專利名稱：用于最佳吸光度測量的光程長度傳感器和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的領(lǐng)域?yàn)橛糜谑剐∪萘繕悠返姆止夤舛扔?jì)及相關(guān)儀器。更具體地，本發(fā)明涉及光纖光傳輸與收集系統(tǒng)以及用于使這些儀器內(nèi)的測量最優(yōu)化的裝置。
背景技術(shù)：
常常使用光學(xué)技術(shù)(諸如光度測定、分光光度測定、熒光測定、或分光熒光測定) 來表征液體、混合物、溶液、反應(yīng)混合物。為了表征這些液體的樣品，傳統(tǒng)方法和設(shè)備通常采用樣品保持容器或室(比如，皿)，樣品保存容器或室的兩個或更多個側(cè)面具有光學(xué)性質(zhì)以允許需要對容納在其中的液體表征的那些波長通過。不幸地，生物采樣技術(shù)常常生成很小量的材聞用于分析。因此，通過消耗最小的樣品材者來測量吸光度和熒光性已經(jīng)變得極為重要。當(dāng)處理極小樣品容量(比如1至2微升)時，創(chuàng)造足夠小的待填充的室或皿并允許使用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Icm的光程是困難的。清潔這些室或皿以供其它樣品使用是困難和/或耗時的。因此，當(dāng)處理小樣品容量(諸如由激光捕獲顯微解剖所產(chǎn)生的生物樣品)時，無法使用光度測定、分光光度測定、熒光測定、熒光光度測定等傳統(tǒng)方法。在光度測定或分光光度測定的情況下，通常感興趣的量是吸光度A，對于液體樣品，A最常被定義為A = -Iogltl ⑴=-Iog10 (IE/I0)等式 1 ；其中T是透射率，Ik是透過被測量樣品的光強(qiáng)度(例如，功率)，Itl是透過空白或參比樣品的光強(qiáng)度。最通常地，吸光度值在具有Icm光程長度的室或皿中測量。然而，朗伯定律(Lambert' s Law)規(guī)定，對于通過相同濃度的均勻溶液的平行(全部射線近似平行) 光束，吸光度A與通過該溶液的光程長度成比例。對于兩個光程長度P1和P2,A1/A2=P1/P2等式 2;其中A1和A2分別是在光程長度P1和P2處確定的吸光度值。此外，吸光度是吸光率ε、光程長度P、和分析物濃度c的函數(shù)，它們之間的關(guān)系如下A = ε CP等式 3。
因此，常?？赡苁褂贸齀cm之外的光程長度來測量吸光度并使用該結(jié)果來計(jì)算濃度或吸收率或，如果需要，使吸光度修改為Icm光程的等價值以便更容易與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)相比。美國專利第6，809，826號和第6，628，382號教導(dǎo)了在極小液體樣品上進(jìn)行分光光度測定等的方法和設(shè)備，這兩篇專利的全部內(nèi)容通過引用并入本文。上述專利教導(dǎo)的0.2 至2mm范圍的樣品光程長度能夠被用來產(chǎn)生能夠輕易地修改到Icm光程等價的吸光度值。根據(jù)上述被引用專利的教導(dǎo)，通過界面張力將樣品液滴保持在兩個相對的基本平行的表面之間，并且可控地使一個表面朝著和遠(yuǎn)離另一個運(yùn)動。為了提供并使光透過液滴以供測量，并為了收集光以供測量，這些表面中的至少一個可以具有一部分光學(xué)測量性質(zhì)。 這可以通過提供這些表面中的至少一個的至少一部分作為光纖的拋光末端來實(shí)現(xiàn)，其中各個這種光纖都可以與周圍的表面部齊平地完成。通常，這些周圍表面部常包括標(biāo)準(zhǔn)光纖連接器或其它光纖保持器的末端表面。如上述專利中所公開，為了對少于約2微升的樣品進(jìn)行測量，直接將該數(shù)量樣品吸移至這些表面中的一個上，比如圖IA和2A所示的下表面15。上表面(表面13)隨后向下運(yùn)動以接合樣品并隨后向上運(yùn)動并遠(yuǎn)離下表面，因此使用界面張力粘附至下表面15和上表面13，其中表面張力形成具有機(jī)械地控制的光程長度的液柱14(見圖IA至IB和圖2A 至2B)。上表面和下表面(即，表面13和表面15)的形狀和性質(zhì)適于使樣品保持在預(yù)定的光程內(nèi)。這些表面中的一個(例如，表面13)能夠轉(zhuǎn)離另一個以便不同樣品的測量之間的清潔。此外，如圖IA和IB以及圖2A至2B所示，可以采用不同吸光度光程。通過測量在一個或多個光程長度中的每一個處的透射的光強(qiáng)度I，被透射強(qiáng)度的差能夠被用于結(jié)合已知光程長度差來計(jì)算樣品的吸光度。如圖IA所示，進(jìn)行了測量，其中所示樣品14具有通過樣品的相對長的光程長度P1，并且如圖IB所示，其中所示樣品14具有通過樣品的相對短的光程長度P2。這些光程長度在兩個彼此面對的表面之間測量，如上所述，例如在上部部件12 的表面13和下部部件16的表面15之間。在測量期間，光通過兩個表面中的一個傳輸至樣品，并且通過另一個表面從樣品收集透過樣品的該部分光。上部和下部部件可以分別被稱為上部和下部砧座或基座。然而，雖然砧座或基座是有利的配置，但應(yīng)注意，該術(shù)語不表示或意味上部和下部部件的任何特定的幾何形式。因?yàn)橐阎?P常?？梢跃哂懈哂赑1和P2兩者之一的準(zhǔn)確度和精確度，所以光程長度的差ΔΡ( = Ρ2-Ρ1|)可以被用來計(jì)算圖IA至IB和圖2Α至2Β所示的樣品14的吸光度。光程長度本身可以通過運(yùn)動裝置控制，諸如，例如，通過安裝在設(shè)備下方的螺線管，其中螺線管的塞能夠支承在保持上部部件的鉸接搖臂的銷上。塞的上和/或下運(yùn)動使得擺臂繞其鉸鏈稍微旋轉(zhuǎn)，因此使得上部部件與銷分離以向上和/向下運(yùn)動，從而改變通過樣品的光程長度。圖2Α和2Β特別示出前述設(shè)備的附加設(shè)置，其中上部和下部部件包括光纖連接器或保持器，并且其中第一光纖18a穿過第一部件，并且第二光纖18b穿過第二部件。光從兩個光纖中的一個傳輸至樣品并且透過樣品的那部分光由光纖中的另一個從樣品收集。因此，上面所描述的圖中所示的配置使得透射的強(qiáng)度差能夠被用于結(jié)合已知的通過期望樣品的光程長度的差，從而計(jì)算樣品在一個或多個感興趣的波長下的吸光度。當(dāng)樣品吸收度A高時，通過樣品的透射低，反之亦然。