本发明专利技术提供了一种用于液相色谱的检测器。所述检测器包括光传输系统，所述光传输系统包括发射光谱的一条或多条光谱线的光源。所述检测器具有被构造成接收所述一条或多条光谱线的入口狭缝以及包括数字微镜装置的波长选择模块。所述数字微镜装置被构造成使所述一条或多条光谱线重定向到流通池。所述流通池光学连接到所述波长选择模块。
DMD based UV absorption detector for liquid chromatography
The present invention provides a detector for liquid chromatography. The detector comprises an optical transmission system comprising a light source for one or more spectral lines of the emission spectrum. The detector has an entrance slit constructed to receive one or more spectral lines and a wavelength selection module including a digital micromirror device. The digital micromirror device is configured to redirect one or more spectral lines to the flow cell. The flow cell is optical connected to the wavelength selection module.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于液相色谱的基于DMD的UV吸收检测器相关申请的交叉引用本申请要求2015年11月3日提交的美国临时专利申请62/250,092的优先权，该申请以引用方式并入本文。
技术介绍
在液相色谱紫外检测器中，分辨率可直接地影响仪器唯一地识别物质的能力。分辨率是两个光信号在波长上相距多远的测量值（以纳米为单位），使得检测器可准确地区分彼此。然而，许多变量都可能会影响分辨率。例如，设定最大理论分辨率的两个因素是衍射光栅的狭缝宽度和线性色散。Thevenon,J.M.L.和A.，“ATutorialonSpectroscopy”，2003年。可影响紫外检测器的其他因素包括光学带宽、波长范围和动态能力。检测器的光学带宽是机器能够检测的最小光谱的宽度。其可等于、或更通常地是大于检测器的分辨率。例如，如果仪器具有1nm的分辨率和5nm的光学带宽，那么检测器可检测在250nm与255nm之间或在251nm与256nm之间的吸光度。波长范围是检测器可操作的电磁频谱的部分，并且按光源的光谱分布或光学系统的设计设定。关于吸收光谱的方法通常围绕特定波长或波长组设计。因此，检测器可操作的波长范围通常决定其有用的应用。同样，由光的量化性质产生的噪声（称为散粒噪声）通常在UV检测器中支配了信噪比（“SNR”）。Yariv,A.，“IntroductiontoOpticalElectronicsHolt,Rinehart&WinstonSeriesinElectricalEngineering,Electronics,andSystems”，第二版，Holt、Rinehart和Winston，1976年。液相色谱通常用作确定在样本中存在多少给定物质而不是样本由什么组成的方法。然而，检测器的几乎每一部件及其环境都可能使信号增加一定量的噪声。增加参考可减少或消除许多形式的噪声。另外，在装置中通常缺乏检测器的动态能力、或在样本试验时可使用的特征组，诸如基于参考的噪声消除、基线调整、运行时自校准、多波长间分时和主动调制源或入口狭缝。动态特征为检测器增加了灵活性和稳健性并提供了装置向前和向后兼容性。需要具有低发热量和动态性质、具有向后和向前的兼容性的高效、紧凑的液相色谱检测器。
技术实现思路
提供了一种用于液相色谱中的检测器。检测器包括光传输系统，该光传输系统包括光源，该光源发射光谱的一个或多个光谱线。检测器具有波长选择模块，该波长选择模块包括数字微镜装置。检测器的入口狭缝接收一个或多个光谱线，并且数字微镜装置将一个或多个光谱线重定向到流通池。流通池光学地连接到波长选择模块。附图说明图1表示了基本液相色谱过程和设定、以及部件。图2A提供了用于液相色谱的基于光学的检测器的概括图，其中流通池在波长选择模块之后。图2B提供了用于液相色谱的基于光学的检测器的概括图，其中流通池在波长选择模块之前。图2C提供了本文所述的检测器的布局。图3A提供了用于液相色谱的现有技术的基于光学的检测器的概括图，其中流通池在波长选择模块之后。图3B提供了用于液相色谱的现有技术的基于光学的检测器的概括图，其中流通池在波长选择模块之前。图4说明了本专利技术的检测器的实施方案，其中数字微镜装置（“DMD”）安放在光谱仪的焦平面处或附近。图5A说明了通过光学输出系统（检测器的部件）将来自DMD的光束聚焦到不同图像中的方法。图5B说明了图5A的方法，其中光学输出系统被配置成实现所有波长的共同焦点。图6和图7演示了斯涅耳全内反射定律。图8示出了具有不匹配的数值孔径的元件的光学耦合。图9A、图9B和图9C示出了针对单个入口狭缝（图9A）、两个狭缝（图9B）和十个狭缝（图9C）的夫琅和费衍射图案。