[发明专利]用于光谱测量系统的校准的光学基准

说明书

技术领域

本发明一般地涉及一种用于光学测量装置的校准或表征并且用作用于多种强度和强度测量的参考系统的光学基准，并且更具体地，涉及一种光学基准，该光学基准用于使用这样的光学基准来校准光谱测量仪器和光谱测量系统。

背景技术

光学测量装置例如在疾病的实时检测、诊断和成像中的使用可能需要对这样的光学测量装置的定期校准和表征。光学测量系统的校准可以用基准来实现，所述基准诸如，举例来说，检定的每单位面积辐射强度基准或者其中可以使用仪器无关的发射和/或散射光谱的光谱校正的基准。这样的基准的可用性对于长期的仪器稳定性和可靠性是非常重要的。

一般来说，反射或荧光或拉曼信号的测量在生物医学应用(例如，对于分子水平上的疾病特异性变化的早期诊断的生物医学应用)中起到很大的作用。美国材料与试验协会(ASTM)已经建立了可以用于校准拉曼光谱仪的校准的一系列拉曼位移频率标准(ASTM E 1840)。通常，以下化合物的拉曼位移频率包括在该标准中：萘；苯；硫；甲苯；对乙酰氨基酚；苄腈；环己烷；以及聚苯乙烯。

光谱学系统(诸如拉曼光谱学系统或荧光光谱仪)可能受不良信噪比限制，不良信噪比可能阻碍光谱测量和这样的测量的可靠性，尤其是对于体内实时医疗过程。低信噪比是以下方面的结果：来自目标组织的光学信号的低强度或缺乏、高水平的背景噪声，以及探测的光学信号的不良灵敏度和特异性。

因此，为长期的系统稳定性和可靠性，需要一种可靠的、精确的且简单的用于光谱测量系统(诸如拉曼、荧光和反射光谱学系统)的校准、表征和可靠性检查的方法和设备。

发明内容

在一个方面，提供了一种用于校准光谱学探头的光学基准。用于光谱学探头的校准或表征的光学基准可以包括对乙酰氨基酚和硫酸钡的混合物。对乙酰氨基酚在混合物中的量小于硫酸钡的量。光学基准可以被用作校准拉曼系统的波长校准基准。

在另一个方面，光学基准可以被用作用于反射光谱测量或者用于荧光光谱系统中的可靠性检查的反射参考基准。

在一个方面，提供了一种用于校准或表征光谱学探头的设备。该设备可以包括具有顶表面和底表面的基板基体。顶表面可以包括用于接收光学基准样本的部分。接收部分可以是粘性的。基准样本可以包括对乙酰氨基酚和硫酸钡的混合物，其中对乙酰氨基酚的质量小于硫酸钡的质量。在校准测量完成之后校准设备可以被丢弃。校准设备还可以包括可以附接到基板基体的顶表面的薄膜。该薄膜可以被确定合适尺寸以至少覆盖基板的其上正放置有光学基准的部分。

在另一个方面，提供了一种光谱学探头。该光谱学探头可以包括安装在探头的远端的末端。末端包括照射光束和返回辐射可以通过的开口。可用后即弃的校准条可以附接到末端以覆盖末端的开口。校准条可以包括用于校准光谱学探头的光学校准基准。校准条可以是一旦光谱学探头正被校准就可移除的。

在一个方面，校准条可以是一旦光谱学探头正被校准就可用后即弃的。

在又一个方面，探头的末端可以是一旦光谱测量已经完成就可移除的和可用后即弃的。

在另一个方面，提供了一种使用光学基准来校准光谱学探头的方法。

除了上述方面和实施方案之外，进一步的方面和实施方案将通过参照附图和研究以下详细描述而变得清晰。

附图说明

在整个附图中，标号可以被重复用于指示引用的部件之间的对应关系。提供附图是为了图示说明本文中所描述的示例实施方案，而非意图限制本公开的范围。附图中的部件的大小和相对位置不一定按比例绘制。例如，各种部件的形状和角度没有按比例绘制，并且这些部件中的一些被任意地放大和定位以改进附图易读性。

图1是在1s积分时间内测量的对乙酰氨基酚的输出光谱的图解说明。

图2是在1s积分时间内测量的硫酸钡(BaSO4)的输出光谱的图解说明。

图3a-3d图示说明若干种具有对乙酰氨基酚和BaSO4的各种质量比的对乙酰氨基酚和BaSO4混合物的输出光谱。

图4是小直径基准样本的拉曼测量的曲线图。

图5是基准样本的测试样本随着时间的稳定性的拉曼测量的曲线图。

图6示意性地图示说明可以使用本发明的校准设备进行校准的光谱学系统。

图7是光谱学探头的远侧末端的实施例的侧视图。

图8a是本发明的校准设备的侧视图。

图8b是图8a的校准设备的顶视图。

图9图解式地说明基准样本被放置在三个不同的基板基体处时的拉曼信号。