專利名稱：光度測定中可用動態(tài)范圍的增大的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及確定樣品中分析物的存在和/或濃度、包含具有波長相關響應性的檢測單元的光學設備的領域。本發(fā)明尤其涉及補償檢測單元的所述波長相關響應性的光學設備和方法。
背景技術：
用在分析像生物樣品那樣的樣品中的幾種分析儀包含照射樣品的光源、和進行光度測量的光電檢測器。例如，在臨床化學分析儀中，測量通過包含液態(tài)樣品的試管的光透射。其結果用于生成作為輸入樣品的光強與通過樣品輸出的光強的比值的消光數據。消光可以由樣品對光的吸收或散射引起。兩種過程導致可測量消光。這樣，通過通常在可用波長上測量檢測器的響應信號，可以確定可能指示診斷狀況的樣品中的分析物的存在和/或濃度。這些波長是正在確定的那種分析物典型吸收或散射光的波長，以便可以檢測到較小變差。通常，由于它們作為入射光的函數的輸出電流的線性、低噪聲、小尺寸和輕重量、長壽命、高量子效率、和與光電倍增管相比的較低成本，將光電二極管用作檢測器。另一方面，光電二極管的總靈敏度與光電倍增管相比較低，它們的面積較小，不存在內部增益以及響應時間通常較慢。因此，光電二極管陣列更常用，以便使并行讀出的速度更高。選來制造可工作在可見光波長范圍內的光電檢測器的材料通常是硅。硅能夠在包含在大約190納米與大約1100納米之間的波長范圍中生成明顯光電流，這個波長范圍是分析生物樣品的有用范圍。但是，基于硅的光電檢測器對入射光的波長的響應是可變的。換句話說，所述光電檢測器的響應性是波長相關的。這意味著，倘若在整個波長范圍內將相同光功率輸入光電檢測器中，則測量信號或基線信號在波長范圍內沿著類似于響應性曲線的曲線變化。將響應性定義成生成的光電流(A)與入射光功率(W)的比值，通常用A/W (安培/瓦特)表達。該響應性也可以表達成量子效率，或光生成載流子的數量與入射光子的比值。將“基線信號”定義成通過光路而未通過樣品或用空白或參考溶液取代樣品，從光源引導到檢測器的源自電磁能的轉換的信號。因此，該基線信號是不同波長上的光源強度和光電檢測器響應性的函數。換言之，在每個所選可用波長范圍上的基線信號可以定義成空白信號，相對于空白信號的任何偏差被解釋成由存在于樣品中的分析物引起的信號衰減。此外，不僅僅光電檢測器具有波長相關響應性。像透鏡和色散元件那樣，可以作為光路的一部分的大多數部件在不同波長上具有不同性質，使得整個基線信號是用在檢測單元中的幾個部件的函數。波長相關響應性是可能隨使用的波長而變的檢測單元的固有性質，該檢測單元意味著檢測器和光路的至少一些部件，通常具有在途中使光透射、反射、衍射、折射、散射等的作用的所有部件。
關于檢測器，“固有性質”指的是材料固有性質，例如，眾所周知，在硅材料的典型波長范圍內生成可變光電流的基于娃檢測器的娃波長相關響應性。關于光路部件，波長相關響應性可以由部件的材料和形式或幾何形狀兩者(例如，透鏡的材料和幾何形狀、光柵的材料和空間分辨率等)引起，在同等光源強度上，其可能使不同波長的光以不同強度到達檢測器，。在極端情況下，甚至可能以使那些波長的光決不會到達檢測器的方式阻止或使波長偏離某個范圍。此外，放置在光路中的樣品容器本身可能具有波長相關響應性。例如，如果使用玻璃或塑料試管，則眾所周知，那些試管將吸收，例如，在紫外線范圍內的部分輻射。此外，像鹵素燈那樣的當前使用光源具有在某些波長上較低，通常朝著范圍邊界上的紫外線和/或紅外線向下傾斜的可變強度譜，并且在波長范圍的中心部分上具有大約700納米的峰值。