為對(duì)稱入射束和散射束幾何形狀調(diào)節(jié)樣品架的方位，從而補(bǔ)償與折射率相關(guān)的失真的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于分析樣品的設(shè)備。
[0002]此外，本發(fā)明涉及一種分析樣品的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]為了分析液體樣品，可以將液體樣品注入樣品容器中。然后，使電磁輻射束與液體樣品相互作用，其中散射電磁輻射束然后可以攜帶表示液體樣品的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的
?目息O
[0004]請(qǐng)參見US 2004/100630、GB 2，494，734、DE 102008007743、US 2004/251134、GB2，494，735 和 US 4，710，643。
[0005]WO 2011/092510公開了一種通過靜態(tài)和/或者動(dòng)態(tài)光散射特性化液體樣品的小杯，該小杯具有僅利用表面張力保持液體樣品的主體。此外，還提供了一種包括小杯的光散射儀表。此外，提供了一種用于制備包括液體樣品的小杯的方法，該方法包括對(duì)小杯裝載液體樣品的步驟。此外，提供了一種用于特性化液體樣品的方法，所述方法包括分析包含在小杯內(nèi)的液體樣品的步驟。小杯可以用于保持液體樣品，并且還可以用于光散射實(shí)驗(yàn)。
[0006]US 5，572，321涉及一種用于測(cè)量膠體介質(zhì)的薄膜散射的發(fā)光密度的裝置。更具體地說，意在利用光子相關(guān)進(jìn)行亞微米粒度分析，并且包括用于測(cè)量膠體介質(zhì)的薄膜散射的發(fā)光密度的裝置。該裝置包括:單色光源；會(huì)聚光系統(tǒng)，用于使光源聚焦在要分析的薄膜上；至少一個(gè)光敏檢測(cè)器，用于檢測(cè)薄膜散射的或者背向散射的光；以及用于處理來自一個(gè)或者多個(gè)光電檢測(cè)器的信號(hào)的系統(tǒng)。
[0007]用于測(cè)量色散中顆粒的界達(dá)電位的電涌光散射(ELS)設(shè)備可以采用干涉儀布置，在該干涉儀布置中，樣品中的顆粒散射的光與基準(zhǔn)束重疊。還可以利用相應(yīng)布置確定動(dòng)態(tài)光散射(DLS)的顆粒大小。
[0008]這種設(shè)備可以裝備有采用光纖的檢測(cè)系統(tǒng)。對(duì)于特定樣品，可以利用光學(xué)方法調(diào)節(jié)該設(shè)備，并且然后，能夠?qū)⒃撛O(shè)備用于具有相同色散介質(zhì)的其他樣品。然而，如果利用其他展開劑，特別是具有其他折射率值的展開劑來分析樣品，則需要再調(diào)節(jié)光學(xué)元件。
[0009]例如Malvern Zetasizer的市售設(shè)備裝備有各種補(bǔ)償模塊，該補(bǔ)償模塊抵消具有另一個(gè)折射率值的展開劑導(dǎo)致的這種變化。這樣使用戶分析具有不同折射率值的樣品。
[0010]因此，在傳統(tǒng)設(shè)備中，樣品架和樣品的折射率的變化導(dǎo)致離開樣品架的散射電磁輻射束的軌跡發(fā)生變化，或者需要通過增加附加光學(xué)單元進(jìn)行補(bǔ)償。前者情況導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)確，后者情況導(dǎo)致占用面積大的復(fù)雜裝置，并且/或者對(duì)于用戶不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011 ] 本發(fā)明的目的是提供一種與所使用的樣品容器和樣品無關(guān)，基于簡(jiǎn)單電磁輻射的高精度樣品測(cè)量系統(tǒng)。