人們常期望具有足夠集中的樣品或足夠長的光程長度以提供足夠量的可測量吸光度。如果吸光度太低，則來自相對高水平的透射光的被稱為“散?！痹肼暱赡芨蓴_測量。一方面，提供具有太大吸光度的樣品可能導(dǎo)致測量到的透射光的水平太低，從而電子或其它系統(tǒng)背景噪聲可能妨礙和模糊吸光度值的精確確定。這種相互矛盾的效果表明，存在最佳的吸光度水平，在該水平處，吸光度的信噪比能夠最大化。因此，需要提供能夠通過改變光程長度來快速改變樣品吸光度的儀器，以保證吸光度測量具有最佳信噪比特性。此外，還為了保證最佳信噪比特性，還需要精確地控制各光學(xué)元件(諸如，例如，一對光纖)的位置，從而不但使從儀器產(chǎn)生的循環(huán)誤差最小化，而且對于樣品，當(dāng)保持在被限制表面張力模式位置時，用于精確測量所獲得的可變光程長度(例如，P1和P2)，從而精確地計(jì)算Δ P，并因此精確地提供所獲得的吸光度和其它相關(guān)儀器測量結(jié)果。本發(fā)明針對這種需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對一種用于測量由表面張力限制的樣品的光學(xué)性質(zhì)的設(shè)備，包括第一基座表面，所述第一基座表面聯(lián)接至具有發(fā)送端的第一光學(xué)導(dǎo)管；底座；第二基座表面，所述第二基座表面機(jī)械地聯(lián)接至所述底座并被配置為接收第一液體樣品，所述第二基座表面聯(lián)接至具有接收端的第二光學(xué)導(dǎo)管，其中所述第二基座還是可操作以在可變距離(P)下調(diào)整所述第一基座和所述第二基座之間的間隔，以便將所述第一液體樣品拉成柱從而由表面張力限制，從而通過所述第一光學(xué)導(dǎo)管的所述發(fā)送端和所述第二光學(xué)導(dǎo)管的所述接收端為光度測定或光譜測定的測量提供光學(xué)路徑；以及板，所述板配置有傳感器以提供反饋，以便能夠進(jìn)行所述第一基座表面和所述第二基座表面之間的精確位移，從而能夠進(jìn)行所述可變距離(P)，所述板還被配置為使得能夠?qū)⒕€性致動器發(fā)電機(jī)主體相對于所述設(shè)備保持，并因此a)允許所述電路板與所述第二光學(xué)導(dǎo)管平行于第二光學(xué)導(dǎo)管軸線的平移運(yùn)動，以及b)防止所述電路板和所述第二光學(xué)導(dǎo)管作為整體相對于所述設(shè)備的旋轉(zhuǎn)；從而使第二光學(xué)導(dǎo)管的線性行進(jìn)具有最小旋轉(zhuǎn)效果并使第二光學(xué)導(dǎo)管相對于所述第一光學(xué)導(dǎo)管的光學(xué)對準(zhǔn)的具有最小改變。實(shí)施方式還可以包括具有圓柱形外螺紋部的光纖保持器；具有與光纖保持器的外螺紋部嚙合的內(nèi)螺紋部的螺母；以及電機(jī)機(jī)械地聯(lián)接至螺母并且是可操作以旋轉(zhuǎn)螺母以誘導(dǎo)保持器移動以調(diào)整距離P，其中線性致動器包括電機(jī)、螺母和光纖保持器。某些實(shí)施方式還可以包括安裝板、以及通過可滑動聯(lián)接器機(jī)械地聯(lián)接至安裝板并粘接至光纖保持器的適配套管，其中適配套管防止光纖保持器在螺母的旋轉(zhuǎn)過程中旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的另一個方面包括一種測量由表面張力限制的材足的化學(xué)濃度的方法，包括確定目標(biāo)的吸光度值從而為吸光率測量提供最佳信噪比；實(shí)驗(yàn)地確定通過與所述目標(biāo)吸光度值相應(yīng)的材料的最佳光程長度；將通過所述材料的光程長度設(shè)定為基本等于所述實(shí)驗(yàn)地確定的最佳光程長度；測量通過所述材料的所述設(shè)定的光程長度的吸光率；以及從所述材料的已知吸收率、設(shè)定的光程長度、和測量到的所述材料的通過所述設(shè)定的光程長度的吸光率計(jì)算所述材料的化學(xué)濃度。


通過僅作為示例給出的下列描述并參照沒有按比例繪制的附圖，本發(fā)明的上面所提到的以及多個其他方面將變得顯而易見，其中圖IA和IB是示出用于測量通過由界面張力保持在兩個表面之間的液體樣品的吸光度的設(shè)備的兩個視圖。圖2A和2B是示出用于測量通過由界面張力保持在兩個表面之間的液體樣品的吸光度的第二設(shè)備的兩個視圖；其中各表面部分地包括各自光纖的末端。圖3A示出本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的側(cè)視圖，其有利地示出為處于關(guān)閉位置。圖;3B示出本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的側(cè)視圖，其有利地示出為處于打開位置。圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的光纖保持器的立體圖，其中光纖保持器包括具有螺紋的空心螺釘，以及相關(guān)聯(lián)的座或板。圖5A示出圖4的光纖保持器和座或板的視圖，其中光纖保持器和座或板設(shè)置在下部范圍位置。圖5B從下方觀察示出聯(lián)接至光學(xué)遮斷器和光學(xué)傳感器的光纖保持器和座或板。圖5C示出圖4的光纖保持器和座或板的視圖，其中光纖保持器和座或板設(shè)置在上部范圍位置。圖6A和6B是根據(jù)本發(fā)明的用于測量通過由界面張力保持在兩個表面之間的液體樣品的吸光度的設(shè)備可選實(shí)施方式的兩個視圖。圖7示出根據(jù)本發(fā)明的可選的有利配置的設(shè)備的側(cè)視圖。圖8示出根據(jù)本發(fā)明的另一有利配置的設(shè)備側(cè)視圖。圖9示出根據(jù)本發(fā)明的又一可選的有利配置的設(shè)備側(cè)視圖。圖IOA和IOB示出透射百分比和計(jì)算出的參考強(qiáng)度Itl和系統(tǒng)噪聲方差k的值的不同組合的信噪比的曲線圖。圖IOC示出曲線圖水平軸線上為透射信號強(qiáng)度，縱軸線上為吸光度和百分誤差， 對于1000的示例信號，沒有樣品存在。