确定通过比色皿的光程长度的方法技术

一种用于确定分光光度设备的比色皿的光程长度(L)的方法，包括：获得(720)至少其中液体零材料吸收的第一能量区中的所述液体零材料的单射束光谱(SBZ)；获得(740)至少所述第一能量区中的第二液体的单射束光谱(SB2)，所述第二液体具有不包括所述液体零材料的组成且在所述第一能量区中无吸收；从所述两个获得的单射束光谱(SBZ；SB2)确定(760)至少所述第一能量区中的所述液体零材料相对于所述第二液体的双射束光谱(DBZ)；以及根据从所述第一能量区获得的所确定的双射束光谱(DBZ)的光谱信息计算(780)通过所述比色皿的光程长度(L)。息计算(780)通过所述比色皿的光程长度(L)。息计算(780)通过所述比色皿的光程长度(L)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定通过比色皿的光程长度的方法
[0001]本专利技术涉及一种确定通过分光光度设备的比色皿的光程长度的方法和一种校正此设备的输出中与光程长度相关的振幅改变的方法。
[0002]分光光度设备通常包括光发射器和光检测器，其界定样本被定位到其中以供分析的光路的相对端。样本保持器，例如包括用于液体或其它可流动样本的样本比色皿，位于光路中并用于以可重复的方式将样本定位在其中。光谱仪，例如单色仪或干涉仪，也位于光路中，以将来自光发射器的光分离成与强度相关的窄光谱带，并将其输出以供光检测器检测，并且可以在光从光发射器到光检测器的行进方向上放置在样本保持器之前或之后。
[0003]样本保持器具有内部样本接收体积并且设置有表面，通常是相对的表面，所述表面的至少部分是穿越光路的光可透过的。这些透明部分之间的间隔确定通过样本保持器并且因此通过保持在样本保持器的样本接收体积中的样本的光程长度。
[0004]在任何分光光度设备中获得必要的光谱数据的常见方式是通过生成样本的透射率(或吸收率)光谱。为此，获得所谓的单射束光谱(SB
S
)，其包括与样本和用于生成其的设备的组件相关的光谱数据。为了隔离仅与样本有关的光谱数据，通常会在例如水或水基材料(例如，如果待测量的样本是液体)或空气(例如，如果待测量的样本是固体)等所谓的零材料上测量类似的单射束光谱(SB
Z
)。此单射束光谱(SB
Z
)包含与设备的组件相关的与样本光谱(SB
S
)相同的效应，但是归因于样本的效应不存在。然后采用零材料光谱来提供跨光谱数据收集于其内的光谱区的波长相关零电位。
[0005]随后将样本的单波束光谱(SB
S
)除以零材料的单波束光谱(SB
Z
)，所述两个单波束光谱的波长在所有相应光谱中是相同的，以获得样本的所谓的双波束光谱(DB
S
)，所述双波束光谱是样本相对于零材料的透明度光谱并且实质上仅与样本的透射性能有关。众所周知，取所述透明度光谱的负log
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会得到样本的吸收光谱。这些操作是在计算装置的算术单元中执行的，所述计算装置与分光光度设备相关联并且与所述设备集成设置或单独设置但与所述设备可操作地连接，例如呈适当编程的个人计算机的形式。
[0006]随着时间的流逝，分光光度设备的输出往往会有所变化。此变化的一方面可以被描述为振幅改变，其结果是：在不同的时间在两个其它方面类似的分光光度设备中或在同一分光光度设备的两次运行时在同一样本的相同波长下测得不同振幅。这通常是由于样本保持器的磨损导致相对透明部分之间的间隔发生变化并且因此导致通过样本保持器的光程长度发生变化而导致的。如已知的，根据比尔
‑
朗伯定律(Beer
‑
Lambert law)，给定能量(波长或波数)下样本对光的吸收率与通过样本的光程长度成比例。因此，随着样本保持器磨损并且光程长度改变，分光光度设备的输出的振幅也会改变并且需要以规律的间隔得到补偿。
[0007]为了补偿由于样本保持器磨损引起的分光光度设备的输出的振幅改变，例如从US5,933,792已知对所谓的标准化液体(通常也称为“平衡液”)采用双射束光谱测量。这种标准化液体是一种具有精确控制的化学组成的液体，导致光谱仪记录的光谱展示在预定频率范围内具有特性强度的特性图案。US 5,933,792中描述的标准化液体是丙醇水溶液。与图案相关的强度信息在算术单元中同与参考图案相关的相应强度信息进行比较，所述参考
图案先前已被定义为来自标准化液体的所要标准响应。然后，基于比较，算术单元生成数学变换，所述数学变换描述由分光光度设备记录的光谱的图案的强度到参考图案的所要标准响应的强度的变换。存储此数学变换以供算术单元访问以应用于未知样本的光谱，随后由分光光度设备记录所述光谱以生成其中补偿了由于样本保持器磨损引起的振幅改变的光谱。这种已知补偿方法的一个问题是它需要精确控制标准化液体的组成。
