分光光度计校准方法和系统技术方案

一种校准包括闪光灯的分光光度计的方法。该方法包括：在分光光度计的单色仪处接收来自闪光灯的光，其中闪光灯是具有横向或轴向对准电极的短弧惰性气体闪光灯；将单色仪配置成以选定波长范围的多个波长中的每一个波长逐步透射接收的光，其中波长范围与根据闪光灯的已知光谱轮廓的波长特征相关联，并且其中波长特征是自吸收特征；以及确定闪光灯的光谱，其中所述光谱包括所述多个波长中的每一个波长的对应功率或强度值。该方法进一步包括：通过将所述光谱和与闪光灯相关联的预定参考光谱的片段进行比较来确定波长特征的波长校准误差值，其中预定参考光谱的片段包括与自吸收特征相关联的一个或多个波长；以及基于波长校准误差值来校准分光光度计。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分光光度计校准方法和系统相关申请的交叉引用本申请要求2018年4月24日提交的题为“分光光度计校准方法和系统(Spectrophotometercalibrationmethodsandsystems)”的澳大利亚临时专利申请第2018901361号的优先权，其全部内容通过引用结合于此。本申请还要求2018年10月31日提交的题为“具有独立光栅驱动的光学装置”的澳大利亚临时专利申请第2018904139号的优先权，其全部内容也通过引用结合于此。
本公开总体上涉及分光光度计校准方法和系统。
技术介绍
分光光度计是用于分析样品以识别感兴趣材料或物质(例如分子、元素或化合物)(即，分析物)的存在或确定其浓度的仪器。分光光度计被配置为将来自光源的呈紫外光(UV)、可见光或红外光(IR)范围内的光的形式的电磁能量引导至样品。例如，一种UV可见光谱方法将样品暴露在UV可见范围内的光线下。通过测量与样品相互作用后产生的光的特性(例如，样品透射、吸收、散射或发射的光的光强和/或波长)，可以评估分析物的类型或分析物的量。例如，与样品相关联的光吸收量可以与分析物浓度相关。闪光灯通常用作进行光谱分析的光源，因为它们通常产生均匀明亮且宽光谱的光发射。闪光灯是一种充气电弧灯，包括一对包含在气体外壳中的对置的放电电极，电流脉冲穿过所述气体产生电弧。在放电期间，电弧体积内的气体被加热并电离，产生等离子体。电弧发出的光是由原子和离子的离散发射和电极间热等离子体的宽带发射混合而成。分光光度计通常需要校准，以确保获得准确的波长和光谱带宽测量值。通常，与分光光度计中常规使用的光源不同的光源用于校准目的。例如，有时水银弧光灯由于其产生的发射线的数量和锐度而被用于校准。
技术实现思路
一些实施方案涉及校准包括闪光灯的分光光度计的方法，该方法包括：在所述分光光度计的单色仪处接收来自所述闪光灯的光，其中所述闪光灯是具有横向或轴向对准的电极的短弧惰性气体闪光灯；将所述单色仪配置成以选定波长范围的多个波长中的每一个波长逐步透射所接收的光，其中所述波长范围与根据所述闪光灯的已知光谱轮廓的波长特征相关联，并且其中所述波长特征是自吸收特征；确定所述闪光灯的光谱，其中所述光谱包括所述多个波长中的每一个波长的对应功率或强度值；通过将所述光谱和与所述闪光灯相关联的预定参考光谱的片段进行比较来确定所述波长特征的波长校准误差值，其中所述预定参考光谱的所述片段包括与所述自吸收特征相关联的一个或多个波长；以及基于所述波长校准误差值来校准所述分光光度计。所述波长范围可以被选择成基本上以与来自所述闪光灯的已知光谱轮廓中的所述自吸收特征相关联的波长为中心。在一些实施方案中，所述方法进一步包括确定一个或多个另外的波长校准误差；以及基于所述第一波长校准误差值和所述一个或多个另外的波长校准误差来校准所述分光光度计。确定一个或多个另外的波长校准误差可以包括：将所述单色仪配置成以选定的另一波长范围的另外多个波长中的每一个波长逐步透射所接收的光，其中所述另一波长范围与根据所述闪光灯的已知光谱轮廓的另一波长特征相关联；确定所述闪光灯的另一光谱，其中所述另一光谱包括所述另外多个波长中的每一个波长的对应功率或强度值；通过将所述另一光谱和与所述闪光灯相关联的预定参考光谱的另一片段进行比较来确定所述另一波长特征的另一波长校准误差值，其中所述预定参考光谱的所述另一段包括与所述另一波长特征相关联的一个或多个波长。例如，所述另一波长特征可以包括(i)另一自吸收特征和(ii)发射特征中的一个或多个。在一些实施方案中，所述方法进一步包括选择多个校准误差值和相关联的波长对，其中所述多个对包括所述第一波长校准误差值和所述一个或多个另外的波长校准误差中的至少两个；将所述多个校准误差值和相关联的波长对拟合到最小二乘二次曲线，以确定所述曲线的代表性方程的参数值；以及使用所确定的参数值根据所述代表性方程确定特定波长的所述波长校准误差值。例如，所述代表性方程可以是δλ＝Eλ2+Fλ,其中δλ为所述波长校准误差，λ为所述相关联的波长，并且E和F为所述参数值。