[发明专利]超低量程荧光计校准

说明书

荧光计可用于测量超低浓度的发荧光物质，诸如穿过反渗透膜进入渗透物流的超低浓度的荧光示踪剂。在一些实例中，可以通过基于荧光计测得的荧光反应，重置一些而非所有用于测定所述渗透物中的荧光示踪剂的浓度的校准参数来重新校准所述荧光计。例如，可以为所述荧光计原位重置或重新校准校准曲线的截距，即使所述荧光计尚未进行完全重新校准，也可能提供显著的精度提高。

相关事项

本申请要求于2018年3月2日提交的美国临时专利申请号62/637,550的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开涉及荧光计的校准，更具体地，涉及用于监测膜分离过程中的低荧光团浓度的荧光计的校准。

背景技术

膜分离是一种通过连续膜结构的分子排列中的孔隙和/或微小间隙选择性分离材料的技术。膜分离可以按孔径和分离驱动力来分类。示例性膜分离技术包括微滤(MF)、超滤(UF)、离子交换(IE)和反渗透(RO)。例如，反渗透广泛用于水净化过程中，以从水中去除离子、细菌和其他分子以及较大的颗粒。在反渗透过程中，施加的压力用于克服跨膜渗透压，从而使基本上纯的溶剂(例如水)穿过膜，同时残留的溶质保留在该膜的加压侧。

实际上，使用膜分离方法达到的净化程度至少部分地由该方法中使用的膜的质量和完整性决定。如果膜结构发生化学和/或机械故障，则杂质可穿过膜裂缝并进入所产生的“净化”产物流中。在水净化的情况下，可在纳米级范围内的有害杂质和病原体(例如，水性肠病毒、隐孢子虫(Cryptosporidium)、贾地鞭毛虫(Giardia cysts)、纳米颗粒、有机化合物等)可以穿过膜裂缝进入干净的水流中，可能造成健康风险。

出于这些和其他原因，已经使用技术来监测膜分离过程的性能。作为一个实例，荧光监测方法可以用于通过将荧光示踪剂引入进料流中，然后在分离膜下游的一种或多种流中检测荧光示踪剂来监测膜分离过程的性能。荧光示踪剂穿过膜的程度可以提供膜完整性的指示。

当尝试用荧光测定法监测膜分离过程的性能时，出现了实际挑战。由于正常作用的膜可将大部分荧光示踪剂与净化的产物流(也称为渗透物)分开，因此荧光计可能需要检测极小浓度的示踪剂。在这些极小浓度下，荧光计的校准或测量精度的细小变化可能会导致测得的示踪剂浓度产生较大的误差。而且，由于许多膜分离过程是连续操作的，例如满足关键的水需求，因此可能很少或没有机会重新校准荧光计。

发明内容

一般地，本公开涉及用于校准荧光计的系统和技术，包括用于监测和/或控制利用此类荧光计的膜分离过程的系统和技术。在一些实例中，所述技术包括基于对引入到正使用膜分离方法分离的进料流中的荧光示踪剂的控制，对荧光计进行原位重新校准。在启动膜分离过程之前或同时，用于监测所述过程的荧光计可进行完全的多点校准。完全的校准过程可涉及除了一种或多种具有已知浓度的荧光示踪剂的其他参考溶液外，还对空白或零荧光溶液的参考溶液进行荧光分析。然后将荧光计测得的荧光反应与荧光示踪剂浓度相关联的具有斜率和截距的单阶或高阶校准曲线可以存储在与荧光计关联的计算机可读存储器中。

在随后的操作中，可以在将膜用于膜分离过程中之前，将荧光示踪剂引入进料流中。荧光计可以监测进料流和/或膜下游的一种或多种流，例如渗透物流。参考在完全校准期间生成的校准信息，可以用荧光计基于所述流的荧光反应来监测所监测流中的荧光示踪剂的浓度。然而，随着时间的推移，荧光计可能丧失校准。荧光计可能由于多种原因而丧失校准，诸如积垢、电路电阻变化、光源强度变化和/或其他因素。因此，荧光计所产生的测量精度可能随时间推移而下降。