红外光谱学系统技术方案

一种用于光谱仪(501)中的样品载玻片(100)，其中，所述样品载玻片包括：多个样品接收部分(111到114)，所述多个样品接收部分设置在所述载玻片的样品侧(115)上；和多个光束接收部分(121到124)，所述多个光束接收部分设置在所述载玻片的光束接收侧(125)上，每个光束接收部分与相应的样品接收部分相反地设置，并且其中，每个光束接收部分被配置成用作内部反射元件(IRE)。一种与光谱仪(501)一起使用的装置(300)包括：载物台(330)，所述载物台被配置成接收样品载玻片(100)；和移动机构(360)，所述移动机构被配置成相对于所述装置的样品测量位置(320)移动所述样品载玻片。本发明专利技术还公开了用于制备样品和测量样品的相关联方法。

Infrared spectroscopy system

A sample slide (100) for use in a spectrometer (501), wherein the sample slide comprises: a plurality of sample receiving parts (111 to 114), wherein the plurality of sample receiving parts are arranged on the sample side (115) of the slide; and a plurality of beam receiving parts (121 to 124), wherein the plurality of beam receiving parts are arranged on the beam receiving side (125) of the slide, and each beam is connected The receiving section is set opposite to the corresponding sample receiving section, and each beam receiving section is configured to act as an internal reflection element (IRE). A device (300) for use with a spectrometer (501) includes a stage (330) configured to receive a sample slide (100), and a moving mechanism (360) configured to move the sample slide relative to the sample measurement position (320) of the device. The invention also discloses an associated method for preparing samples and measuring samples.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】红外光谱学系统专利
本专利技术涉及用于执行红外光谱学分析的设备和方法，并且特定来说，但不排它地，用于执行ATR-FTIR光谱学分析。
技术介绍
傅里叶变换红外(FTIR)光谱学是化学科学中常用的一种技术，以便用于识别化学键的离散振动。这种技术使用中红外(MIR)区域(4000到400cm-1)中(即在与化学键振动的频率范围相同的频率范围内)的光。已知生物分子在该波长范围内主动振动，并且因此FTIR光谱学适用于生物学应用。当用MIR光辐射生物样品时，该能量中的一些被样品吸收。给定样品的吸收曲线代表样品中存在的化学键，并且可以被用于表征复杂的生物材料。使用FTIR光谱学的特定类型的分析的示例是对增生性疾病(例如，癌症)的研究，所述疾病由不受控制和不受调节的细胞增生引起，并且在一些情况下可以导致肿瘤的形成。在FTIR光谱学中使用三种主要采样模式：透射、透反射和衰减全反射(ATR)。在“透射”模式中，MIR光直接通过或透射穿过已经沉积在IR透明基板(例如，CaF2或BaF2)上的给定样品。由于该模式依赖于通过样品的IR光束，因此存在对最大样品厚度和水含量的限制。在“透反射”模式中，样品沉积在IR反射性载玻片(例如，低辐射或金属涂覆的)上。MIR光通过样品，并且然后其被朝向检测器往回反射。由于光束有效地通过样品两次，样品厚度对路径长度和因此信号强度具有直接影响。如果样品中总是存在水，这也允许水的进一步吸收。由于光与基板的反射性表面的不确定的相互作用，在本领域中存在一些对与这种采样形式的关注。“衰减全反射”(ATR)采用内反射元件(IRE)，IR光束通过所述内反射元件。样品直接沉积到IRE上，并且与其维持紧密接触。这些IRE可以由包含金刚石、锗、硒化锌或硅的多种不同的材料制成。每种材料在折射性质方面略有不同。当IR光以超过定义的角度(被描述为临界角)通过IRE时，光通过该介质在内部反射。当光束遇到IRE和样品界面时，这会导致产生穿透到样品中的倏逝波。这种穿透的深度取决于光的波长、IRE和样品的折射率以及入射角：然而，通常在0.5μm到2μm之间的区域中。然后，光束被IRE朝向检测器反射。ATR-FTIR的一个益处是水吸光度对IR光谱的影响减小，从而允许对含水样品进行诊断或分析。这对于本质上将含有水的生物样品特别重要。尽管水分子在这种采样模式中仍然吸收，但倏逝波的穿透深度远小于透射和透反射FTIR光谱学的路径长度。