圖11是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的第一種示例性方法的流程圖。圖12是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的第二種示例性方法的流程圖。圖13是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的第三種示例性方法的流程圖。圖14是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于自動吸光度測量的系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式在此處對本發(fā)明的說明中，可以理解，以單數(shù)形式出現(xiàn)的詞語包括其復(fù)數(shù)的對應(yīng)含義，以復(fù)數(shù)形式出現(xiàn)的詞語包括其單數(shù)的對應(yīng)含義，除非隱含或明確地理解或另有規(guī)定。 此外，可以理解，對于此處描述的任意給出的成分或?qū)嵤┓绞?，為成分列出的任意可能的候選者或替代物一般可獨(dú)立使用或彼此結(jié)合使用，除非隱含或明確地理解或另有規(guī)定。此外， 可以理解，這樣的候選者或替代物的列表僅用作說明而不是限制，除非隱含或明確地理解或另有規(guī)定。此外，除非另有指示，用在說明書和權(quán)利要求書中的表示配料、組分、反應(yīng)條件等
7的量的數(shù)字被理解為通過術(shù)語“大約”來進(jìn)行修改。因此，除非有相反的指示，在說明書和所附的權(quán)利要求書中列出的數(shù)字參數(shù)為近似值，并且可根據(jù)請求通過此處存在的主題而獲取的期望特性來變化。在最低限度而不是企圖限制申請的權(quán)利要求的范圍的等同原則下， 每個數(shù)值參數(shù)應(yīng)至少解釋為根據(jù)報(bào)告的有效數(shù)字，并運(yùn)用普通的四舍五入技術(shù)。盡管如此， 此處主題的廣泛的數(shù)值范圍和參數(shù)設(shè)置為近似值，設(shè)置在具體示例中的數(shù)值盡可能準(zhǔn)確地報(bào)告。然而，任何數(shù)值從本質(zhì)上包含一定的偏差，導(dǎo)致在其各自的測試測量結(jié)果中發(fā)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)偏差。一般說明本發(fā)明涉及用于測量樣品中的分析物的光學(xué)儀器和優(yōu)化的方法，其包括熒光、光度、分光和/或熒光法對在自由空間環(huán)境(例如，表面張力保持環(huán)境)中的期望液體進(jìn)行分析。在傳統(tǒng)的操作中，直接的光輻射透射過由表面張力保持的溶液或懸浮液柱，入射光通過有色化合物的光吸收和/或顆粒物的光散射減少。這樣的發(fā)明有許多用途，它可以用來研究色素分子，以監(jiān)測在培養(yǎng)中的細(xì)菌密度以及跟蹤酶促反應(yīng)的進(jìn)展。本發(fā)明在進(jìn)行測量時，為了實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建可變的光程長度和消除設(shè)備擺動臂的圓誤差，如此處所述，至少一個光導(dǎo)管(例如光纖)可軸向地安裝在換能器(例如線性換能器) 中。從可變的光程長度產(chǎn)生的光程長度可結(jié)合發(fā)動機(jī)的運(yùn)動和傳感器的輸出來確定，通常渦電流傳感器可聯(lián)接至發(fā)動機(jī)螺絲的端部。作為示例的實(shí)施方式，具有上述渦電流傳感器的電路板不能僅充當(dāng)用于測量光程長度的傳感器，還要充當(dāng)攜帶下部光導(dǎo)管(例如接收光纖)的驅(qū)動件的轉(zhuǎn)動停止器(即，螺絲)。此外，本發(fā)明的電路板聯(lián)接至下部光導(dǎo)管且具有騎靠在特殊緊固件上的槽，緊固件將線性致動器發(fā)動機(jī)主體保持到設(shè)備從而提供阻止這樣的緊固件轉(zhuǎn)動的裝置。電路板還攜帶線圈，其使用致動器發(fā)動機(jī)的背板作為在其中生成渦電流的對象，從而形成渦電流傳感器的驅(qū)動件。由電路板感應(yīng)器相對于致動器發(fā)動機(jī)的背板的間距導(dǎo)致的電路阻抗的改變使電路的諧振頻率改變，數(shù)字電路對一個時間間隔內(nèi)的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)以確定電路板到發(fā)動機(jī)的間距，并從而確定精確的期望的光程長度。通過使用上文簡單描述和本申請中詳細(xì)描述的新的配置，本發(fā)明的操作方法進(jìn)一步確保具有最優(yōu)信噪特征的吸光度測量。因此，本發(fā)明的新的集成設(shè)備提供一種儀器，其通過經(jīng)過表面張力約束的樣品的光量對于任意給定的光程長度，能夠?qū)募s0. 005至約2. 0吸光度單位的吸光度進(jìn)行測量， 其中，樣品配置為少于約2微升(即具有降至約10微米、通常降至約50微米的光程長度) 的樣品量。具體說明現(xiàn)在來參照附圖，圖3A至圖:3B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的示例設(shè)備的側(cè)視圖。具體地，如圖:3B所示且一般由參考數(shù)字50指定的設(shè)備被示出處于“打開”位置，其中，液滴分析物或參考樣品(少于約10μ 1，往往少于約2μ 1)被分配或抽吸到低臺表面15上。如在下文中進(jìn)行的更詳細(xì)討論，這樣的“打開”位置使得能容易使用包括液體樣品的表面(如表面15)的端部，并且使用戶能容易清洗上述表面，以及在需要時將新的樣品設(shè)置在設(shè)備內(nèi)。因此，在圖IBB的“打開位置”，少于約10μ 1、常常少于約2μ 1的液體樣品的分
