[发明专利]路径长度校准系统和方法

说明书

一种设备(50)包含耦合到i)摆臂(54)和ii)具有第一光纤(18a)的光源的第一基座表面(13)。所述设备进一步包含磁体(1)、底板(52)、耦合到所述底板的机械止动器(53)以及第二基座表面(15)，所述第二基座表面以机械方式耦合到所述底板且被配置成接收液体样本，所述第二基座表面耦合到具有第二光纤(18b)的光谱仪，所述两个表面之间的距离限定用于光学样本分析的光程长度。所述设备进一步包含：磁通量传感器(10)，例如霍尔传感器，所述磁通量传感器定位于所述磁体的北磁通量场与南磁通量场之间，使得在所述机械止动器与所述摆臂物理接触时到达所述传感器的磁通量提供所述磁通量传感器的线性输出范围；以及处理器，所述处理器适于使用从所述磁体发射且由所述磁通量传感器检测到的阈值磁通量场来校准最小光程长度的点。

相关申请的交叉引用

本申请主张标题为路径长度校准系统和方法(PATH LENGTH CALIBRATION SYSTEMAND METHOD)的在2015年9月18日提交的第62/220,536号美国临时专利申请和2016年3月11日提交的第62/306,793号美国临时专利申请的优先权，所述两美国临时专利申请以全文引用的方式并入本文中

技术领域

本发明大体上涉及用于测量样本的光学特性的设备的路径长度校准。

背景技术

常常使用例如分光光度法等光学技术来特征化液体、混合物、溶液和反应混合物。为了特征化这些液体的样本，液体通常含于被称作池或试管的容器中，容器的两侧或更多个侧具有光学质量，且准许特征化其中含有的液体所需的那些波长通过。当处理例如1到2微升的极小样本体积时，难以产生小到足以被填充的池或试管且难以准许使用行业标准1cm的光学路径。清洁用来与另一样本一起使用的那些池或试管也是困难和/或耗时的。

如图1中所示，例如在2003年9月30日颁予罗伯森(Robertson)的第6,628,382 B2号美国专利(其公开内容特此以全文引用的方式并入，然而，在所并入参考案中的任何内容与在本申请案中陈述的任何内容矛盾的情况下，以本申请为准)中描述的微体积UV/Vis分光光度计经由样本保留技术测量液体样本的微升量的吸光度，所述技术使得能够通过在表面2与7之间的表面张力来容留液体样本。液体样本形成通常连接到例如光纤11的第一光导管的光接收样本界面7与通常耦合到例如光纤6的第二光导管的光透射样本界面2之间的立柱9。上部样本界面2与下部样本界面7可以相对于彼此移动以产生通常小于或等于1mm的多个已知路径长度，由此使用于特定样本的分光光度计的动态范围扩大，如在2012年7月17日颁予罗伯森等人的第8,223,338 B2号美国专利中所描述，其公开内容特此以全文引用的方式并入(然而，在所并入参考案中的任何内容与在本申请案中陈述的任何内容矛盾的情况下，以本申请为准)。从光源经由含于表面2(在本文中也被称作上部样本界面或第一基座表面)中且与所述表面齐平的纤维6进来的光3经由液体样本立柱9向下辐射，且通过下部样本界面4的下表面7(在本文中也被称作第二基座表面)中的纤维11收集并发送到分析光谱仪上以进行吸光度测量。

液体样本的放置通过用户手动地将样本(通常一微升或两微升)直接移液到下部样本界面上来实现。样本的吸光度通过取得在不存在样本的情况下透射穿过系统的光量(I₀)与样本存在于取样界面中时透射穿过系统的光量(I)的比率的负对数来加以测量。在正常条件下，根据比尔-兰伯特定律(Beer-Lambert law)，在样本存在于取样界面中时透射穿过系统的光量与路径长度和样本浓度成正比。

随着微体积分光光度计的使用的扩展和新应用的产生，准确地测量较短路径长度下的样本吸光度以适应较高光吸收特性的样品的需要增大。当前可用的微体积UV/Vis分光光度计(例如，NanoDrop^TM，热电子科学器械，Madison WI)可以建立准确度为大致±20μm的绝对测量路径长度。然而，具有较高光吸收特性的样本可能需要测量处于短到30μm的路径长度下的吸光度。

因此，需要改善型路径长度校准系统和方法。