样品物质分子键断裂和SEL收集制造技术

技术编号:18609105 阅读:14 留言:0更新日期:2018-08-04 22:44
通过断裂样品的第二物质的分子键来修改包括第一物质和第二物质的样品,以形成具有经更改的表面增强发光(SEL)特性的经修改的样品,以减少第二物质中的第一物质的SEL特性的重叠。收集由经修改的样品的激发导致的表面增强发光数据。标识基于所收集的表面增强发光数据的第一物质的特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】样品物质分子键断裂和SEL收集
技术介绍
表面增强发光(SEL)分析牵涉利用光子(诸如利用激光束)的样品的撞击,以及光发射或表面增强发光的收集。将光发射与标识指纹的物质比较以标识样品的组成。表面增强发光分析的一个示例是表面增强拉曼光谱学(SERS)。附图说明图1是示例表面增强发光(SEL)分析器的示意图。图2是用于使用SEL分析物质的示例方法的流程图。图3是示例SEL分析器的示意图。图4是用于使用SEL分析物质的示例方法的流程图。图5是示例表面增强拉曼光谱学分析器、示例SEL分析器的示意图。具体实施方式图1示意性地图示了示例表面增强发光(SEL)分析器20。SEL分析器20利用表面增强发光来分析样品。表面增强发光的一个示例是表面增强拉曼光谱学(SERS)。具有多种物质的多物质样品的SEL分析有时易受由于具有重叠的SEL特性的不同物质所致的不精确性影响。如此后将描述的,SEL分析器20为多物质样品中的化学组分标识提供增强的精确度。SEL分析器20通过分解样品的至少一种物质来修改被分析的样品,通过至少断裂样品的所述至少一种物质中的分子键来分解样品的所述至少一个物质。经修改的样品具有经更改的SEL特性,使得样品的不同物质的SEL特性不彼此重叠或彼此重叠到较少的程度。作为结果,SEL分析器20促进多物质样品的更精确的化学组分标识。如通过图1所图示的,SEL分析器20包括激光源24、激光源30和SEL收集器34。激光源24包括具有发射波长或发射波长范围的激光器,该发射波长或发射波长范围通过至少断裂样品的物质的分子键来分解样品的物质,以更改由通过激光源30对样品的激发所引起的SEL。在一种实现方式中,激光源24提供具有单个发射波长的光子36的激光束,其中激光束聚焦于被分析的样品。在另一实现方式中,激光源24可以提供具有多个改变的发射波长的光子36的激光束。例如,在一种实现方式中,由激光源24提供的光子36的激光束可以具有跨波长的范围扫掠或扫描的发射波长。在另一实现方式中,由激光源24提供的光子36的激光束可以具有多个预定发射波长。在一种实现方式中,激光源24包括紫外激光源。在一种实现方式中,激光源24具有40nm至400nm的发射波长。在一种实现方式中,激光源24输出具有254nm的波长的激光束。在其它实现方式中,激光源24可以输出具有其它波长的激光束。在一种实现方式中,激光源24在被分析的样品处针对预先确定的持续时间或剂量而引导具有所选波长或波长群组的光子36的激光束,以便断裂样品的非目标物质的分子键,该非目标物质可能具有与目标物质的SEL特性重叠的SEL特性。所选波长或波长群组以及预先确定的持续时间或剂量使得目标物质的分子键不断裂,并且不具有经更改的SEL特性。在一种实现方式中,激光束36的波长和剂量断裂非目标物质的大部分、并且在一些实现方式中全部的分子键,而不蒸发非目标物质。在一种实现方式中,激光源24引导具有波长并且针对充足的持续时间或剂量的光子的激光束36,以便为非目标物质留下作为样品的部分的断开的分子键,而没有非目标物质的大部分的蒸发/消融。作为结果,支撑样品的底层SEL结构可以保持至少大体完整。在再其它的实现方式中,激光源24引导具有波长或波长群组并且针对预先确定的持续时间/剂量的光子36的激光束,以便蒸发或消融非目标物质的大部分。在一种实现方式中,激光源24引导具有波长或波长群组并且针对预先确定的持续时间的光子的光子36的激光束,以便完全蒸发和去除非目标物质。激光源30包括具有被选择成激发样品使得样品发射由SEL收集器34收集和感测的光子40的波长的光子38的源。在一种实现方式中,激光器30以聚焦于被分析的样品上的激光束的形式输出光子38。在其它实现方式中,取决于样品及其底层支撑,光子38可以以除了激光束之外的形式应用。在实现中,激光源30具有将样品激发到表面增强发光的状态的发射波长。在一种实现方式中,激光源30具有500和900nm之间的发射波长。在一种实现方式中,激光源30具有可见光的波长。在一种特定实现方式中,激光源30具有785nm的波长。在另一实现方式中,激光源30具有687nm的波长。在再其它的实现方式中,激光器30可以具有取决于被分析的样品的目标物质和支撑样品的衬底或台座的特性的其它发射波长。在所图示的示例中,激光源24和激光源30包括分立的激光器或激光发射器件。在一种实现方式中,激光源24和激光源30共享光学引导和聚焦元件。例如,在一种实现方式中,激光源24和激光源30共享调节激光束并且朝向样品引导来自源24和30的激光束的透镜和镜体。作为结果,分析器20可以不太昂贵并且可以更加紧凑。