因此，少得多的水被采样，从而允许基于样品的吸光度仍然被监测。因此，这种技术很好地适用于分析生物样品，特别是生物流体。已知这些信息丰富并且已被示出适合用于检测患者人群中的疾病。已经示出，这种技术能够使用来自433名患者队列的血清来诊断一系列严重程度的脑肿瘤(Hands等人，2016年；Hands等人，2014年)。最近，在WO2014/076480中已经描述了通过对血液样品执行衰减全反射——傅里叶变换红外(ATR-FTIR)光谱学分析来诊断脑癌的方法。与传统ATR-IR(其中样品放置在基板上，所述基板然后被带到与ATR晶体接触)相反，ATR晶体被用作样品的基板。该方法提供了护理点和非破坏性诊断测试。然而，在实施光谱学分析之前，需要仔细制备血液样品，并且在ATR晶体可以重新用于分析另一个样品之前彻底清洁和干燥ATR晶体，这既费时又昂贵。因此，尽管ATR-FTIR适合用于分析生物样品，但是显着的仪器限制是ATR-FTIR光谱仪或用于FTIR光谱仪的ATR附件通常由单个IRE组成。由于样品直接放置在该IRE上，这将这种技术限制为单个样品方法，其中在可以使用仪器分析下一个样品之前，需要制备、分析样品，从IRE中移除样品，后续接着彻底清洁IRE。在像血清一样的生物流体的情况下，由于需要干燥样品以发掘微妙的生物分子信息，因此该过程显着延长。这花费的时间取决于体积，但已经确定对于1μL血清斑点为8分钟。因此，这种方法不能被视为高通量的。这种限制的原因包含当前IRE的高成本，以及针对特定附件的工程要求。US7255835(Franzen等人)公开了一种用于在FTIR显微镜中获取溶解的样品的红外光谱的设备和方法。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于光谱仪中的样品载玻片，其中所述样品载玻片包括：多个样品接收部分，所述多个样品接收部分设置在所述载玻片的样品侧上，和多个光束接收部分，所述多个光束接收部分设置在所述载玻片的光束接收侧上，每个光束接收部分与相应的样品接收部分相反地布置，并且其中，每个光束接收部分被配置成用作内反射元件(IRE)。提供具有多个样品接收部分的样品载玻片允许从单个载玻片执行多次测量的可能性，而不必在连续测量之间移除和替换所述样品载玻片，特别是当与本专利技术的第二方面中所描述的装置结合使用时。这可以避免像当前实践那样在连续测量之间移除、清洁和干燥IRE，因此准许高通量ATR-FTIR分析。所述样品接收部分可以被对准，例如可以相对于所述载玻片纵向地对准。所述样品接收部分可以限定或可以布置为一行样品接收部分。在另一个实施例中，所述样品接收部分可以提供为或可以限定多行样品接收部分。每行可以包括多个对准的样品接收部分。所述样品载玻片可以包括被布置成一行的多个样品接收部分。举例来说，载玻片可以包括被布置成一行的四个样品接收部分。这可以允许一个样品接收部分被用于背景测量，并且三个样品接收部分被用于来自患者的三次测量。将了解，取决于希望从单个载玻片进行的测量的数量，可以设想任何数量的样品接收部分。所述样品载玻片可以包括多个样品接收部分，所述多个样品接收部分被布置成多行(例如，成网格图案)。举例来说，所述载玻片可以包括24个样品接收部分，所述24个样品接收部分被布置成6个4行(4×6)，例如，类似于24孔板布置。举例来说，所述载玻片可以包括96个样品接收部分，所述96个样品接收部分被布置成12个8行(8×12)，例如，类似于96孔板布置。这可以允许每行中的一个样品接收部分被用于背景测量，并且对于每行，多个样品接收部分被用于来自患者的多次测量。将了解，取决于希望从单个载玻片进行的测量的数量，可以设想任何数量的样品接收部分用于这样的网格状或孔板状布置。可替选地，具有被布置成一行的多个样品接收部分的多个载玻片可以组合，例如，可以彼此相邻(例如，横向地和/或纵向地)放置。该布置可以允许使用多个“单行”载玻片形成具有被布置成多行的多个样品接收部分的网格图案。一个或多个样品接收部分可以例如相对于所述载玻片的表面(例如，相对于所述载玻片的样品侧上的外表面)限定凹入部分或者可以由凹入部分组成。可替选地，或另外，一个或多个样品接收部分可以例如相对于所述载玻片的表面(例如，相对于所述载玻片的样品侧上的外表面)由升高部分包围。通过这样的设置，可以减少或避免相邻样品接收部分之间的交叉污染的风险。通常，一个或多个样品接收部分(例如，样品接收部分)可以被配置成在使用中接收或支撑干燥样品。在实施例中，一个或多个样品接收部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用在光谱仪中的样品载玻片，其中，所述样品载玻片包括：/n多个样品接收部分，所述多个样品接收部分设置在所述载玻片的样品侧上，和/n多个光束接收部分，所述多个光束接收部分设置在所述载玻片的光束侧上，每个光束接收部分与相应的样品接收部分相反地布置，并且其中，每个光束接收部分被配置成用作内反射元件(IRE)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170331 GB 1705221.8;20170912 GB 1714643.21.一种用在光谱仪中的样品载玻片，其中，所述样品载玻片包括：
多个样品接收部分，所述多个样品接收部分设置在所述载玻片的样品侧上，和
多个光束接收部分，所述多个光束接收部分设置在所述载玻片的光束侧上，每个光束接收部分与相应的样品接收部分相反地布置，并且其中，每个光束接收部分被配置成用作内反射元件(IRE)。