图10是球形光栅的线性波长色散。图11示出了UVC光源的光谱范围。图12描绘了UVC光源的稳定性。图13示出了UVC光源的平均辐照。图14示出了UVC光源的光谱。图15描绘了UVC光源的各种功率要求。图16描绘了基于在UVC吸收光谱中的应用对光源效率的比较。图17描绘了不同类型的UVC光源的预期寿命。图18描绘了各种UVC光源的平均启动时间。图19提供了UVC光源的估计现在成本。图20提供了可调谐UV型检测器方案。图21提供了光电二极管阵列型检测器方案。图22提供了用于替代方案的未折叠的光学路径。图23提供了具有孔径光阑的未折叠的光学路径。图24是用于本专利技术的UVCLED检测器的光学布局的实施方案。图25了透射率对频率比曲线。图26示出了UV-LED检测器的实施方案的光学布局。图27示出了光学工作台组件的实施方案。图28示出了光学工作台组件的实施方案，其中定位销在一端具有倒角以引导零件在组装期间的插入。图29A和图29B示出了光学工作台组件的实施方案。图29A示出了光学工作台组件的俯视图，而图29B示出了光学工作台组件的等距视图。图30提供了用于基于热导率为光学工作台组件筛选合适材料的热导率图表。图31提供了用于为具有良好尺寸稳定性和低热扭曲的光学工作台组件选择合适材料的热膨胀对热导率图表。图32提供了用于选择具有低振动灵敏度的材料的杨氏模量对密度图表。图33是用于选择在冲击荷载期间有高的抗变形性的材料的杨氏模量对强度图表。图34是不同材料类别的每单位重量的成本的图表。图35示出了用于跌落测试分析的光学工作台组件的实施方案。图36示出了用于跌落测试分析的光学工作台组件的实施方案，其中壁厚为4mm，没有减震支座。图37A、图37B、图37C、图37D和图37E示出了用于选择最佳壁厚的具有减震支座的光学工作台组件的实施方案的跌落测试分析。图38是描绘在冲击荷载期间的最大应力和光学工作台组件的总体总量随壁厚增加的变化的图。图39A、图39B、图39C、图39D和图39E示出了光学工作台组件的前五种的振动模式。图40是描绘在临界模式中的光学工作台组件的固有频率随光学工作台壳壁厚度的变化的图。图41示出了低频气泡支座隔振器。图42A、图42B和图42C是提供用于计算自然对流传热系数的最大尺寸的光学工作台组件的实施方案的图示。图43是描绘主要热源的光学工作台组件的实施方案。图44是示出热分析的光学工作台组件的实施方案。图45是本文呈现的UV-LED检测器的实施方案，其描绘了用于检测器的热管理的风扇和空气出口的位置。图46是光学工作台组件的实施方案，其描绘了光学工作台壳体和顶盖。图47是针对光学工作台组件的实施方案的基于材料的制造工艺选择的工艺材料矩阵。图48是针对光学工作台组件的实施方案的基于形状的制造工艺选择的工艺材料矩阵。图49是针对光学工作台组件的实施方案的基于部件质量的制造工艺选择的工艺质量范围图表。图50是针对光学工作台组件的实施方案的基于部件截面厚度的制造工艺选择的工艺截面厚度图表。图51是针对光学工作台组件的实施方案的基于公差要求的制造工艺选择的工艺公差图表。图52是针对光学工作台组件的实施方案的基于经济批量大小的制造工艺选择的经济批量大小图表。图53描绘了光学工作台壳体的实施方案的横截面图。图54示出了在光学工作台组件的实施方案中的密封垫圈。图55示出了在光学工作台壳体的实施方案中的干燥气体清洗填料阀门。图56是示出DMD相对于有用于误差预算分析的光栅光谱平面的光学布局和取向的关键尺寸的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于液相色谱的检测器，包括：光传输系统，所述光传输系统包括光源，所述光源发射光谱的一条或多条光谱线；入口狭缝，所述入口狭缝被构造成接收所述一条或多条光谱线；波长选择模块，所述波长选择模块包括数字微镜装置，其中所述数字微镜装置被构造成使所述一条或多条光谱线重定向；和流通池，其中所述流通池光学连接到所述波长选择模块。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.03 US 62/2500921.一种用于液相色谱的检测器，包括：光传输系统，所述光传输系统包括光源，所述光源发射光谱的一条或多条光谱线；入口狭缝，所述入口狭缝被构造成接收所述一条或多条光谱线；波长选择模块，所述波长选择模块包括数字微镜装置，其中所述数字微镜装置被构造成使所述一条或多条光谱线重定向；和流通池，其中所述流通池光学连接到所述波长选择模块。2.根据权利要求1所述的检测器，其中所述光源的输出基本上是单色的。3.根据权利要求1所述的检测器，其中所述光源选自由激光器、窄带UVLED和放电灯组成的组。4.根据权利要求1所述的检测器，其中所述光源包括多个UVLED中的一个UVLED。5.根据权利要求1所述的检测器，其中所述波长选择模块包括光衰减器。6.根据权利要求1所述的检测器，其中所述流通池在所述波长选择模块之后进行，并且选择或调谐感兴趣的波长以匹配感兴趣的分析物的一个或多个光谱吸收特征。7.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：AC让诺特，D吉伦，AS普拉萨，S萨克塞纳，
申请(专利权)人：沃特世科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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