【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种改进的样品保持器。具体地，本专利技术的实施方案涉及用于分子吸收光谱法的样品保持器、包括样品保持器的分光光度计、以及使用分光光度计分析设置在样品保持器中的测量样品的方法。
技术介绍
1、在吸收光谱法领域，会测量液体物质的光学吸收光谱。所述吸收光谱是对作为光波长函数的光衰减的测量。在简单的分光光度计中，测量样品被放入透明容器中，通常称为比色皿、样品池或样品保持器。已知波长和强度的光入射到样品保持器的一侧，并且检测器测量从样品保持器离开的光的强度。样品保持器的形状决定了光穿过样品的距离。这个距离被称为样品保持器的光学路径长度。通常，穿过测量样品的光遵循已知的关系，使得可以基于吸收光谱来确定测量样品的性质。换句话说，如果给定物质的吸收光谱是已知的，则可以确定其在测量样品中的存在和浓度。
2、通常溶液中感兴趣的化合物是高度浓缩的。例如，当测量吸光度时，某些生物样品，如蛋白质、dna或rna的浓度通常在分光光度计的线性范围之外。因此，通常需要稀释样品来测量落在仪器线性范围内的吸光度值。传统上，浓缩的样品在分析前被稀释，以获得合适的吸光度(通常在0.2至1.2吸光度单位的范围内)，光学路径长度大约在1至10mm之间。在某些情况下，需要对样品进行多次稀释，这就有可能在测量和下游应用中引入人为错误和不准确性。此外，执行额外稀释步骤的需要导致测量耗时且费力。因此，理想的情况是可以在不知道可能浓度的情况下采集现有样品并在不稀释的情况下测量这些样品的吸收。
3、传统上，分光光度计中与样品保持器相关联的光学路径长
4、例如，ctechtm系统通过提供一个可在样品保持器内竖直方向上移动的光纤探针，使得可以在可变路径长度下测量样品吸光度。探针提供光线来测量样品保持器内的样品。检测器被设置成接收从探针发出并穿过样品的光。探针在样品保持器中样品内的移动有效地为分析提供了可变的路径长度。
5、然而，相对于检测器在样品内缓慢移动探针以实现准确且可行的测量可能是一个耗时的过程。此外，ctechtm系统移动探针，一次测量一个路径长度，并基于回归分析计算样品属性。通常，很难实现测量的最佳信噪比。
6、探针的移动还会导致从探针发出的光辐射强度不稳定，这会影响低吸光度样品的测量准确度。此外，探针与驱动组件相关联，该驱动组件包括用于影响探针的直线运动的马达。系统提供准确且可重复测量的能力依赖于驱动组件操作的准确度和可重复性。不可避免地，机械部件在驱动组件内的运动将产生不准确性，例如由于滞后、热膨胀、摩擦、由于间隙产生的运动、以及各种与马达相关的误差。驱动组件也会受到磨损。因此，需要经常检查和维护，以保持可接受的准确度。此外，对于低浓度样品，必须使用相对较长的路径长度(例如高达15mm)，这需要相对较大的样品体积。如果样品供应非常短缺和/或非常昂贵，这可能是不利的。
7、在另一个例子中，nanodroptm分光光度计提供了一种样品保持器，用于在两个相对的表面之间保持测量样品。两个相对的表面可以相对于彼此移动，以有效地提供光学路径长度的变化。然而，依靠移动部件来提供路径长度的变化在测量的准确度和可重复性方面具有固有的限制。在另一个例子中，unchained labs lunatic分光光度计提供具有两种路径长度的用于承载样品的样品池。样品池在测量方向上提供样品池厚度的离散变化，从而提供两种不同的离散路径长度。在这两个例子中，仅提供了有限数量的离散路径长度。此外，在某些测量中可能难以达到可接受的准确度，特别是在短路径长度下(例如，通常在50-100um的区域内)。对于50μm的路径长度，需要小于500nm的误差才能达到1％的准确度，这可能非常难以实现。
8、本专利技术的实施方案可提供一种样品保持器、一种分光光度计、以及一种操作方法，其克服或改善上述一个或多个缺点或问题，或者至少为消费者提供有用的选择。
9、本文对专利文件或被鉴定为现有技术的任何其他事项的引用，不应被视为承认该文件或其他事项是已知的，或者其包含的信息是在任何权利要求的优先权日的常识的一部分。
技术实现思路
1、根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于分子吸收光谱法的样品保持器，所述样品保持器包括
2、具有第一预定几何形状的第一表面，以及
3、具有第二预定几何形状的第二表面，所述第一表面与所述第二表面相对，
4、所述样品保持器被配置为在所述第一表面与所述第二表面之间保持测量样品，使得所述第一表面与所述第二表面之间的距离限定所述样品保持器的光学路径长度，
5、其中，所述第一表面和所述第二表面的预定几何形状提供横跨所述样品保持器的连续可变截面，以便提供连续的光学路径长度范围。