通常，在范圍邊界附近，尤其在UV范圍中，在光源的相對強度較低的地方，檢測器的響應性也較低，而在光源的相對強度較高的地方，檢測器的響應性也較高。其結果是，在同等濃度上，正在范圍邊界附近的波長上檢測的分析物的響應信號可能太弱，而正在光源的強度和檢測器的響應性兩者都高的波長上檢測的另一種分析物的響應信號可能導致信號飽和。由于這個原因，當通常按照光源的相對強度和檢測器的響應性最低的可用波長設置基線信號時，限制測量的動態(tài)范圍。這樣做是為了可以測量分析物的小濃度。但是，這意味著需要非常寬的檢測器動態(tài)范圍，而可用動態(tài)范圍卻很小。在一些情況下，這可能導致如果測得的消光太高，則需要稀釋正在分析的樣品和重復測量。每個像素帶有一個前置放大器的光電二極管通常用于最佳地處理這個問題，但是以復雜性和高成本為代價。一種可替代方式是在不同波長上改變積分時間，但這種方法不適合需要快速測量的時候。本發(fā)明的一個目的是提供既簡單又成本劃算并且較不依賴于檢測器的動態(tài)范圍的光學設備。按照本發(fā)明的一個實施例，這可以通過提供包含發(fā)出不同的各自可用波長范圍的光的多個發(fā)光元件的光源來實現，其中至少一些發(fā)光元件的強度被調整成至少對所選可用波長至少部分補償檢測單元的波長相關響應性。按照另一個實施例，這可以通過在光路中提供至少一個光調節(jié)器以便至少對所選可用波長至少部分補償檢測單元的波長相關響應性來實現。按照另一個實施例，這可以通過依次調整光源的強度以便至少對所選可用波長至少部分補償檢測單元的波長相關響應性來實現。本發(fā)明的一個優(yōu)點是有可能將檢測器的可用動態(tài)范圍幾乎完全用于測量，S卩，用于確定樣品中的分析物的存在和/或濃度。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是有可能使用像CCD或CMOS型檢測器那樣的較便宜檢測器。另一個優(yōu)點是雖然檢測器的動態(tài)范圍可能很小，但可以將可用于檢測的動態(tài)范圍最大化到幾乎覆蓋檢測器的整個可用動態(tài)范圍。另一個優(yōu)點是可以防止如果測量信號太高則需要稀釋樣品和重復分析。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是能夠減少光學設備中的雜散光。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及確定樣品中分析物的存在和/或濃度的光學設備，所述光學設備包含檢測單元，所述檢測單元包含光路部件和檢測器，所述檢測單元具有波長相關響應性。所述光學設備進一步包含光源，所述光源包含發(fā)出不同的各自可用波長范圍的光的至少兩個發(fā)光元件。所述光學設備被設置成來自光源的光可通過光路引導到檢測器，以便在所述各自可用波長范圍上生成基線信號，和當樣品處在光路中時生成相對于所述基線信號的響應信號，所述響應信號指示樣品中分析物的存在和/或濃度。所述光學設備被設置成分別對至少第一和第二可用波長范圍，至少第一和第二發(fā)光元件的強度與檢測單元的波長相關響應性成反比，所述檢測單元的響應性在所述第一可用波長范圍上高于在所述第二可用波長范圍上，使得第一可用波長范圍上的第一基線信號與第二可用波長范圍上的基線信號之間的比值小于檢測單元在第一可用波長范圍上的響應性與檢測單元在第二可用波長范圍上的響應性之間的比值，優(yōu)選的是檢測單元在第一可用波長范圍上的響應性與檢測單元在第二可用波長范圍上的響應性之間的比值的50%或更小。