[发明专利]用于荧光和吸收率分析的系统和方法

说明书

技术领域

本披露总体上涉及使用荧光和吸收率测量进行样品的定量和/或定性分析。

背景技术

光谱分析（包括吸收光谱和荧光光谱）可以用来识别和测量或定量在样品内出现的不同类型的悬浮的和溶解的有机和/或无机物质或化合物。这些类型的分析具有在化学、食品学科、生物学、药理学、材料/纳米技术中的广泛应用，及在例如不同环境、地质学、水文学、海洋学/湖泊学、及土壤学应用中的水质分析。分光光度测量可以用于对包括生色团（吸收具有波长分别大约例如700-200nm之间的可见紫外光（VIS-UV）范围内的光）的化合物进行检测和定量。所吸收的光能的量总体上随着化合物的浓度和行进通过该化合物的距离而变化。同样地，可以基于与有色或发色物质相关联的特征性荧光对一些化合物进行识别和定量，即，较短波长的激发光能量的吸收和较长波长（及较低能量）发射光能量的重发射。

吸收和荧光光谱已经用于水质分析应用以识别和测量有色或发色溶解的有机物质（CDOM），该有机物质可以包括多种化合物，例如腐殖和灰黄霉酸、叶绿素、蛋白质和氨基酸、核酸、污水、细菌、化肥、农药等。一种现有技术策略是用相应的仪器执行单独的荧光和吸收率测量。可以使用不同的可商购软件应用对产生的数据进行关联和/或校正。然而，单独测量要求转换该样品和数据以便进行期望的分析和荧光光谱校正。另外，使用具有单通道检测器（通常，光电倍增管（PMT））的扫描激发和发射单色仪的荧光计通常具有30-90分钟或更长的扫描时间，并且有可能不能准确地检测和定量会随着时间和/或暴露在激发光中而降级的不稳定的化合物。类似地，使用这种长时间扫描所获得的结果的准确性可能受到溶解的气体、PH、聚合、沉淀、及其他化学过程中的基于时间的变化的不利影响。长时间扫描结合相对有限的拉曼（Raman）信噪比可能导致协调的吸收率和荧光读数的不确定性和统计不准确度。

为了处理上述一些问题，开发了多种可商购的荧光仪器以便于荧光和吸收率的并行读数。然而，即使这种方法也不提供用于荧光和吸收率重校正的近乎同时的吸收率和发射数据收集。另外，通用仪器可以具有不同折中设计以使吸收率和荧光测量值都得到调节。

发明概述

一种用于分析样品的系统或方法，包括一个输入光源、一个被定位成用于从该输入光源接收光并用多个波长中的每一个波长循序地该样品的双减色单色仪、一个被定位成用于接收并检测该样品对该多个激发波长中的每一个激发波长发射的多个光波长的多通道荧光检测器、一个被定位成用于接收并检测穿过该样品的光的吸收检测器、以及一个与该单色仪、该荧光检测器及该吸收检测器通信的计算机，该计算机控制该单色仪用该多个波长中的每一个波长循序地照亮该样品，同时基于从该荧光和吸收检测器接收到的多个信号测量该样品的吸收和荧光。

根据本披露的不同实施例包括一种用于分析样品的方法，该方法包括：以来自一个双减色单色仪的多个激发波长照亮该样品，通过检测穿过该样品的光测量该样品的吸收率并通过使用一个多通道检测器检测该样品对各激发波长发射的光的一个发射光谱测量该样品的荧光，以及用该吸收率测量值校正该荧光测量值。该方法还还可以包括：基于一个参考检测器检测到的光强度调整这些吸收率和荧光测量值中的至少一个，该参考检测器被定位成用于从该单色仪接收一部分光。