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供了根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的設(shè)備和方法。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例，提供了一種用于分析樣品的設(shè)備，該設(shè)備包括:電磁輻射源，構(gòu)造該電磁輻射源，以產(chǎn)生入射電磁輻射束；樣品容器，構(gòu)造該樣品容器，以容納要分析的樣品，成形該樣品容器，以具有對(duì)稱軸，布置該樣品容器，以接收入射電磁輻射束，從而傳播到樣品容器中，與樣品相互作用，并且布置該樣品容器，以使要檢測(cè)的散射電磁輻射束傳播到樣品容器的外部；以及電磁輻射檢測(cè)器，構(gòu)造該電磁輻射檢測(cè)器，以檢測(cè)從樣品容器收到的要檢測(cè)的散射電磁福射束，其中相對(duì)于入射電磁福射束的方向確定樣品容器的方位(特別是使樣品容器傾斜，更特別地是利用兩次傾斜操作以兩個(gè)不同斜軸使樣品容器傾斜)，使得入射電磁輻射束(特別是沿著從)剛好在傳播到樣品容器中之前(的位置)到對(duì)稱軸(的路徑)的入射軌跡相對(duì)于要檢測(cè)的散射電磁輻射束(特別是沿著)從對(duì)稱軸到散射電磁輻射束剛好離開樣品容器后的位置(的路徑)的散射軌跡對(duì)稱，使得樣品容器外的散射軌跡與樣品容器的和樣品的折射率無關(guān)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)典型實(shí)施例，提供了一種分析樣品的方法，其中該方法包括:使入射電磁輻射束射向容納要分析的樣品的樣品容器并且成形該樣品容器以具有對(duì)稱軸
(25);入射電磁輻射束由樣品容器接收，以傳播到樣品容器中，從而與樣品相互作用；使要檢測(cè)的散射電磁輻射束傳播到樣品容器；檢測(cè)從樣品容器收到的要檢測(cè)的散射電磁輻射束；以及相對(duì)于入射電磁輻射束的方向確定樣品容器的方位，使得入射電磁輻射束剛好在傳播到樣品容器中之前到對(duì)稱軸的入射軌跡相對(duì)于要檢測(cè)的散射電磁輻射束從對(duì)稱軸到散射電磁輻射束剛好離開樣品容器后的位置的散射軌跡對(duì)稱，使得樣品容器外的散射軌跡與樣品容器的和樣品的折射率無關(guān)。
[0015]在本申請(qǐng)的說明書中，術(shù)語(yǔ)“樣品容器的對(duì)稱軸”可以特指沿著樣品容器延伸的直軸，其中在垂直于對(duì)稱軸的每個(gè)截面中，樣品容器的截面相對(duì)于端支承與相應(yīng)平面之間的交叉點(diǎn)對(duì)稱(或者至少基本上對(duì)稱)。特別是，筒狀樣品容器的對(duì)稱軸由其筒體軸構(gòu)成。
[0016]在本申請(qǐng)的說明書中，術(shù)語(yǔ)“對(duì)稱軌跡”可以特指，通過執(zhí)行對(duì)稱操作(諸如鏡像變換)，一個(gè)軌跡(即，入射軌跡或者散射軌跡)可以映射到另一個(gè)軌跡(即，散射軌跡或者入射軌跡)，反之亦然。特別是，該對(duì)稱軌跡可以在軸向上互相對(duì)稱，并且更特別地是，在兩個(gè)空間保護(hù)中，該對(duì)稱軌跡可以在軸向上互相對(duì)稱(特別是當(dāng)從兩個(gè)正交方向上觀看時(shí))。
[0017]在本申請(qǐng)的說明書中，表述“樣品容器外的散射軌跡與樣品容器的和樣品的折射率無關(guān)”可以特指樣品容器外的散射電磁輻射束傳播方向(更確切地說，射向電磁輻射檢測(cè)器的一部分散射電磁輻射的傳播方向)不取決于樣品容器的材料的和/或者其內(nèi)的樣品的材料的折射率。還可以指，在由具有不同折射率值的不同樣品容器的不同材料和/或者不同樣品的不同材料散射的不同散射電磁輻射束之間，不發(fā)生空間位移。