按照另一個實施例，所述光學設備包含檢測單元，所述檢測單元包含光路部件和檢測器，所述檢測單元具有波長相關響應性。所述光學設備進一步包含在可用波長范圍內發(fā)光的至少一個光源。所述光學設備被設置成來自光源的光可通過光路引導到檢測器，以便在所述可用波長范圍上生成基線信號，和當樣品處在光路中時生成相對于所述基線信號的響應信號，所述響應信號指示樣品中分析物的存在和/或濃度。所述光學設備進一步包含處在光路中，以便分別對至少第一和第二可用波長范圍補償檢測單元的波長相關響應性的至少一個光調節(jié)器，所述檢測單元的響應性在所述第一可用波長范圍上高于在所述第二可用波長范圍上，使得第一可用波長范圍上的第一基線信號與第二可用波長范圍上的基線信號之間的比值小于檢測單元在第一可用波長范圍上的響應性與檢測單元在第二可用波長范圍上的響應性之間的比值，優(yōu)選的是檢測單元在第一可用波長范圍上的響應性與檢測單元在第二可用波長范圍上的響應性之間的比值的50%或更小。按照本發(fā)明，“光學設備”是適合光學分析存在于樣品之中的分析物，尤其適合測量通過樣品的光透射的獨立儀器、分析儀內的集成部件或分析系統(tǒng)中的模塊。該光學設備尤其適合分析生物樣品。該樣品優(yōu)選的是可以潛在地找到一種或多種感興趣分析物的液態(tài)溶液，譬如，像血液、血清、血漿、尿液、乳汁、唾液、腦脊液等那樣的體液。該樣品可以原樣地，或用另一種溶液稀釋之后或與試劑混合之后分析，例如，以便進行像，例如，臨床化學分析和免疫分析那樣的一種或多種診斷分析。因此，該光學設備可以有利地用于檢測化學或生物反應的結果或監(jiān)視化學或生物反應的進程，例如，在凝血分析、凝集分析、比濁分析中。其他診斷分析包括，例如，像白蛋白、堿性磷酸酶(ALP)、丙氨酸轉氨酶、氨、淀粉酶、天冬氨酸轉氨酶、碳酸氫鹽、膽紅素、鈣、心肌標志物、膽固醇、肌酸激酶、D- 二聚體、乙醇、Y -谷氨酰轉移酶、血糖、糖化血紅蛋白(HBAlc)、高密度脂蛋白(HDL-)膽固醇、鐵、乳酸、乳酸脫氫酶、LDL-膽固醇、脂肪酶、鎂、無機磷、鉀、鈉、總蛋白、甘油三酯、尿素、尿酸那樣的分析物的定性和/或定量分析。該列表當然不是窮盡的?！皺z測單元”在此被定義成光學設備內的系統(tǒng)，包含光路部件和檢測器，其使得可以以受控方式引導光通過樣品和測量像吸收和/或散射那樣的光透射或反射。但是，可以將檢測單元配置成進行任何其他光譜測量。也可能需要時間靜態(tài)測量、時間分辨測量或兩者。光路可以包含像透鏡、反射鏡、孔隙、過濾器、快門、熱屏蔽體、光纖、色散元件等那樣的部件。色散元件可以是透射或反射衍射光柵，和可以是配置成接收透射光和將它色散成多種光譜成分的掃描單色儀或多色儀。色散元件也可以是像棱鏡那樣的折射元件。按照本發(fā)明的“檢測器”是包括單元件和多元件或陣列光檢測器兩者、作為將電磁能轉換成電信號的設備的光檢測器或光電檢測器。因此，光檢測器是能夠監(jiān)視光電磁信號和提供指示處在光路中的樣品中分析物的存在和/或濃度、相對于基線信號的電輸出信號或響應信號的設備。這樣的設備包括，例如，包括雪崩光電二極管的光電二極管、光電晶體管、光導電檢測器、線性傳感器陣列、CXD探測器、包括CMOS陣列檢測器的CMOS光檢測器、光電倍增管、和光電倍增管陣列。按照某些實施例，像光電二極管或光電倍增管那樣的光檢測器可以包含附加信號限定或處理電子設備。例如，光檢測器可以包括至少一個前置放大器、電子濾波器或積分電路。適當的前置放大器包括積分、跨阻、電流增益(電流鏡像)前置放大器。