6、所述样品保持器可以被配置成保持具有任何合适黏稠度的任何合适的测量样品。例如，所述测量样品可以具有任何粘度。典型地，所述样品是液体样品。
7、第一预定几何形状可以与第二预定几何形状相同。可替代地，第一预定几何形状可以不同于第二预定几何形状。
8、第一和第二表面的预定几何形状提供了横跨所述样品保持器的连续可变截面，这有利地提供了连续的光学路径长度范围，而不需要与测量样品接触的移动部件，从而避免了与这种移动部件相关的不准确性。
9、所述连续可变截面可以包括：第一测量区，在所述第一测量区中所述第一表面与所述第二表面之间的最小距离限定了最小光学路径长度；以及第二测量区，在所述第二测量区中所述第一表面与所述第二表面之间的最大距离限定了最大光学路径长度。所述连续可变截面可以在所述第一测量区与所述第二测量区之间提供连续的光学路径长度范围。
10、在一些实施方案中，第一表面可以接触第二表面，以在第一测量区中提供为零的最小光学路径长度。在其他实施方案中，第一表面可以不接触第二表面，并且最小光学路径长度可以接近于零。因此，所述样品保持器可以有利地提供从零到任何期望的最大路径长度的连续光学路径长度范围。实际上，如本文所述，将所述样品保持器的第一和第二表面布置成具有接触点或接近接触点提供了表面相对于彼此的准确定位和非零路径长度的准确控制。
11、第一和第二表面可以具有任何合适的几何形状，以提供所述样品保持器所需的连续可变截面。例如，第一和第二表面中的一者或两者可以是弯曲的。一个或多个表面的曲率可以遵循规则或不规则的预定几何形状。典型地，第一表面可以是弯曲的。第二表面可以是平坦的或基本平坦的。
12、在一些实施方案中，所述第一预定几何形状和所述第二预定几何形状中的一者或两者由以下中的任一项定义：
13、球体，
14、抛物面圆柱体，
15、圆形抛物面，
16、椭圆抛物面，以及
17、任意光滑的非球面。
18、在根据本专利技术实施方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于分子吸收光谱法的样品保持器，所述样品保持器包括：
2.根据权利要求1所述的样品保持器，其中，所述连续可变截面包括
3.根据权利要求2所述的样品保持器，其中，在所述第一测量区中，所述第一表面接触所述第二表面以提供为零的最小光学路径长度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的样品保持器，其中，所述连续的光学路径长度范围提供了大约1μm至3mm数量级的路径长度变化。
5.根据前述权利要求中任一项所述的样品保持器，其中，所述第一表面是弯曲的。
6.根据权利要求5所述的样品保持器，其中，所述第一预定几何形状和所述第二预定几何形状中的一者或两者由以下中的任一项定义：
7.根据权利要求5所述的样品保持器，其中，所述第二表面基本上是平坦的。
8.根据前述权利要求中任一项所述的样品保持器，其中，所述样品保持器包括
9.根据权利要求1至7中任一项所述的样品保持器，其中，所述第一表面的位置相对于所述第二表面是固定的。
10.根据前述权利要求中任一项所述的样品保持器，其中，所述样品保持器
11.根据权利要求1至9中任一项所述的样品保持器，其中，所述样品保持器由一种或多种玻璃材料制成。
12.一种分光光度计，其具有根据前述权利要求中任一项所述的样品保持器。
13.根据权利要求12所述的分光光度计，其中，所述分光光度计在UV-VIS范围内工作。
14.根据权利要求12所述的分光光度计，其中，所述分光光度计在NIR或IR范围内工作。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的分光光度计，其进一步包括检测器，用于在所述连续的光学路径长度范围的每个路径长度处检测所述测量样品的吸光度，其中，所述检测器是下列检测器中的任意一种：
16.根据权利要求12至15中任一项所述的分光光度计，其进一步包括光源，所述光源包括以下中的任一项：
17.根据权利要求16所述的分光光度计，其中，所述光源在整个所述测量样品上同时地提供光线。
18.根据权利要求16所述的分光光度计，其中，所述光源提供光束，所述光束相对于所述测量样品可移动以扫描所述测量样品，使得能够依序检测针对所述路径长度范围内每个路径长度的透射值。
19.根据权利要求16或17所述的分光光度计，其进一步包括掩模，所述掩膜位于所述光源与所述样品保持器之间，使得穿过所述掩模的光投射预定的阴影图案以供所述检测器检测，所述分光光度计被配置成基于所检测到的阴影图案来校准由所述样品保持器的所述第一和第二表面中的一者或两者处的折射引起的影响。
20.根据权利要求12至19中任一项所述的分光光度计，其进一步包括用于控制所述测量样品的温度的温度控制器。