8配可常通過吸液管裝置(未示出)輸送，吸液管裝置例如但不限于來自馬薩諸塞州的 ThermoFisher Scientific of Waltham 的 Finnpipette 。吸取的液體因此被輸送至低臺面15，低臺面15常被配置為可包括定制的或商業(yè)的SMA光纖連接器16s的基座或砧狀表面，并且其中，也可能在某些應(yīng)用中，低臺面15由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的材料處理，以防止應(yīng)用的液滴分析物或參比樣品(未示出)擴(kuò)散。此后，施用液滴時，如現(xiàn)在圖3A中示出的設(shè)備50由用戶成角度地移動以處于“關(guān)閉”位置，從而導(dǎo)致上基座或砧狀表面13(具體參考圖:3B)、通常也是定制的或商業(yè)的SMA 光纖連接器12s的端部與所分配的液滴樣品(未示出)接觸，以強(qiáng)制上基座13和低臺面 15(具體也參考圖3B)之間的期望液滴樣品處于表面張力模式。如圖所示，圖;3B的打開位置導(dǎo)致圖3A的關(guān)閉位置，通過鉸鏈桿56機(jī)械軸接使搖動臂M能進(jìn)行這樣的角運(yùn)動，鉸鏈桿56配置有穿過搖動臂M和鉸鏈墊片57中的孔，而鉸鏈墊片57相對于底座52牢固地固定。因此，包括表面13的光纖連接器1 安裝在搖動臂 54中的孔內(nèi)且經(jīng)過該孔，還相對于底座52圍繞鉸鏈桿56成角度地轉(zhuǎn)動，以與分配在表面 15上的液滴樣品接觸。與底座52聯(lián)接的止動器53可為銷的形式并且提供了在臂M轉(zhuǎn)動時臂的下表面抵靠的期望的位置，從而提供液滴樣品的接觸和測量。如圖3A和圖;3B中所示，一對光學(xué)導(dǎo)管(諸如，例如上部光纖18a和下部光纖18b) 設(shè)置在相應(yīng)的連接器如連接器1 和16s內(nèi)，使得在其操作位置能進(jìn)行彼此完全相反的光學(xué)通信，操作位置即圖3A所示的“關(guān)閉位置”。應(yīng)注意的是，這樣的光學(xué)導(dǎo)管例如光纖18a和18b可為任意類型，例如單模光纖、 保偏光纖，但優(yōu)選地可為多模光纖，從而不將本發(fā)明限定于任意特定的光纖測量方式或限制。作為另一示例布置，光纖兩端被劈開或磨光，并且常常但不是必需地與光纖連接器1 和16s的一端齊平。作為另一有利的布置，這樣的光纖18a和18b與額外地設(shè)置在上述光纖連接器1 和16s內(nèi)的一個或多個光折射面(例如透鏡(未示出))聯(lián)接，以提供定向(例如瞄準(zhǔn))的且接收(例如采集光纖的數(shù)值孔徑的校正)的光的光學(xué)校正，從而盡量減少各光學(xué)導(dǎo)管18a和18b之間的有害光學(xué)損失。現(xiàn)在僅參照圖3A來描述用于測量期望樣品的表面15和表面13的精確定位，應(yīng)注意的是，用于下部光纖18b的下部光纖保持器16s還充當(dāng)用于線性致動器的軸，如下文將更詳細(xì)描述的那樣。盡管上部光纖連接器12s(以及由此，所聯(lián)接的光學(xué)導(dǎo)管18a)相對于搖動臂M是固定的，但下部光纖連接器16s (以及由此，下部光學(xué)導(dǎo)管如光纖18b)可平行于其軸線平移(例如沿豎直方向)，以使兩個光纖之間的間距能夠改變。底座52設(shè)有安裝至它的線性致動器，以提供下部光纖連接器16s的精確平移。如圖3A所示，線性致動器可包括發(fā)動機(jī)62，其通過緊固件65 (諸如，例如帶有或不帶有相關(guān)套筒的螺絲、樁、銷、鉚釘?shù)? 緊固至底座52。緊固件還可包括延伸的發(fā)動機(jī)安裝螺絲并且可經(jīng)過套筒68，套筒68與座或板64滑動地機(jī)械接合，如將在下文中進(jìn)一步描述的那樣。如圖3A中一般地示出，將發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)為產(chǎn)生帶螺紋(未示出)螺母的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動， 螺母壓在下部光纖保持器16s的匹配的螺紋軸部分(未示出)上。下部光纖連接器16s取代和/或充當(dāng)線性致動器的致動器軸。由發(fā)動機(jī)62在任意方向上驅(qū)動的內(nèi)旋螺絲靠著外螺紋軸部分的轉(zhuǎn)動引起下部光纖連接器16s和設(shè)置容納于其中的光學(xué)導(dǎo)管如18b的受控的轉(zhuǎn)移。下部光纖連接器16s的位置可由座或板64 (例如CPU板)穩(wěn)固，座或板64通過插入環(huán)66機(jī)械地聯(lián)接至下部光纖保持器16s。座或板64可具有孔或槽(未示出)，套筒68和緊固件如螺絲65經(jīng)過該孔或槽。緊固件65可包括延伸的發(fā)動機(jī)安裝螺絲。發(fā)動機(jī)62還可通過額外的緊固件(未示出)緊固至底座52。作為有利的布置，發(fā)動機(jī)62可為商用發(fā)動機(jī)或線性致動器或線性平移發(fā)動機(jī)。 作為一個示例，線性致動器發(fā)動機(jī)組件可從美國康涅狄格州的沃特伯里的Haydon Switch Instruments作為第^Η43_05_036號零件得到。標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)成的線性致動器或線性平移設(shè)備的致動軸可需要被下部光纖保持器16s取代，如本申請中所述。作為有利的實(shí)施方式，如圖3所示，在設(shè)備50 (如圖3中所示)的運(yùn)行過程中，下部光纖保持器16s的移動距離和/或位置被監(jiān)測，從而提供精確測量的光程長度。作為有利的布置，座或板64可在運(yùn)行中固定至下部光纖連接器16s，使得座或板與下部光纖保持器一起移動。座或板64可包括印制電路板(PCB)，其攜帶執(zhí)行感測座或板64的運(yùn)動或位置的功能的電子器件。例如，板64可攜帶可感測板64與發(fā)動機(jī)62的背板之間的距離的電容傳感器，更為經(jīng)常地?cái)y帶渦電流傳感器，渦電流傳感器配置有任意的材料，例如但不限于鋁、鋼、銅、磁性材料或可感生渦電流的任意其它材料來通過本發(fā)明的板被感測到。這樣的渦電流傳感器PCB板可從多個不同的制造商定制或商購。具體地，本發(fā)明的渦電流傳感器 PCB板64通常包括傳感線圈(未示出)、驅(qū)動電子器件(未示出)和信號處理塊(例如電路，也未示出)。當(dāng)這樣配置的傳感線圈由交流電驅(qū)動時，產(chǎn)生在發(fā)動機(jī)62上配置的座中感生渦電流的振蕩場。