按照優(yōu)選實施例，檢測器是CCD或CMOS型的。按照另一個實施例，檢測器是光電二極管或PMT類型的。按照本發(fā)明的光源是包含能夠發(fā)出可用光的至少一個發(fā)光元件的光學設備內的單元。術語“可用”指的是一個或幾個波長，或更寬波長范圍內的一個或幾個波長范圍，在該波長上，引導通過樣品的光可以用于具有足夠靈敏度地測量存在于樣品中的分析物濃度和/或最小濃度相對于基線信號的小變差。當然，至少一個發(fā)光元件就其在至少一個可用范圍內發(fā)光而言，可能在一個不可用范圍內發(fā)光。此外，從某個波長范圍可能可用于測量一個或一組分析物，而對于其他分析物，可能較不可用，這意味著如果接受靈敏度損失，則仍然也可用于其他分析物的意義上來講，術語“可用”必須打算作為相對術語。另一方面，如果需要最佳測量條件，則需要選擇不同可用波長范圍。術語“波長范圍”也必須以包括，例如，幾納米，例如，2-20納米的窄范圍和，例如，20-100納米或更長的更寬范圍兩者的寬泛方式來解釋。還要明白，這些范圍可能至少部分重疊?！鞍l(fā)光元件”是像白熾燈、電致發(fā)光燈、氣體放電燈、高強度放電燈、激光源那樣的供電輻射源。按照一個實施例，至少一個發(fā)光元件是例如鹵素燈，與所有白熾燈泡一樣，鹵素燈產生從近紫外線深到紅外線的連續(xù)寬光譜。按照優(yōu)選實施例，至少一個發(fā)光元件是發(fā)光二極管。術語“發(fā)光二極管”或“ LED ”在本文中用于指傳統(tǒng)發(fā)光二極管，即，將施加的電能轉換成光的無機半導體二極管。這樣的傳統(tǒng)LED包括,例如,一般產生紅光和紅外光的砷化招鎵(AlGaAs)、一般產生綠光的磷化鎵鋁、一般產生紅光、橙紅光、橙光、和黃光的砷化/磷化鎵(GaAsP)、一般產生綠光、純綠光(或鮮綠光)、和藍光的氮化鎵、一般產生紅光、黃光和綠光的磷化鎵(GaP )、一般產生藍光的硒化鋅(ZnSe)、一般產生藍綠光和藍光的氮化銦鎵(InGaN)、一般產生橙紅光、橙光、黃光、和綠光的磷化銦鎵招、一般產生藍光的碳化娃(SiC)、一般產生紫外光的金剛石、和正在開發(fā)的硅(Si)。LED不局限于窄帶或單色光LED ；LED也可以包括寬帶、多帶、和一般白色的LED。術語“LED”在本文中也用于指可以是基于聚合物或基于小分子(有機或無機)的有機發(fā)光二極管(OLED)、邊緣發(fā)光二極管(ELED)、薄膜電致發(fā)光器件(TFELD)、基于量子點的無機“有機LED”、和磷光OLED (PHOLED)。
因此，按照某些實施例，LED可以是標準半導體器件、有機LED、或無機LED。有機LED的例子是基于QDOT的LED和基于納米管的LED。LED可以是像一疊有機LED或一疊有機LED層那樣的一疊LED。按照優(yōu)選實施例，光源包含具有各自不同可用波長或波長范圍的多個發(fā)光元件。例如，光源包含像取決于需要的可用波長的數量和類型，具有第一可用相對較短波長光譜(例如，UV-藍光)LED、第二可用“偏紅”或更長波長光譜、第三可用還偏紅或更長波長光譜LED等最終直到紅外波長的兩個、三個、或更多個LED的組合體。每個LED可以配置成生成例如大約500 μ W與大約IW的發(fā)射能?？商娲鼗蚩山M合地，陣列的一些LED可以配置成生成低發(fā)射能、一些中發(fā)射能、一些高發(fā)射能。光源可以包含像散熱器或風扇那樣的冷卻設備，以便帶走發(fā)光元件產生的熱量或防止照明波動和/或光譜移位。