2.根据权利要求1所述的样品载玻片，其中，所述样品接收部分相对于所述载玻片纵向地对准和/或布置为一行或多行样品接收部分。


3.根据权利要求1或2所述的样品载玻片，其中，一个或多个样品接收部分限定凹入部分或由凹入部分组成，或者其中，一个或多个样品接收部分由升高部分围绕。


4.根据前述权利要求中任一项所述的样品载玻片，其中，一个或多个样品接收部分被配置成在使用中接收或支撑干燥样品。


5.根据前述权利要求中任一项所述的样品载玻片，其中，每个光束接收部分包括多个对准的、平行的和/或相邻的凹槽和/或棱镜。


6.根据前述权利要求中任一项所述的样品载玻片，其中，所述载玻片具有在300μm到700μm的范围内的厚度。


7.根据前述权利要求中任一项所述的样品载玻片，其中，每个凹槽具有在50μm到500μm的范围内的宽度。


8.根据前述权利要求中任一项所述的样品载玻片，相邻的凹槽之间的间距在0μm到200μm的范围内。


9.根据前述权利要求中任一项所述的样品载玻片，其中，所述样品载玻片由硅制成。


10.根据前述权利要求中任一项所述的样品载玻片，其中，所述样品载玻片包括载玻片保持器，或设置在所述载玻片保持器之上或之内，或附接到所述载玻片保持器，其中，所述载玻片保持器具有对应于显微镜载玻片的标准尺寸的尺寸。


11.一种与光谱仪一起使用的装置，所述装置包括：
载物台，所述载物台被配置成接收样品载玻片；和
移动机构，所述移动机构被配置成相对于所述装置的样品测量位置移动所述样品载玻片。


12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述样品载玻片是根据权利要求1到10中任一项所述的载玻片。


13.根据权利要求11或12所述的装置，其中，所述移动机构被配置成移动所述载物台。

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【专利技术属性】
技术研发人员：马修·J·贝克尔，马克·黑盖蒂，霍利·吉恩·巴特勒，戴维·帕尔默，
申请(专利权)人：斯特拉斯克莱德大学，
类型：发明
国别省市：英国;GB