到样品比色皿，透射光的光谱对应特定的原子或分子，如图2所示，据此可以对特定的原子或分子进行定性分析。当比色皿中放空白溶液时D检测器测得Io为参比光强度，当比色皿中放样品溶液时D检测器测得I为样品光强度，吸光度A定义如下式：根据Beer-Lambert定律:吸光度A＝ecl，e为与化合物相关的常数，c为产生吸收光谱化合物的浓度，l为光线穿过样品的光程，在A不超过2.0时，吸光度A与样品浓度c呈线性关系，据此可以对化合物样品进行定量分析。常见的紫外可见荧光光谱仪光路图，如图3所示，图中S为包含液体样品的比色皿，该类光谱仪可以得到样品的激发光谱和发射光谱，也可以根据发射光的强度对化合物进行定量分析，且灵敏度比紫外可见分光光度计高2-3个数量级以上。作为液体样品测量装置，现有的比色皿必须将待测液体样品放在透光的比色皿中才可以测量，而且至少需要数十微升的样品。这种限制对于做包括核酸或蛋白质等生化样品的定量分析是十分不利的，因为生化定量分析的样品一般需要严格控制使用量以及防止交叉污染。而且，昂贵的微量比色皿灵敏度非常低，且清洗十分不方便，容易产生交叉污染。现有的比色皿，样品的加入和清洗都比较耗时，不适宜在法医鉴定等需要快速或现场分析的场合。另外，在定量分析中紫外可见分光光谱仪适合较高浓度的分析，紫外可见荧光光谱仪适合较低浓度的分析，因为两者比色皿的结构不同，所以这两种分析方法必须在两台分析仪器上实现，这样限制了这些分析方法在需要快速现场分析的场合。因此，本领域的技术人员致力于开发一种液体样品测量装置和测量方法，使得对样品的需要量减少到最小，并能同时适应高浓度和低浓度样品，测量装置体积小，便携性好，测量方法方便、快速，成本低。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是如何减少液体样品的需要量并在同一台仪器上实现高浓度和低浓度液体样品的分析。为实现上述目的，本专利技术提供了一种液体样品测量装置，包括入射光学通道、出射光学通道、第一集光透镜、全反射棱镜和全反射平面镜，所述入射光学通道被配置为引入光源；所述全反射棱镜具有第一全反射面，所述全反射平面镜具有第二全反射面，所述全反射棱镜的第一全反射面与所述全反射平面镜共同限定用于容纳所述液体样品的空间，所述全反射平面镜的第二全反射面被配置为把经过所述液体样品的光线全反射回去；所述第一集光透镜被配置为将所述全反射棱镜出射的光汇聚导入所述出射光学通道。进一步地，所述第一全反射面水平放置。进一步地，所述出射光学通道被配置为连接第一单色器。进一步地，所述入射光学通道和/或出射光学通道为光纤。进一步地，所述光源为钨氘氙灯或半导体固体光源。进一步地，所述第一全反射面的中心位置被配置为放置所述液体样品。进一步地，所述第一集光透镜由透明玻璃或合成树脂制成。进一步地，所述全反射棱镜由透明玻璃或合成树脂制成。进一步地，所述全反射棱镜包括直角棱镜、等腰棱镜、等腰梯形棱镜或半圆形棱镜。进一步地，所述全反射平面镜由透明玻璃或合成树脂制成。进一步地，所述液体样品测量装置还包括准直透镜，所述准直透镜被放置在所述入射光学通道和所述全反射棱镜之间，所述准直透镜被配置为将所述入射光学通道的光线变成平行光。进一步地，所述全反射平面镜用抛光铝板制成。进一步地，所述液体样品测量装置还包括第二集光透镜和荧光光学通道，所述第二集光透镜被放置在以所述全反射平面镜为界和所述全反射棱镜相对的另一边，所述第二集光透镜被配置为将液体样品发出的荧光收集起来导入所述荧光光学通道，所述荧光光学通道连接第二单色器。本专利技术还提供了一种液体样品测量方法，包括以下步骤：1)提供如上述任意一种所述的液体样品测量装置；2)测量光谱仪的电子背景；3)将液体样品滴在全反射棱镜的第一全反射面中心位置；4)将全反射平面镜平行地压在全反射棱镜的第一全反射面上，使得液体样品充满所述全反射平面镜与所述全反射棱镜的第一全反射面共同限定的空间；5)光源通过入射光源通道进入准直透镜，光线经过准直透镜变平行光，入射全反射棱镜，光线经过全反射棱镜和全反射平面镜之间的液体样品，并在全反射平面镜的第二全反射面发生全反射，光线再次经过全反射棱镜和全反射平面镜之间的液体样品后进入全反射棱镜，光线穿出全反射棱镜后被第一集光透镜汇聚，然后进入出射光学通道；光线在进入入射表面到穿出出射表面间没有损失；6)光线经过出射光学通道进入第一单色器，经第一单色器内的检测器测得液体样品的吸收光谱。本专利技术还提供了一种液体样品测量方法，包括以下步骤：1)提供上述任意一种所述的液体样品测量装置；2)测量光谱仪的电子背景；3)将液体样品滴在全反射棱镜的第一全反射面中心位置；4)将全反射平面镜平行地压在全反射棱镜的第一全反射面上，使得液体样品充满所述全反射平面镜与所述全反射棱镜的第一全反射面共同限定的空间；5)光源通过入射光源通道进入准直透镜，光线经过准直透镜变平行光，入射全反射棱镜，光线经过全反射棱镜和全反射平面镜之间的液体样品，并在全反射平面镜的第二全反射面发生全反射，光线再次经过全反射棱镜和全反射平面镜之间的液体样品后进入全反射棱镜；6)光线穿过液体样品时发出的荧光透过全反射平面镜，经第二集光镜收集聚光后由荧光光纤传导至第二单色器进行荧光光谱分析。