光源和光路部件被配置成通過光路將來自光源的光引導到檢測器，以便在所述各自可用波長范圍上生成基線信號，和當樣品處在光路中時生成相對于所述基線信號的響應信號，所述響應信號指示樣品中分析物的存在和/或濃度。該樣品可以處在例如位于光路中的試管、流通池等中。按照某些實施例，光學設備包含像例如混合棒那樣，將多個發(fā)光元件發(fā)出的光均勻化和在照射位于光路中的樣品之前提高照明均勻性、由光整形和均勻化光學元件組成的光混合元件。光混合元件可以是光路或光源的部件。按照本發(fā)明的一個方面，光源包含多個發(fā)光元件，例如，至少兩個發(fā)光元件。尤其，分別對至少第一和第二可用波長范圍，至少第一發(fā)光元件和第二發(fā)光元件的強度以與檢測單元的波長相關響應性成反比的方式調整，檢測單元的響應性在所述第一可用波長范圍上高于在所述第二可用波長范圍上。這樣，獲得了第一可用波長范圍上的第一基線信號與第二可用波長范圍上的基線信號之間的比值，該比值小于檢測單元在第一可用波長范圍上的響應性與檢測單元在第二可用波長范圍上的響應性之間的比值。用數學術語來表示，基線信號BLU)是作為波長λ的函數的光源的光譜SU)，乘以也是波長λ的函數的檢測器響應性RdU)，再乘以也是波長λ的函數的光路響應性Rop ( λ ) 0因此，可以將公式寫成BLU)=SU) XRdU) XRop(X)?？梢赃@個公式縮寫成BL(A)=S(A) XRduU )，其中Rdu(A)是與Rd(A) XRop(A)相對應的檢測單元的響應性。SU)用瓦特(W)表示。RduU)用安培/瓦特(A/W)表示。因此BLU)用安培(A)表示，它是由檢測器測量并轉換成基線信號的電流?；€信號的水平可以按照上述公式的波長相關方式變化。這意味著，在一組所選可用波長范圍中，存在基線具有最大水平的波長范圍和基線具有最小水平的波長范圍。因此，可以通過除以最大基線信號歸一化所有所選可用波長上的基線信號。因此，賦予最大基線信號以100%數值，而將所有其他基線信號表達成最大基線信號的分數或百分比。在所選波長范圍當中最大基線信號與最小基線信號之間的比值定義基線信號的動態(tài)范圍。如果光源S不是波長λ的函數，也就是說，如果光源在所有波長上都是不變的，例如1W，則基線信號的光譜與檢測單元的響應性曲線RduU) —致。以與檢測單元的波長相關響應性成反比的方式調整發(fā)光元件的強度以便補償波長相關響應性意味著，配置光源，使得至少針對所選可用波長，各個發(fā)光元件分別地以在檢測單元的響應性較低的情況下較高而在檢測單元的響應性較高的情況下較低的強度發(fā)光。這意味著通過分別選擇例如第一和第二波長范圍λ I和λ 2，當檢測單元的響應性在所述第一可用波長范圍上高于在所述第二可用波長范圍上，即，Rdu(Al)>Rdu(λ 2)時，與第一光源SO I)(即，在所述第一波長范圍內發(fā)光的第一發(fā)光兀件的強度)相比，正在增加光源S(A2)(S卩，在那個第二波長范圍內發(fā)光的第二發(fā)光元件的強度)。尤其，關于λ I的公式是BL ( λ I) =S ( λ I) X Rdu ( λ I)。關于 λ 2 的公式是 BL ( λ 2) =S ( λ 2) X Rdu ( λ 2)。λ I 與 λ 2之間的關系通過公式 BL (λ I)/BL (λ 2) =S (λ I)/SU 2) X Rdu ( λ I)/Rdu ( λ 2)給出。如果SU I)等于SU2)，則BLU I)與BLU2)之間的比值等于Rdu( λ I)與RduU2)之間的比值。