基于光学参考的吸光度检测方法及系统技术方案

公开了用于UV‑VIS分光光度计的系统和方法，例如包括在高性能液相色谱系统中的UV‑VIS检测器单元。在一个示例中，用于UV‑VIS检测器单元的系统可以包括：第一光源、信号检测器、位于所述第一光源和所述信号检测器之间的流动路径、第二光源和参考检测器。所述第一光源、所述信号检测器和所述流动路径沿第一轴对齐，所述第二光源和所述参考检测器沿不同于所述第一轴的第二轴对齐。

Absorbance detection method and system based on optical reference

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于光学参考的吸光度检测方法及系统相关申请的交叉引用本申请要求于2017年7月14日提交的名称为“SYSTEMSANDMETHODSFORANABSORBANCEDETECTORWITHOPTICALREFERENCE”的美国临时申请No.15/650,746的优先权，其全部内容通过引用整体并入本申请。背景和概述分光光度计根据波长定量测量材料的光反射或透射特性。UV-VIS分光光度计利用紫外光(UV)和电磁光谱中可见区域的光(VIS)，检测和识别液体样品中的分析物。例如，UV-VIS分光光度计可以作为检测器包括在例如高效液相色谱(HPLC)、二维色谱、离子色谱和超高压液相色谱(UHPLC)系统等的液相色谱系统中。HPLC系统可以使用一个或多个泵，使包含样品混合物的加压液体溶剂(也称为“流动相”)通过填充有固体吸附剂材料(也称为“固相”)的色谱柱。样品混合物中的每种组分(例如分析物)由于其化学组成和结构，与流动相和固相的相互作用不同；对流动相具有较高亲和力的组分将更快地通过色谱柱，而对固相具有更高亲和力的组分将更慢地通过色谱柱。例如，不同组分的不同流速，可以纯化复杂混合物的组分。又例如，可以基于特定组分保留在色谱柱上的时间量(例如，保留时间)来对该特定组分进行识别。每种组分从色谱柱中洗脱出后，相应的成分可以流过检测器(例如UV-VIS分光光度计)。然而，本申请的专利技术人已经认识到上述配置的问题。为了准确地确定样品吸收的光量，通过参考检测器获得的参考信号来确定杂散光以及光强度的波动。在上述配置中，通常会存在一个分束器，以将光源发出的一部分光转移到参考检测器。然而，这种配置增加了系统的光路，从而增加了系统的成本和尺寸。此外，一部分光束远离样品可能会降低样品吸光度测量的灵敏度。本申请的专利技术人已经认识到上述问题，并设计了一种至少部分解决上述问题的方法。在一个示例中，上述问题可以通过一种系统来解决，该系统包括第一光源、信号检测器、位于所述第一光源和所述信号检测器之间的流动路径、第二光源和参考检测器。所述第一光源、所述信号检测器和所述流动路径沿第一轴对齐，所述第二光源和所述参考检测器沿不同于所述第一轴的第二轴对齐。通过这样的方式，可以提供第二光源作为参考光源，从而允许基本上所有来自主光源的光被引导至样品。此外，提供参考光源的目的之一，是可以减少或消除对分束器的依赖。第一光源和第二光源可以串联电耦合，由相同的热控制装置冷却，和/或以其他方式匹配，使得第二光源也经历第一光源经历的光强度波动。单独依据以下具体实施方式或依据以下具体实施方式与附图的结合，本说明书的上述优点和其他优点以及特征将是显而易见的。应当理解，提供以上概述是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一些概念。其并不意味着定义所要求保护的主题的关键或必要特征，所要求保护的主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。附图说明图1示出了高效液相色谱(HPLC)系统的示意图。图2示出了利用来自单个光源的反向散射光作为参考光束的UV-VIS检测器单元的第一实施例。图3示出了利用来自单个光源的反向散射光作为参考光束的UV-VIS检测器单元的第二实施例。图4示出了利用来自单个光源的反向散射光作为参考光束的UV-VIS检测器单元的第三实施例。图5示出了示例性的包括反射器以从单个光源生成参考光束的UV-VIS检测器单元。图6A示出了示例性的耦合到公共基板的第一光源和第二光源的配置，其中，第一光源和第二光源中的每一个均包括多个光发射器。图6B示出了示例性的串联电耦合的两个光源的电路。图7示出了UV-VIS检测器单元的第一实施例，该UV-VIS检测器单元包括用于询问样品(interrogateasample)的第一光源和为第一光源提供参考光束的第二光源。图8示出了UV-VIS检测器单元的第二实施例，该UV-VIS检测器单元包括用于询问样品的第一光源和为第一光源提供参考光束的第二光源。图9示出了UV-VIS检测器单元的第三实施例，该UV-VIS检测器单元包括用于询问样品的第一光源和为第一光源提供参考光束的第二光源。图10示出了UV-VIS检测器单元的第四实施例，该UV-VIS检测器单元包括用于询问样品的第一光源和为第一光源提供参考光束的第二光源。图11示出了UV-VIS检测器单元的第五实施例，该UV-VIS检测器单元包括用于询问样品的第一光源和为第一光源提供参考光束的第二光源，其中，第一光源和第二光源中的每一个均包括多个光发射器。图12示出了UV-VIS检测器单元的实施例，该UV-VIS检测器单元包括主信号检测器和次级检测器，用于测量被样品背向反射的光。图13示出了能够同时进行吸光度测量和荧光测量的UV-VIS检测器单元的实施例。图14示出了包括具有多个样品流路的流通池的UV-VIS检测器单元的实施例。图15A和15B示出了包括模块化光源的UV-VIS检测器单元的实施例。图16示出了UV-VIS检测器单元的实施例，该UV-VIS检测器单元包括在光源和流通池之间的分束器，该分束器用于将来自光源的一部分光引导至参考检测器。图17示出了示例性的通过UV-VIS检测器单元确定样品吸光度的方法的高阶流程图。图18示出了示例性的用于控制多个光源发射器的方法。图19示出了示例性的用于通过调节光源强度和/或检测器增益来扩展UV-VIS检测器动态范围的方法。图20示出了示例性的用于通过使用样品的背向反射作为样品测量模式来扩展UV-VIS检测器检测范围的方法。图21示出了示例性的使用UV-VIS检测器单元同时执行吸光度测量和荧光测量的方法。图22示出了示例性的使用UV-VIS检测器单元同步执行吸光度测量和荧光测量的方法。图23示出了示例性的光发射器的功率输出和温度随时间的变化。图24示出了示例性的通过增加光源的强度来改变检测器响应曲线，以便将检测范围扩展到更高浓度的分析物的过程。图25示出了示例性的在脉冲操作模式下的光发射器功率输出和温度。图26示出了示例性的在三种不同工作温度下光发射器电流与功率之间的关系。图27示出了示例性的在三种不同工作温度下光发射器电压与电流之间的关系。图28示出了示例性的在三个不同操作温度下光发射器的发射光谱与发射相对强度之间的关系。图29示出了示例性的样品吸收度和样品荧光图的色谱图。图30示出了示例性的包括参考选择器的比例放大器的示意图，该参考选择器可以用于调节检测器系统的一个或多个参数。具体实施方式本说明书涉及UV-VIS检测器单元。UV-VIS检测器单元可以被包括在HPLC系统中，比如图1所示的示例性HPLC系统。示例性的UV-VIS检测器单元实施例参照图2-5和图7-16。具体地，图2-5和图16的示例性实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：/n第一光源；/n信号检测器；/n位于所述第一光源和所述信号检测器之间的流动路径，其中，所述第一光源、所述信号检测器和所述流动路径沿第一轴对齐；/n第二光源；以及/n参考检测器，所述第二光源和所述参考检测器沿不同于所述第一轴的第二轴对齐。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170714 US 15/650,7461.一种系统，包括：
第一光源；
信号检测器；
位于所述第一光源和所述信号检测器之间的流动路径，其中，所述第一光源、所述信号检测器和所述流动路径沿第一轴对齐；
第二光源；以及
参考检测器，所述第二光源和所述参考检测器沿不同于所述第一轴的第二轴对齐。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一光源和所述第二光源安装在公共基板上。