在其它实现方式中,如通过断线46所指示的,激光源24和激光源30可以由单个激光器件提供,该单个激光器件是选择性可控或可调节的,以便充当用于光子36和光子38二者的源。在一种实现方式中,将激光源24、激光源30和SEL收集器34提供为单个单元。SEL收集器34包括收集和感测从被分析的样品发出的光子40的器件。在一种实现方式中,SEL收集器34包括光电倍增器。在一种实现方式中,SEL收集器34包括电荷耦合器件(CCD)、电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)器件或光电倍增管(PMT)。如此后描述的,在一些实现方式中,可以提供附加的光学组件以在光子40被收集器34接收到之前聚焦、引导或更改从样品发出的光子。例如,这样的光学组件可以包括陷波滤波器(notchfilter)或边缘滤波器、镜体或聚焦透镜。图2是图示了用于使用表面增强发光来分析样品的示例方法100的流程图。出于描述的目的,将方法100描述为由如图1中图示的分析器20实施。方法100可以可替换地由此后描述的分析器或其它经适当设计的分析器中的任何一个来实施。如通过方法100的块104所指示的,通过断裂样品的第二物质的分子键以形成经修改的样品来修改包括第一物质和第二物质的样品。经修改的样品具有减少第一物质和第二物质的SEL特性的重叠的经更改的SEL特性。如通过图1中的示例所图示的,向分析器20呈现具有目标物质52(示意性地图示)和非目标物质54(示意性地图示)的示例样品50(示意性地图示)以实施方法100。在一种实现方式中,在SEL结构上呈现样品50,该SEL结构进一步增强或促进SEL在被光子38激发时从样品的发射。例如,在其中分析器20包括拉曼光谱学分析器的一种实现方式中,可以在表面增强拉曼光谱学(SERS)结构上支撑样品50。在再其它的实现方式中,可以在促进其它形式的SEL分析的SEL结构上支撑样品50。物质52和54可以具有使得它们在其分子键完整时具有可能彼此重叠的SEL特性的性质。换言之,在缺少根据块104进行修改的情况下并且当被光子38激发时,物质52和54具有使得它们发射具有类似或相同特性的光子40的化学组成,从而损害表面增强发光分析适当地区分物质52和54并且标识目标物质52的特性的能力。为了增强SEL收集器34适当地区分物质52和54并且标识目标物质52的特性的能力,激光源24通过在样品50处引导光子36来实施块104中描述的修改。由激光源24提供的光子36断裂物质54的分子键(如通过“X”示意性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置,包括:具有第一发射波长以将样品激发到表面增强发光(SEL)的状态的第一激光源;以及具有第二发射波长以断开样品的物质的分子键以更改由样品的激发导致的SEL的第二激光源;以及收集由样品的激发导致的SEL的SEL收集器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置,包括:具有第一发射波长以将样品激发到表面增强发光(SEL)的状态的第一激光源;以及具有第二发射波长以断开样品的物质的分子键以更改由样品的激发导致的SEL的第二激光源;以及收集由样品的激发导致的SEL的SEL收集器。2.权利要求1所述的装置,其中第二发射波长长度和剂量为物质留下作为样品的部分的断开的分子键,而没有物质的大部分的蒸发。3.权利要求1所述的装置,其中第二发射长度蒸发物质的大部分。4.权利要求1所述的装置,还包括输出控制信号的控制器,所述控制信号使得第二激光源向样品应用光子,所应用的光子具有跨包括第二发射波长的发射波长的范围扫掠的波长。5.权利要求1所述的装置,还包括控制器以:命令第一激光源激发样品并且从SEL收集器接收第一SEL数据;在接收到SEL数据之后,命令第二激光源向样品应用具有第二发射波长的第一光子以断开样品的物质的分子键以更改由物质的激发导致的SEL;在向样品应用具有第二发射波长的光子之后,命令第一激光器激发样品并且从SEL收集器接收第二SEL数据;比较第一SEL数据和第二SEL数据;命令第二激光源应用具有不同于第一光子的对应特性的至少一个特性的第二光子,基于第一SEL数据和第二SEL数据的比较来选择不同于第一光子的对应特性的第二光子的所述至少一个特性;以及在应用第二光子之后,命令第一激光源激发样品并且从SEL收集器接收第三SEL数据。6.权利要求5所述的装置,其中选择第二光子的所述至少一个特性以进一步断裂样品的物质的分子键,从而进一步更改由样品的激发导致的SEL。7.权利要求5所述的装置,其中选择第二光子的所述至少一个特性以断裂样品的不同于第一物质的第二物质的分子键。8.权利要求5所述的装置,其中从包括光子波长和光子应用持续时间的特性群组选择第二光子的所述至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员:葛宁V·什科尔尼科夫A·罗加奇P·J·本宁
申请(专利权)人:惠普发展公司有限责任合伙企业
类型:发明
国别省市:美国,US

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