在一些实施方案中，确定波长特征的所述波长校准误差值包括：根据所确定的光谱确定多个偏移光谱，其中每个偏移光谱与对应的偏移值相关联；确定多个相关值，所述多个相关值指示所述多个偏移光谱中的每一个与所述预定参考光谱的所述片段之间的相关性；确定相关值和对应偏移值对的至少一个子集与代表性相关曲线的最佳拟合，以确定所述代表性相关曲线的相关参数值；以及基于所确定的相关参数值来确定波长特征的所述波长校准误差值。在一些实施方案中，所述方法进一步包括确定所确定的相关值的最大相关值并使偏移值和相关值对的所述子集以所述最大相关值为中心。所述偏移光谱可以包括所确定光谱的一个版本，其中所述波长已经偏移了一个偏移值。在一些实施方案中，所述单色仪被配置为通过逐步改变所述分光光度计的所述单色仪的至少所述衍射光栅的旋转角度来透射所述多个波长中的每一个波长的光。在一些实施方案中，校准所述分光光度计包括基于所述波长校准误差值确定旋转角度调整值并通过所述旋转角度调整值调整所述分光光度计的所述单色仪的所述衍射光栅的旋转角度。在一些实施方案中，所述闪光灯包含氙气。在一些实施方案中，将所述单色仪配置成以选定波长范围的多个波长中的每一个波长逐步透射所接收的光包括将所述单色仪配置成以相对高的分辨率进行扫描。例如，所述选定选范围的所述多个波长中的至少一些可以以约0.05nm至约0.5nm范围内的波长间隔开。一些实施方案涉及校准包括闪光灯的分光光度计的方法，该方法包括：在所述分光光度计的单色仪处接收来自所述闪光灯的光，其中所述闪光灯是具有横向或轴向对准的电极的短弧惰性气体闪光灯；将所述单色仪配置成以选定波长范围的多个波长中的每一个波长逐步透射所接收的光，其中所述波长范围与根据所述闪光灯的已知光谱轮廓的波长特征相关联，并且其中所述波长特征是自吸收特征；确定所述闪光灯的光谱，其中所述光谱包括所述多个波长中的每一个波长的对应功率或强度值；将所确定的光谱的所述自吸收特征视为反峰；评估所述反峰的峰中心；基于所评估的峰值中心来校准所述分光光度计。一些实施方案涉及一种分光光度计，包括：具有横向或轴向对准电极的短弧惰性气体闪光灯；单色仪，其被布置成接收来自所述闪光灯的光，并逐步透射来自波长范围的多个选定波长中的每一个波长的光；检测器，其被布置为检测所述第一多个选定波长中的每一个波长的对应强度值；和计算设备，其包括处理器和存储介质，其中所述处理器被配置为执行存储在所述存储介质上的指令，以使所述分光光度计执行任一所述实施方案的方法。贯穿本说明书，词语“包括”或诸如“包含”之类的变型将被理解为暗示包括该元件、整体或一组步骤、或元素、整体或步骤，但是不排除任何其他元件、整体或步骤、或一组元件、整体或步骤。已经包括在本说明书中的对文档、动作、材料、装置、物品等的任何讨论不应被视为承认任何或所有这些事项：形成现有技术基础的一部分；是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种校准包括闪光灯的分光光度计的方法，所述方法包括：/n在所述分光光度计的单色仪处接收来自所述闪光灯的光，其中所述闪光灯是具有横向或轴向对准的电极的短弧惰性气体闪光灯；/n将所述单色仪配置成以选定波长范围的多个波长中的每一个波长逐步透射所接收的光，其中所述波长范围与根据所述闪光灯的已知光谱轮廓的波长特征相关联，并且其中所述波长特征是自吸收特征；/n确定所述闪光灯的光谱，其中所述光谱包括所述多个波长中的每一个波长的对应功率或强度值；/n通过将所述光谱和与所述闪光灯相关联的预定参考光谱的片段进行比较来确定所述波长特征的波长校准误差值，其中所述预定参考光谱的所述片段包括与所述自吸收特征相关联的一个或多个波长；以及/n基于所述波长校准误差值来校准所述分光光度计。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180424 AU 2018901361;20181031 AU 20189041391.一种校准包括闪光灯的分光光度计的方法，所述方法包括：
在所述分光光度计的单色仪处接收来自所述闪光灯的光，其中所述闪光灯是具有横向或轴向对准的电极的短弧惰性气体闪光灯；
将所述单色仪配置成以选定波长范围的多个波长中的每一个波长逐步透射所接收的光，其中所述波长范围与根据所述闪光灯的已知光谱轮廓的波长特征相关联，并且其中所述波长特征是自吸收特征；
确定所述闪光灯的光谱，其中所述光谱包括所述多个波长中的每一个波长的对应功率或强度值；
通过将所述光谱和与所述闪光灯相关联的预定参考光谱的片段进行比较来确定所述波长特征的波长校准误差值，其中所述预定参考光谱的所述片段包括与所述自吸收特征相关联的一个或多个波长；以及
基于所述波长校准误差值来校准所述分光光度计。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述波长范围被选择成基本上以与来自所述闪光灯的已知光谱轮廓中的所述自吸收特征相关联的波长为中心。