本专利技术还提供了一种液体样品测量方法，包括以下步骤：1)提供如上述任意一种所述的液体样品测量装置；2)测量光谱仪的电子背景；3)将液体样品滴在全反射棱镜的第一全反射面中心位置；4)将全反射平面镜平行地压在全反射棱镜的第一全反射面上，使得液体样品充满所述全反射平面镜与所述全反射棱镜的第一全反射面共同限定的空间；5)光源通过入射光源通道进入准直透镜，光线经过准直透镜变平行光，入射全反射棱镜，光线经过全反射棱镜和全反射平面镜之间的液体样品，并在全反射平面镜的第二全反射面发生全反射，光线再次经过全反射棱镜和全反射平面镜之间的液体样品后进入全反射棱镜，光线穿出全反射棱镜后被第一集光透镜汇聚，然后进入出射光学通道；光线在进入入射表面到穿出出射表面间没有损失；6)光线经过出射光学通道进入第一单色器，经第一单色器内的检测器测得液体样品的吸收光谱；7)光线穿过液体样品时发出的荧光透过全反射平面镜，经第二集光镜收集聚光后由荧光光纤传导至第二单色器测得荧光光谱。进一步地，所述光源为钨氘氙灯或半导体固体光源。进一步地，所述第一集光透镜由透明玻璃或合成树脂制成。进一步地，所述全反射棱镜由透明玻璃或合成树脂制成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体样品测量装置，其特征在于，包括入射光学通道、出射光学通道、第一集光透镜、全反射棱镜和全反射平面镜，所述入射光学通道被配置为引入光源；所述全反射棱镜具有第一全反射面，所述全反射平面镜具有第二全反射面，所述全反射棱镜的第一全反射面与所述全反射平面镜共同限定用于容纳所述液体样品的空间，所述第一集光透镜被配置为将所述全反射棱镜出射的光汇聚导入所述出射光学通道。

【技术特征摘要】
1.一种液体样品测量装置，其特征在于，包括入射光学通道、出射光学通道、第一集光透镜、全反射棱镜和全反射平面镜，所述入射光学通道被配置为引入光源；所述全反射棱镜具有第一全反射面，所述全反射平面镜具有第二全反射面，所述全反射棱镜的第一全反射面与所述全反射平面镜共同限定用于容纳所述液体样品的空间，所述第一集光透镜被配置为将所述全反射棱镜出射的光汇聚导入所述出射光学通道。2.如权利要求1所述的液体样品测量装置，其特征在于，所述第一全反射面水平放置。3.如权利要求1所述的液体样品测量装置，其特征在于，所述出射光学通道被配置为连接第一单色器。4.如权利要求1所述的液体样品测量装置，其特征在于，所述入射光学通道和/或出射光学通道为光纤。5.如权利要求1所述的液体样品测量装置，其特征在于，所述光源为钨氘氙灯或半导体固体光源。6.如权利要求1所述的液体样品测量装置，其特征在于，所述第一全反射面的中心位置被配置为放置所述液体样品。7.如权利要求1所述的液体样品测量装置，其特征在于，所述第一集光透镜由透明玻璃或合成树脂制成。8.如权利要求1所述的液体样品测量装置，其特征在于，所述全反射棱镜由透明玻璃或合成树脂制成。9.如权利要求1所述的液体样品测量装置，其特征在于，所述全反射棱镜包括直角棱镜、等腰棱镜、等腰梯形棱镜或半圆形棱镜。10.如权利要求1所述的液体样品测量装置，其特征在于，所述全反射平面镜由透明玻璃或合成树脂制成。11.如权利要求1所述的液体样品测量装置，其特征在于，所述液体样品测量装置还包括准直透镜，所述准直透镜被放置在所述入射光学通道和所述全反射棱镜之间，所述准直透镜被配置为将所述入射光学通道的光线变成平行光。12.如权利要求1所述的液体样品测量装置，其特征在于，所述全反射平面镜用抛光铝板制成。13.如权利要求1所述的液体样品测量装置，其特征在于，所述液体样品测量装置还包括第二集光透镜和荧光光学通道，所述第二集光透镜被放置在以所述全反射平面镜为界和所述全反射棱镜相对的另一边，所述第二集光透镜被配置为将所述液体样品发出的荧光收集起来导入所述荧光光学通道，所述荧光光学通道连接第二单色器。14.一种液体样品测量方法液体样品测量方法，其特征在于，包括以下步骤：1)提供如权利要求1-13任意一种所述的液体样品测量装置；2)测量光谱仪的电子背景；3)将液体样品滴在全反射棱镜的第一全反射面中心位置；4)将全反射平面镜平行地压在全反射棱镜的第一全反射面上，使得液体样品充满所述全反射平面镜与所述全反射棱镜的第一全反射面共同限定的空间；5)光源通过入射光源通道进入准直透镜，光线经过准直透镜变平行光，入射全反射棱镜，光线经过全反射棱镜和全反射平面镜之间的液体样品，并在全反射平面镜的第二全反射面发...

【专利技术属性】
技术研发人员：李栋，
申请(专利权)人：李栋，
类型：发明
国别省市：上海,31