這樣感生的電流在與渦電流傳感器PCB板64上定位的線圈相對的路徑中循環(huán)，因此減少了電感而增加了其電阻。特別地，板傳感器相對于發(fā)動機(jī)62上的座的運(yùn)動反映在被監(jiān)測的阻抗變化中，從而解決了微米級位移，這使得光程長度測量精度能夠?yàn)閺募sImm下至約5微米。板64還可包括參考位置傳感器82，當(dāng)發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)在啟動中初始化或由光遮斷器裝置79’遮斷時傳感器82建立“原”或參考位置，其中光遮斷器裝置79’配置為擋板的一部分(參見圖5B，參考字符79)以使得能進(jìn)行遮斷，從而不僅提供輔助阻擋機(jī)制還作為原位置。此外，壓合至在座或板64下延伸的下部光纖接收器16s的最低無螺紋部分的套管或套筒67，可被添加以作為止動器來阻止下部光纖保持器16s超出其預(yù)定的機(jī)械極限的超程。當(dāng)座或板64用作位置傳感器時，如上所述，套筒68提供了板64的孔或槽(未示出)與緊固件65之間的滑動機(jī)械接合。因此，上述槽(未示出)和緊固件65允許板64(與下部光纖保持器16s —起)進(jìn)行平行于下部光纖保持器16s的軸線的平移運(yùn)動，但阻止板和下部光纖保持器作為整體相對于設(shè)備的轉(zhuǎn)動。這樣的轉(zhuǎn)動是不期望的，因?yàn)檫@可引起包含在下部光纖保持器16s中的光纖的錯位、扭曲、光損失乃至破損。插入環(huán)66可永久或暫時地緊固至座或板64。例如，插入環(huán)可以焊接的方式永久地緊固至座或板。同樣地，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解，插入環(huán)66可通過已知的技術(shù)永久或暫時地緊固至下部光纖保持器16s。如果，在運(yùn)行中下部光纖保持器16s和座或板64 — 致地行進(jìn)，則至少在這樣的運(yùn)行過程中插入環(huán)66與下部光纖保持器16s及座或板64均聯(lián)接。為了便于零件的組裝或替換，會希望在下部光纖保持器16s和插入環(huán)66之間使用非永久性聯(lián)接，使得下部光纖保持器有時可從設(shè)備的其余部分移除。非永久性的緊固可包括在下部光纖保持器16s的螺紋部分(未示出)的外螺紋與插入環(huán)66的內(nèi)部中空部分的內(nèi)螺
10紋之間的牢固鎖定的機(jī)械接合。以這樣的方式，下部光纖保持器16s可足夠緊地保持在插入環(huán)中，使得在發(fā)動機(jī)62的運(yùn)行過程中下部光纖保持器不會轉(zhuǎn)動，還可在拆卸過程中容易地從插入環(huán)脫離。根據(jù)如圖;3B中所示的表面13和表面15的適當(dāng)定位，通過上述的發(fā)動機(jī)控制機(jī)構(gòu)和傳感器，以及其中樣品柱拉為表面張力模式，則光被引導(dǎo)通過例如光纖18a或其它傳統(tǒng)的光學(xué)裝置，從而進(jìn)一步引導(dǎo)通過連接器12s、樣品14，如圖IA至2B所示，此后相應(yīng)地由光纖18b接收。然后，光學(xué)光被選擇用于分析，使得此后聯(lián)接至探測主商用或定制分光儀(未示出)。用于檢測的本發(fā)明的光源(未示出)包括輻射光源如商用的來自O(shè)cean Optics 且包括p/n DT-1000的氙氣閃光燈或聯(lián)合氘弧和石英鹵素白熾燈。雖然這樣的商用光源是有利的，可以理解，在符合本發(fā)明的設(shè)計(jì)參數(shù)的情況下，也可在本發(fā)明中使用能夠發(fā)出至少約200nm波長強(qiáng)度的任意光源，通常使用能夠發(fā)出約190nm直至約840nm之間的波長強(qiáng)度的任意光源。此外，根據(jù)使用的光源和待進(jìn)行的測量，可應(yīng)用濾波器例如干擾濾波器以允許約190nm直至約840nm之間的期望的波長。如果需要，可以形成為套殼或車輪形式(未示出)來允許該濾波器從光程的設(shè)計(jì)區(qū)域迅速插入或收回。此外，分光儀(未示出)、光源(未示出)、發(fā)動機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)等聯(lián)接至計(jì)算機(jī)(PC) 驅(qū)動系統(tǒng)(未示出)，計(jì)算機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)具有精密的定制或商用的軟件，在某些情況下帶有用于常用功能如DNA、RNA及蛋白質(zhì)量化的預(yù)編程模塊。獲取的數(shù)據(jù)可通過已知方法來顯示且存儲用作未來的參考，并且實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)測量結(jié)果以能夠進(jìn)行用戶友好操作。作為另一布置，相對于PC可將軟件內(nèi)置于分光儀。作為另一有利的布置，數(shù)據(jù)可輸出至便攜式存儲裝置如閃存驅(qū)動器，或甚至通過USB或無線(藍(lán)牙)、IEEE,超寬帶(UWB)直接連接至PC。因此，圖3A和圖;3B的設(shè)備使用戶能夠在表面張力模式下精確控制上部光纖(或其它光學(xué)部件)和下部光纖(或其它光學(xué)部件)之間的距離，從而在不需要笨重的配套零件或不需要適用時可能需要稀釋和試管的較大樣品量的情況下，對微量的液滴分析樣品進(jìn)行受控的光吸收測定，其中液滴分析樣品少于約10 μ 1、通常少于約2μ 1且具有下至約 10 μ、通常下至約10 μ的光程長度。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式的下部光纖保持器16s以及相關(guān)的裝配座的更詳細(xì)的立體圖。在圖4示出的示例性配置中，發(fā)動機(jī)產(chǎn)生帶螺紋螺母(未示出)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，螺母壓在下部光纖保持器16s的匹配的螺紋軸部分74上。下部光纖保持器取代和/ 或充當(dāng)線性致動器的致動軸。