[0008]从US 9,874,515中获知了一种在不使用特特殊组成的标准化液体的情况下补偿分光光度设备的输出中的振幅改变的方法。此处，使用液体零材料(通常是水并且不需要困难的制造)代替单独的标准化液体。零材料(SB
Z
)(通常是水)的单射束光谱用于确定数学变换，所述数学变换再次描述由分光光度设备记录的光谱到不受样本保持器磨损影响的光谱的变换。令人遗憾的是，如此记录的零射束吸收光谱(SB
Z
)不仅包含关于比色皿中的零材料的信息，而且还包含关于光发射器与光检测器之间的光路内的包含大气空气中的要素和与光学组件相关联的要素在内的要素的背景信息，所述背景信息与所述零材料无关，但其会影响光强度。为了移除此背景信息，US 9,874,515提出的一种解决方案是确定空气的单射束吸收光谱(SB
A
)，其因而将含有与水的零射束吸收光谱(SB
Z
)的背景信息相同的背景信息，但当然，没有来自水的任何比重。因此，零材料的双射束光谱(DB
Z
)，本质上是零材料相对于空气的透射光谱，将实际上仅与零材料的透射性质有关。然而，典型的比色皿的相对透明窗之间的间距为约50μm。这使得难以确保在此背景测量期间移除所有样本并且比色皿中仅存在空气。每次补偿测量都拆卸并彻底干燥比色皿是不切实际的，就像每次补偿测量都用干燥的比色皿替换样本比色皿一样。此外，由于来自比色皿窗的多次反射，在将空气引入到比色皿中后出现的所记录光谱中的干涉条纹进一步使分析复杂化。
[0009]US 9,874,515中提出的另一解决方案是对背景信息进行数学估计。然而，此估计已经表明在某些情况下以及对于某些应用不够准确。
[0010]本专利技术的一目标是减轻与至少一种已知方法相关的一个或多个问题。
[0011]根据本专利技术的第一方面，提供一种方法。一种用于确定分光光度设备的比色皿的光程长度的方法，所述分光光度设备包含光谱仪并具有与其相关联的计算装置，所述方法包括：借助于光谱仪将至少其中液体零材料吸收的第一能量区中保持在比色皿中的液体零材料的单射束光谱获得到计算装置中；借助光谱仪将至少第一能量区中的第二液体的单射束光谱获得到计算装置中，所述第二液体替代比色皿中的液体零材料并且具有不包括液体零材料的组成且在第一能量区中无吸收；在计算装置中从两个单射束光谱确定至少第一能量区中的液体零材料相对于第二液体的双射束光谱；以及在计算机装置中根据从第一能量区获得的所确定的双射束光谱的光谱信息计算通过比色皿的光程长度。由于所采用的能量区是其中第二液体没有表现出明显吸收的能量区，因此控制第二液体中引起特性吸收的组分的量并不重要。
[0012]在一些实施例中，液体零材料是水。这样做的优点是不需要特殊的准备，例如化学组分的精确混合。
[0013]在一些实施例中，第二液体和液体零材料是不混溶的(至少在另一种液体中存在的一种液体的量不会可检测地更改针对所述另一种液体记录的单射束光谱的程度)，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定分光光度设备(100)的比色皿(620)的光程长度(L)的方法，所述分光光度设备(100)包含光谱仪(300)并具有与其相关联的计算装置(510)，所述方法包括：借助于所述光谱仪(300)将至少其中液体零材料吸收的第一能量区中保持在所述比色皿(620)中的所述液体零材料的单射束光谱(SB
Z
)获得(720)到所述计算装置(510)中；借助所述光谱仪(300)将至少所述第一能量区中的第二液体的单射束光谱(SB2)获得(740)到所述计算装置(510)中，所述第二液体替代所述比色皿(620)中的所述液体零材料并且具有不包括所述液体零材料的组成且在所述第一能量区中无吸收；在所述计算装置(510)中从所述两个获得的单射束光谱(SB
Z
；SB2)确定(760)至少所述第一能量区中的所述液体零材料相对于所述第二液体的双射束光谱(DB
Z
)；以及在所述计算机装置(510)中根据从所述第一能量区获得的所确定的双射束光谱(DB
Z
)的光谱信息计算(780)通过所述比色皿(620)的光程长度(L)。2.根据权利要求1所述的方法，其中通过在所述计算机装置(510)中将数学模型应用于从所述第一能量区获得的所确定的双射束光谱(DB
Z
)的所述光谱信息来计算所述光程长度(L)，所述数学模型被构建成将所述光谱信息的特征与光程长度(L)联系起来。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述数学模型是使用从所述液体零材料相对于所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：福斯分析仪器公司，
类型：发明
国别省市：