3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括：
确定一个或多个另外的波长校准误差；以及
基于所述第一波长校准误差值和所述一个或多个另外的波长校准误差来校准所述分光光度计。


4.根据权利要求3所述的方法，其中确定一个或多个另外的波长校准误差包括：
将所述单色仪配置成以选定的另一波长范围的另外多个波长中的每一个波长逐步透射所接收的光，其中所述另一波长范围与根据所述闪光灯的已知光谱轮廓的另一波长特征相关联；
确定所述闪光灯的另一光谱，其中所述另一光谱包括所述另外多个波长中的每一个波长的对应功率或强度值；
通过将所述另一光谱和与所述闪光灯相关联的预定参考光谱的另一片段进行比较来确定所述另一波长特征的另一波长校准误差值，其中所述预定参考光谱的所述另一段包括与所述另一波长特征相关联的一个或多个波长。


5.根据权利要求4所述的方法，其中所述另一波长特征包括(i)另一自吸收特征和(ii)发射特征中的一个或多个。


6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中所述方法进一步包括：
选择多个校准误差值和相关联的波长对，其中所述多个对包括所述第一波长校准误差值和所述一个或多个另外的波长校准误差中的至少两个；
将所述多个校准误差值和相关联的波长对拟合到最小二乘二次曲线，以确定所述曲线的代表性方程的参数值；以及
使用所确定的参数值根据所述代表性方程确定特定波长的所述波长校准误差值。


7.根据权利要求6所述的方法，其中所述代表性方程是：
δλ＝Eλ2+Fλ,
其中δλ为所述波长校准误差，λ为所述相关联的波长，并且E和F为所述参数值。


8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中确定波长特...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·威尔逊，D·戴斯，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US