由發(fā)動機(jī)62(如圖3A和圖;3B所示)在任意方向上驅(qū)動的內(nèi)旋螺絲靠著外螺紋軸部分74的轉(zhuǎn)動引起下部光纖連接器16s和容納于其中的光學(xué)導(dǎo)管如 18b的受控的平移。下部光纖連接器16s的位置可由座或板64(圖3A至3B)穩(wěn)固，座或板 64通過插入環(huán)66機(jī)械地聯(lián)接至下部光纖保持器16s。座或板64可具有孔或槽78 (如圖4 所示)，套筒68和緊固件如螺絲65經(jīng)過該孔或槽。緊固件65可包括延伸的發(fā)動機(jī)安裝螺絲。發(fā)動機(jī)62(如圖3A和;3B所示)還可通過額外的緊固件(未示出)緊固至底座52 (如圖3A和3B所示)。如上所述，通常，在設(shè)備50 (圖3A和3B)的運(yùn)行過程中，下部光纖保持器16s的移動距離和/或位置被例如由渦電流傳感器方面監(jiān)測。有利地，座或板64可在運(yùn)行中固定至下部光纖連接器16s，使得座或板與下部光纖保持器一起移動。座或板64可包括印制電路
11板(PCB)，其攜帶執(zhí)行感測座或板64的運(yùn)動或位置(例如使用渦電流傳感器)的功能的電子器件。當(dāng)座或板64用作位置傳感器時，如上所述，套筒68提供了板64的孔或槽78與緊固件65之間的滑動機(jī)械接合，因此允許板64 (與下部光纖保持器16s —起)進(jìn)行平行于下部光纖保持器16s的軸線的平移運(yùn)動，但阻止了板和下部光纖保持器作為整體相對于設(shè)備的轉(zhuǎn)動。這樣的轉(zhuǎn)動是不期望的，因?yàn)檫@可引起包含在下部光纖保持器16s中的光纖的錯位、扭曲、光損失乃至破損。插入環(huán)66可永久或暫時地聯(lián)接至座或板64。例如，插入環(huán)可以焊接的方式永久地聯(lián)接至座或板。同樣地，插入環(huán)66可永久或暫時地聯(lián)接至下部光纖保持器16s。如果，如上所述，在運(yùn)行中下部光纖保持器16s和座或板64 —致地移動，則至少在這樣的運(yùn)行過程中插入環(huán)66緊固至下部光纖保持器16s及座或板64。為了便于零件的組裝或替換，會希望在下部光纖保持器16s和插入環(huán)66之間使用非永久性緊固，使得下部光纖保持器有時可從設(shè)備的其余部分移除。非永久性的緊固可包括在下部光纖保持器16s的螺紋部分74的外螺紋與插入環(huán)66的內(nèi)部中空部分的內(nèi)螺紋之間的牢固鎖定的機(jī)械接合。以這樣的方式，下部光纖保持器16s可足夠緊地保持在插入環(huán)中，使得在發(fā)動機(jī)62的運(yùn)行過程中下部光纖保持器不會轉(zhuǎn)動，還可在拆卸過程中容易地從插入環(huán)脫離。圖5A和圖5C示出光纖保持器16s和座或板64的正視圖。該正視圖示出套管或套筒67，套管或套筒67壓合至在至座或板64底下延伸的下部光纖保持器16s的最低無螺紋部分，即板的與發(fā)動機(jī)相對的一側(cè)。套管或套筒67可用作止動器來阻止下部光纖保持器超出其預(yù)定的機(jī)械極限的超程。此外，帶有配置為使得能通過光學(xué)傳感器82來中斷的光遮斷器裝置79’的部分的止動板79(圖5C)，還可有利地配置有在圖5A和圖5C中描繪的設(shè)備，從而不僅提供輔助的止動機(jī)構(gòu)還作為原位置。圖5A中示出下部光纖保持器16s、插入環(huán) 66、座或板64及套管或套筒67緊固且一致地移動，圖5A和圖5C分別示出位于其移動的下部范圍和上部范圍的這些零件。圖5B示出套管或套筒67、止動板79的底視圖，止動板79具有配置的與光學(xué)傳感器82聯(lián)合工作的光遮斷器裝置79’，所有部件均聯(lián)接至本發(fā)明的板64。圖6A至圖6B是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的可替換實(shí)施方式的兩個視圖，設(shè)備用于通過由界面張力保持在兩個表面之間的液體樣品來測量吸光度。在本發(fā)明上述的實(shí)施方式中 (例如圖2A至圖2B)，可將光纖與上部和下部砧或基座齊平地完成且磨光。然而，在圖6A 至6B所示的替換的實(shí)施方式80中，光纖18a至18b沒有經(jīng)過砧或基座的全部路徑到達(dá)相應(yīng)的表面13和表面15。相反地，可在砧或基座的一個或另一個中嵌入透鏡以對進(jìn)入樣品的光校準(zhǔn)或有效地從樣品收集光。例如，如果光由下部光纖18b提供，則該光在從光纖18b發(fā)出后且進(jìn)入樣品14之前由透鏡17b校準(zhǔn)。然后，透射過樣品的任意光由透鏡17a收集并聚焦至光纖18a的端部，用于傳遞至探測器(未示出)。作為示例配置，透鏡17a_17b可為定制或商用的緩變折射率(GRIN)透鏡，其暴露的平面可設(shè)置分別與表面13和表面15齊平。圖7是根據(jù)本發(fā)明的替換實(shí)施方式的設(shè)備的側(cè)視圖。所有共用的標(biāo)號與之前使用的相同。在圖7所示的設(shè)備90中，鉸鏈墊塊被移除。相反地，鉸鏈桿56經(jīng)過底座板和臂 M。由于鉸鏈桿限定出臂M的轉(zhuǎn)動軸線，則當(dāng)臂M抵靠機(jī)械止動器53時臂在止動位置并不與底座板52平行定位。然而，上部光纖保持器1 仍到達(dá)止動位置，使得上部光纖保持器12s內(nèi)的上部光纖18a的一段與下部光纖保持器16s內(nèi)的下部光纖18b的一段同軸。上部光纖保持器1 相對于臂M的布置確保光纖在止動位置相對于彼此光學(xué)對準(zhǔn)。圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一替換實(shí)施方式的設(shè)備的側(cè)視圖。所有共用的標(biāo)號與之前使用的相同。在圖8所示的設(shè)備100中，下部光纖保持器16s直接由凸輪104(或其它裝置)驅(qū)動，凸輪104由凸輪軸102轉(zhuǎn)動，凸輪軸102由發(fā)動機(jī)62轉(zhuǎn)動。這樣的布置能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)榫€性運(yùn)動。