[发明专利]用于最佳吸光度测量的光程长度传感器和方法

说明书

相关申请

本申请要求题为“Optical Path Length Sensor for Measuring Absorbance(用于测量吸光度的光程长度传感器)”的第61/102,740号美国临时申请，题为“Method and Apparatus for a Linear Actuator and Fiber Optic Light Delivery and Collection System(用于线性致动器和光纤光传输与收集系统的方法和设备)”的第61/102,553号美国临时申请，以及题为“Method for Optimum Optical Absorbance Measurements”(用于最佳吸光度测量的方法)第61/102,560号美国临时申请的优先权，上述申请全部于2008年10月3日提交，并通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及的领域为用于使小容量样品的分光光度计及相关仪器。更具体地，本发明涉及光纤光传输与收集系统以及用于使这些仪器内的测量最优化的装置。

背景技术

常常使用光学技术(诸如光度测定、分光光度测定、荧光测定、或分光荧光测定)来表征液体、混合物、溶液、反应混合物。为了表征这些液体的样品，传统方法和设备通常采用样品保持容器或室(比如，皿)，样品保存容器或室的两个或更多个侧面具有光学性质以允许需要对容纳在其中的液体表征的那些波长通过。

不幸地，生物采样技术常常生成很小量的材闻用于分析。因此，通过消耗最小的样品材者来测量吸光度和荧光性已经变得极为重要。当处理极小样品容量(比如1至2微升)时，创造足够小的待填充的室或皿并允许使用工业标准1cm的光程是困难的。清洁这些室或皿以供其它样品使用是困难和/或耗时的。因此，当处理小样品容量(诸如由激光捕获显微解剖所产生的生物样品)时，无法使用光度测定、分光光度测定、荧光测定、荧光光度测定等传统方法。

在光度测定或分光光度测定的情况下，通常感兴趣的量是吸光度A，对于液体样品，A最常被定义为：

A＝-log₁₀(T)＝-log₁₀(I_R/I₀)                等式1；

其中T是透射率，I_R是透过被测量样品的光强度(例如，功率)，I₀是透过空白或参比样品的光强度。最通常地，吸光度值在具有1cm光程长度的室或皿中测量。然而，朗伯定律(Lambert′s Law)规定，对于通过相同浓度的均匀溶液的平行(全部射线近似平行)光束，吸光度A与通过该溶液的光程长度成比例。对于两个光程长度P₁和P₂，

A1A2=P1P2]]>等式2；

其中A₁和A₂分别是在光程长度P₁和P₂处确定的吸光度值。此外，吸光度是吸光率ε、光程长度P、和分析物浓度c的函数，它们之间的关系如下：

A＝εcP                            等式3。

因此，常常可能使用除1cm之外的光程长度来测量吸光度并使用该结果来计算浓度或吸收率或，如果需要，使吸光度修改为1cm光程的等价值以便更容易与传统数据相比。

美国专利第6,809,826号和第6,628,382号教导了在极小液体样品上进行分光光度测定等的方法和设备，这两篇专利的全部内容通过引用并入本文。上述专利教导的0.2至2mm范围的样品光程长度能够被用来产生能够轻易地修改到1cm光程等价的吸光度值。