3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述公共基板耦合到热控制装置。


4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述公共基板、所述第一光源和所述第二光源被容纳在可移动模块上，所述可移动模块被配置为从壳体插入和移除，所述壳体容纳有所述信号检测器、所述流动路径、所述参考检测器，且所述信号检测器、所述流动路径和所述参考检测器固定地耦合到所述壳体。


5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一光源安装在第一基板上，且所述第二光源安装在第二基板上。


6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述第一基板和所述第二基板分别耦合到公共热控制装置。


7.根据权利要求5所述的系统，其中，所述第一基板耦合到第一热控制装置，且所述第二基板耦合到第二热控制装置。


8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述第一热控制装置与所述第二热控制装置在尺寸、热容量、热导率、热扩散率和热质量中的至少一个方面不同。


9.根据权利要求5所述的系统，所述系统还包括控制器，所述控制器被配置为使所述第一光源的光强度与所述第二光源的光强度相关。


10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述控制器还被配置为：
基于所述信号检测器的输出确定样品透射率信号；
基于所述参考检测器的输出确定参考信号；
基于所述参考信号和相关因子，计算参考校正值，所述相关因子是使所述第一光源的光强度与所述第二光源的光强度相关的因子；以及
基于所述样品透射率信号和所述参考校正值计算样品的吸光度。


11.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括温度传感器，所述温度传感器被配置为测量所述第一光源的温度和/或所述第二光源...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·布伦森，J·C·弗莱塔格，T·汤普森，
申请(专利权)人：锋翔科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US