[0018]在本申請(qǐng)的說明書中，術(shù)語(yǔ)“要檢測(cè)的散射電磁輻射束”可以特指，由入射電磁輻射束與樣品容器中的液體樣品相互作用產(chǎn)生的散射電磁輻射的特定部分，該特定部分散射到預(yù)定方向并且進(jìn)入空間體積盒中，使得其撞擊電磁輻射檢測(cè)器的電磁輻射敏感區(qū)域。普通技術(shù)人員明白，作為對(duì)利用入射電磁輻射束照射樣品容器中的液體樣品的響應(yīng)，將在許多方向散射電磁輻射。因?yàn)椴捎每臻g濾波布置的檢測(cè)器，所以選擇單向。此外或者作為一種選擇，可以采用單模光纖。然而，因?yàn)樵跇悠啡萜髋c電磁輻射敏感區(qū)之間構(gòu)造光路，所以僅需要選擇性地相對(duì)于入射電磁輻射束對(duì)稱布置要檢測(cè)的部分散射電磁輻射束。
[0019]根據(jù)典型實(shí)施例，能夠使電磁福射檢測(cè)器將檢測(cè)的散射電磁福射束精確射向電磁輻射檢測(cè)器，而與樣品容器的和/或者包含在其內(nèi)的液體樣品的材料的折射率值無關(guān)。這是通過調(diào)節(jié)入射電磁輻射束與樣品容器之間的相對(duì)方位(特別是，通過兩次使電磁輻射束相對(duì)于樣品容器適當(dāng)傾斜，反之亦然)實(shí)現(xiàn)的，具體地說，能夠執(zhí)行該調(diào)節(jié)，使得在樣品容器的(幾何形狀的或者散射的)中心的上游和下游實(shí)現(xiàn)對(duì)稱束幾何形狀。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)樣品容器的材料的和/或者樣品容器中的樣品的材料的基于折射率的影響進(jìn)行補(bǔ)償。因此，通過僅進(jìn)行幾何方位調(diào)節(jié)，并且因此不需要任何附加硬件或者調(diào)節(jié)工作，實(shí)現(xiàn)分析設(shè)備與折射率偏移或者變化無關(guān)。因此，用戶可以在分析設(shè)備中使用任何要求的樣品容器和任何要求的樣品(可以分解和/或者分散在任何要求的溶劑中)，而無需在使用之前專門進(jìn)行折射率調(diào)節(jié)。
[0020]下面將描述該設(shè)備和方法的其他典型實(shí)施例。
[0021]在優(yōu)選實(shí)施例中，假定相對(duì)于其壁(特別是第一壁和第二壁)與樣品容器的伸長(zhǎng)(或者延伸)軸平行的樣品容器的第一壁的垂直線具有固定入射角，定位電磁輻射檢測(cè)器，以檢測(cè)通過與入射壁平行并且對(duì)置的第二壁的散射電磁輻射束，從而使電磁輻射檢測(cè)器收到的散射束方向相對(duì)于第二對(duì)置壁的垂直線的角度與上述固定入射角相同，使得樣品或者樣品容器壁的折射率的任何變化都將使折射角和第一壁和第二壁產(chǎn)生相同且相反的變化，使得散射電磁輻射束的檢測(cè)方向保持不變。
[0022]在優(yōu)選實(shí)施例中，入射電磁福射束與樣品容器的交點(diǎn)和散射電磁福射束與樣品容器的交點(diǎn)與發(fā)生散射的區(qū)域一起基本上形成等腰三角形，散射區(qū)域?yàn)橹行慕恰?br>[0023]在優(yōu)選實(shí)施例中，樣品容器相對(duì)于入射電磁福射束的方向傾斜，使得入射電磁福射束在剛好傳播到樣品容器中之前到對(duì)稱軸的入射軌跡相對(duì)于要檢測(cè)的散射電磁輻射束從對(duì)稱軸到散射電磁輻射剛好離開樣品容器后的位置的散射軌跡軸向?qū)ΨQ(或者鏡像對(duì)稱)，使得樣品容器外的散射軌跡與樣品容器的和樣品的折射率無關(guān)。這特別適用于各種形狀的樣品容