凸輪104可靠著下部光纖保持器16s的槽或凹部106的壁接合。優(yōu)選地，提供了確保下部光纖保持器被適當(dāng)裝載的裝置，例如約束套筒108的徑向位置的彈簧和軸承，套筒108在其穿過底座板52的通道將下部光纖保持器封裝。該軸承可為簡單寶石頸軸承或直線球軸承。圖9是根據(jù)本發(fā)明的又一替換實(shí)施方式的設(shè)備的側(cè)視圖。所有共用的標(biāo)號與之前使用的相同。在圖9所示的通常由參考數(shù)字200標(biāo)記的設(shè)備中，下部光纖保持器16s沒有直接聯(lián)接至底座板52。相反地，下部光纖保持器16s機(jī)械地聯(lián)接至能夠在柔性軸承112處彎曲的輔助底座板110，柔性軸承112可包括輔助底座板的較薄區(qū)域。輔助底座板110從下部光纖保持器的附接安裝至在柔性軸承的對側(cè)上的底座板52，留出輔助底座板的一段自由彎曲，因此驅(qū)動附接的下部光纖保持器的運(yùn)動。這樣的柔性由發(fā)動機(jī)62控制，發(fā)動機(jī)62操作支承輔助底座板的線性致動軸103。因此，上述的配置能夠精確控制上部光纖(或其它光學(xué)部件)和下部光纖(或其它光學(xué)部件)之間的分離，以使在不需要笨重的配套零件例如底座板、臂或設(shè)備主體的機(jī)械運(yùn)動的情況下，對微量樣品(如液滴)進(jìn)行受控的光學(xué)吸光度測量。有利地，由于在這樣的受控的分離過程中僅有一個光纖保持器(在其中包含的光纖)移動，而且由于光線保持器可實(shí)際上包括線性致動器的軸，因而輔助零件的數(shù)量和可能相關(guān)的無用的運(yùn)動維持在最低水平。方便地，可移動的光纖保持器可為存在的線性致動軸的替換，或者，可能可為其修改，以將制造簡化?？梢苿拥墓饫w保持器可附接至可能為位置傳感器印制電路板的座或板， 其與可移動的光纖保持器一起移動。與座或板滑動地機(jī)械接合的一個或多個套筒允許光纖保持器平行于其軸線運(yùn)動，但阻止了無用的會對光學(xué)對準(zhǔn)產(chǎn)生不利影響、甚至導(dǎo)致光纖斷裂的側(cè)對側(cè)運(yùn)動或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。對于實(shí)際測量本身，一般在吸收光譜獲取的量為相對透射(T)，由T= ΙΕ(λ)/ Ι0(λ) ^ (ΙΕ/Ι0) (λ)給出，其中，ιΕ(λ)為所測量的透射過樣品的光的強(qiáng)度(即能量)， Ι0(λ)為參考強(qiáng)度，一般在無樣品存在時所得。然而，通常感興趣的量為由公式1給出的吸光度Α。將A考慮為Ik的函數(shù)，S卩，使AE f(lR)，將在每個波長λ獲得的實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果表示為非隨機(jī)變量的總和I ( λ )以及兩個隨機(jī)變量Xkms ( λ )和)C1/f。因此，根據(jù)該表達(dá)，a. ΙΕ(λ) = I 實(shí)際(λ ) +Xrms ( λ ) +X1/f等式 4其中，I 是到達(dá)探測器且由此可探測的光強(qiáng)度的假設(shè)實(shí)際值或真值，Xems是所謂的散粒噪聲，x1/f是系統(tǒng)噪聲(例如“1/f噪聲”)，其不依賴于信號水平。散粒噪聲的方差由I 的平方根給出，而系統(tǒng)噪聲的方差為常數(shù)k，常數(shù)k獨(dú)立于Ik或(1$_)。量Ik的統(tǒng)計(jì)期望值E(Ik)簡單給出為E(Ik) = I^0此外，非隨機(jī)變量I 的方差等于零，而對于每個波長λ ,Ici為簡單的常數(shù)(但并不是對于所有的λ都為相同的常數(shù))。由于兩個隨機(jī)變量Xkms和相互獨(dú)立，其協(xié)方差為零，即，Cov (Xems, X1/f) = 0。因此，b. Var (Ie) = Var (XEMS+X1/f) = Var (Xems) +Var (X1/f) · 等式 fe，
13
或以替換的形式，c. Var (T) = (1/I02) Var (Ie) = (1/I02) Var (Xems) + (1/I02) Var (Xl7f)等式 5b.盡管上述隨機(jī)變量給出為?；?！"的函數(shù)，但還希望根據(jù)吸光度A計(jì)算信噪比，A為由公式1給出的Ik的函數(shù)。隨機(jī)變量Ik的函數(shù)f的方差可由如下公式近似地表示
權(quán)利要求
1.一種用于測量由表面張力限制的樣品的光學(xué)性質(zhì)的設(shè)備，包括第一基座表面，其聯(lián)接至具有發(fā)送端的第一光學(xué)導(dǎo)管；底座；第二基座表面，其機(jī)械地聯(lián)接至所述底座并被配置為接收第一液體樣品，所述第二基座表面聯(lián)接至具有接收端的第二光學(xué)導(dǎo)管，其中所述第二基座進(jìn)一步可操作以在可變距離 (P)下調(diào)整所述第一基座和所述第二基座之間的間隔，以便將所述第一液體樣品拉成柱從而由表面張力限制，由此通過所述第一光學(xué)導(dǎo)管的所述發(fā)送端和所述第二光學(xué)導(dǎo)管的所述接收端為光度測定或光譜測定的測量提供光學(xué)路徑；以及板，所述板配置有傳感器以提供反饋，以便能夠進(jìn)行所述第一基座表面和所述第二基座表面之間的精確位移，從而能夠進(jìn)行所述可變距離(P)，所述板還被配置為能夠?qū)⒕€性致動器發(fā)電機(jī)主體保持于所述設(shè)備，并因此C)允許所述電路板與所述第二光學(xué)導(dǎo)管平行于第二光學(xué)導(dǎo)管軸線的平移運(yùn)動，以及d)防止所述電路板和所述第二光學(xué)導(dǎo)管作為整體相對于所述設(shè)備的旋轉(zhuǎn)；由此生成具有最小旋轉(zhuǎn)效果的線性行進(jìn)以及第二光學(xué)導(dǎo)管相對于所述第一光學(xué)導(dǎo)管的光學(xué)對準(zhǔn)的最小改變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述板包括印刷電路板，并且配置在所述印刷電路板上的所述傳感器包括渦流傳感器，所述渦流傳感器適于使用所述線性致動器發(fā)電機(jī)主