21.一种使用分光光度计分析设置在根据权利要求1至11中任一项所述的样品保持器中的测量样品的计算机实现的方法，所述分光光度计具有用于发射穿过所述测量样品的光的光源以及用于检测穿过所述测量样品的光强的检测器，所述方法包括以下步骤：
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述计算估计透射值的步骤包括
23.根据权利要求21至22中任一项所述的方法，其中，所述确定所述测量样品的衰减系数的步骤是一个迭代过程。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的方法，其进一步包括以下步骤：
25.一种使用分光光度计分析设置在根据权利要求1至11中任一项所述的样品保持器中的测量样品的计算机实现的方法，所述分光光度计具有用于发射穿过所述测量样品的光的光源、用于检测穿过所述测量样品的光强的检测器、以及较高空间频率调制图案，所述较高空间频率调制图案与所述光源相关联，使得高空间频率特征能够由所述检测器检测到，所述方法包括以下步骤：
26.一种使用分光光度计分析设置在根据权利要求1至11中任一项所述的样品保持器中的测量样品的计算机实现的方法，所述分光光度计包括用于发射穿过所述测量样品的光的光源、用于检测代表穿过所述测量样品的光强的照明信号的检测器、以及较高空间频率调制图案，所述较高空间频率调制图案与所述光源相关联，使得高空间频率特征能够在所述检测器的照明信号中被检测到，所述方法包括以下步骤：
27.一种或多种有形的非暂时性计算机可读介质，其具有用于执行根据前述权利要求21至26中任一项所述的计算机实现的方法的计算机可执行指令。
28.一种制造根据权利要求1至11中任一项所述的样品保持器的方法，其中，所述方法包括
29.一种制造根据权利要求1至1...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于分子吸收光谱法的样品保持器，所述样品保持器包括：
2.根据权利要求1所述的样品保持器，其中，所述连续可变截面包括
3.根据权利要求2所述的样品保持器，其中，在所述第一测量区中，所述第一表面接触所述第二表面以提供为零的最小光学路径长度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的样品保持器，其中，所述连续的光学路径长度范围提供了大约1μm至3mm数量级的路径长度变化。
5.根据前述权利要求中任一项所述的样品保持器，其中，所述第一表面是弯曲的。
6.根据权利要求5所述的样品保持器，其中，所述第一预定几何形状和所述第二预定几何形状中的一者或两者由以下中的任一项定义：
7.根据权利要求5所述的样品保持器，其中，所述第二表面基本上是平坦的。
8.根据前述权利要求中任一项所述的样品保持器，其中，所述样品保持器包括
9.根据权利要求1至7中任一项所述的样品保持器，其中，所述第一表面的位置相对于所述第二表面是固定的。
10.根据前述权利要求中任一项所述的样品保持器，其中，所述样品保持器由一种或多种塑料材料制成。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的样品保持器，其中，所述样品保持器由一种或多种玻璃材料制成。
12.一种分光光度计，其具有根据前述权利要求中任一项所述的样品保持器。
13.根据权利要求12所述的分光光度计，其中，所述分光光度计在uv-vis范围内工作。
14.根据权利要求12所述的分光光度计，其中，所述分光光度计在nir或ir范围内工作。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的分光光度计，其进一步包括检测器，用于在所述连续的光学路径长度范围的每个路径长度处检测所述测量样品的吸光度，其中，所述检测器是下列检测器中的任意一种：
16.根据权利要求12至15中任一项所述的分光光度计，其进一步包括光源，所述光源包括以下中的任一项：
17.根据权利要求16所述的分光光度计，其中，所述光源在整个所述测量样品上同时地提供光线。
18.根据权利要求16所述的分光光度计，其中，所述光源提供光束，所述光束相对于所述测量样品可移动以扫描所述测量样品，使得能够依序检测针对所述路径长度范围内每个路径长度的透射值...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·C·史蒂文森，P·V·威尔逊，K·A·皮尔斯，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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