體的背板作為生成渦流的物體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中由所述印刷電路板上的電感器相對于所述線性致動器發(fā)電機(jī)主體的所述背板的間距所產(chǎn)生的改變的電路阻抗改變所述印刷電路板上的電路的諧振頻率，其中聯(lián)接的數(shù)字電路對在時間間隔內(nèi)所產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)以確定所述電路板相對于所述聯(lián)接的致動器發(fā)電機(jī)背板的間距，從而提供期望的所述光程長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中監(jiān)測所述改變的電路阻抗以分辨微米大小的位移，從而能夠?qū)⒐獬搪窂綔y量的精度從約Imm提高到約50微米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述板配置有一個或多個槽，所述一個或多個槽騎靠在一個或多個緊固件上，從而能夠?qū)⑺鼍€性致動器發(fā)電機(jī)主體保持于所述設(shè)備。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中對于任何給定光程長度，所述設(shè)備測量從約0.005 至約2. 0吸光度單位的吸光度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述板包括位置傳感器，當(dāng)平移控制系統(tǒng)經(jīng)啟動或被光遮斷器裝置遮斷而初始化時，所述位置傳感器建立參照位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第二光學(xué)導(dǎo)管包括光纖，所述光纖設(shè)置在具有外螺紋的保持器內(nèi)，其中具有內(nèi)螺紋部的螺母機(jī)械地嚙合所述保持器的所述外螺紋部； 其中所述線性致動器發(fā)電機(jī)機(jī)械地聯(lián)接至所述螺母，并且可操作以旋轉(zhuǎn)所述螺母并誘導(dǎo)所述保持器移動從而調(diào)整所述距離P。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述第一光學(xué)導(dǎo)管和所述第二光學(xué)導(dǎo)管包括至少一根光纖，所述至少一根光纖選自單模光纖、保偏光纖、以及多模光纖。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括照射源，所述照射源被配置為提供從約190nm至約840nm的波長。
11.一種測量由表面張力限制的材料的化學(xué)濃度的方法，包括確定目標(biāo)吸光度值從而為吸光率測量提供最佳信噪比；實(shí)驗(yàn)地確定通過與所述目標(biāo)吸光度值相應(yīng)的材料的最佳光程長度，所述實(shí)驗(yàn)地確定最佳光程長度的步驟還包括提供配置有傳感器的聯(lián)接的印刷電路板以提供反饋，以便能夠進(jìn)行第二基座表面相對于第一基座表面的精確位移，從而提供可變距離(P)，所述板還被配置為使得所述第二基座的線性行進(jìn)能夠具有最小旋轉(zhuǎn)效果并使得所述第二基座相對于所述第一基座表面的對準(zhǔn)能夠具有最小改變；將通過所述材料的光程長度設(shè)定為基本等于所述實(shí)驗(yàn)地確定的最佳光程長度； 測量通過所述材料的所述設(shè)定的光程長度的吸光率；以及從所述材料的已知吸收率、設(shè)定的光程長度、和測量到的所述材料的通過所述設(shè)定的光程長度的吸光率計(jì)算所述材料的化學(xué)濃度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述確定目標(biāo)吸光度值從而提供最佳信噪比的步驟還包括相對于單位信號假定固定的噪聲分量。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述實(shí)驗(yàn)地確定最佳光程長度的步驟還包括a)將吸光度值處的光程長度設(shè)定為低于或高于在所述目標(biāo)吸光度值處的光程長度；b)獲得所述材料的吸光度的測量結(jié)果；c)通過已知符號和數(shù)值增大所述光程長度；d)獲得所述材料的吸光度的測量結(jié)果；e)重復(fù)上述步驟c-d直至找出所述目標(biāo)吸光度值。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述精確位移包括從約Imm至約50微米精度的光程長度測量。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述測量吸光度步驟包括對于任何給定光程路徑，測量從約0. 005至約2. 0吸光度單位的吸光度。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述測量通過所述材料的所述設(shè)定的光程長度的吸光度的步驟包括通過從約190nm至約840nm的波長照射所述樣品。
全文摘要
描述了一種設(shè)備，其中光纖安裝在光纖保持器內(nèi)，光纖保持器包括線性致動器的非旋轉(zhuǎn)軸?？梢允构饫w保持器保持固定以限制光纖保持器并因此限制安裝在其中的光纖，以免在線性制動器的操作過程中旋轉(zhuǎn)，從而使線性行進(jìn)具有最小旋轉(zhuǎn)效果，并且使光纖在行進(jìn)過程中的光學(xué)對準(zhǔn)具有最小改變。此外，文中在操作中采用光程長度傳感器結(jié)合最優(yōu)吸光度方法以在各接收和發(fā)送光纖之間提供微米精度的位移，從而使得對于任何給定光程長度，都能夠測量約0.005至約2.0吸光度單位的精確吸光度。
文檔編號G01N21/31GK102232182SQ200980139661
公開日2011年11月2日 申請日期2009年10月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月3日
發(fā)明者小查爾斯·W·羅伯遜, 戴米安·W·阿什米德, 托馬斯·A·托卡什 申請人:納諾多普科技有限責(zé)任公司