獲取第一可用波長范圍上的第一基線信號與第二可用波長范圍上的基線信號之間的比值，該比值例如是檢測單元在第一可用波長范圍上的響應性與檢測單元在第一可用波長范圍上的響應性之間的比值的50%或更小，意味著調整第二發(fā)光元件S( λ 2)相對于第一發(fā)光元件SUl)的強度，以便BL ( λ I) /BL ( λ 2) X Rdu ( λ 2) /Rdu ( λ I)是0.5或更小，優(yōu)選的是0.1或10%。通過分別與Rdu ( λ I)和Rdu ( λ 2)成反比地調整S ( λ I)和S ( λ 2)，為λ I獲取與有關λ 2的基線BLU 2)相同的基線BLU l)，gp，BLU 1)/BLU2)=1。優(yōu)選的是，調整S(Xn)(其中λ n代表任何所選波長范圍)，以便將作為所選波長范圍當中最大基線信號BLU max)與最小基線信號BL( λ min)之間的比值的基線信號的動態(tài)范圍與在所有波長范圍上都是不變的、由光源生成的基線相比減少至少50%，優(yōu)選的是至少 90% 直到 100%ο 換句話說，BL ( λ max) /BL ( λ min) X Rdu ( λ min) /Rdu ( λ max)是 0.5 或更小，優(yōu)選的是小于0.1。通過調整與RduUn)成反比的S(Xn),獲得在任何所選波長上都相同的基線BL(An)0調整發(fā)光元件的強度以便補償檢測單元的波長相關響應性也有助于使經常遇到和非所希望的雜散光問題最小化。“雜散光”被定義成光學設備中，尤其檢測單元中在除了預定的那個(些)波長之外的波長(λ η)上到達檢測器的光。其結果是，檢測器生成的基線信號和/或響應信號不僅由如預定的波長λ η的光引起，而且由非預定的除了 λη之外的波長的光引起，因此選成使測量值偏離的誤差，即，相對于正確信號的偏差。就由預定光引起的信號比由雜散光引起的信號大得多而言，這種由雜散光引起的誤差可忽略不計。但是，在檢測器的響應性在預定波長上較低而在除了預定波長之外的一個或多個波長上較高的情況下，由雜散光引起的誤差可能是明顯的。當除了與非預定波長相比在預定波長上的響應性較低之外，預定波長的光強低于非預定波長的光強時，雜散光的影響可能甚至更嚴重。因此，按照本發(fā)明補償檢測單元的波長相關響應性也降低了由雜散光引起的可能誤差。按照一個實施例，至少對于雜散光問題更嚴重的一個或多個波長，與在其他可用波長范圍中發(fā)光的其他發(fā)光元件的強度相比進一步調整，即，進一步增加各自發(fā)光元件的強度和/或可以進一步減小在其他可用波長范圍中發(fā)光的其他發(fā)光元件的強度。這意味著通過分別選擇例如第一和第二波長范圍λ I和λ 2，當檢測單元的響應性在所述第一可用波長范圍上高于在所述第二可用波長范圍上，即，Rdu(Al)>Rdu(λ 2)時，與第一發(fā)光元件的強度S(Al)可以增加第二發(fā)光元件的強度S( λ 2)和/或與第二發(fā)光元件的強度S( λ 2)可以減小第一發(fā)光元件的強度S ( λ I)，以便BL ( λ I) /BL ( λ 2)〈I。
調整發(fā)光元件的強度，例如，通過改變各個發(fā)光元件的輸入電功率，例如，通過將較多的輸入電功率提供給發(fā)出檢測單元的響應性較低的可用波長或波長范圍的光的發(fā)光元件，和可選地，通過將較少的輸入電功率提供給發(fā)出檢測單元的響應性較高的可用波長或波長范圍的光的發(fā)光元件來實現。對于例如檢測單元的響應性較低的所選可用波長范圍，只調整一個發(fā)光元件的強度可能就足夠了。通常，所選可用波長范圍越接近，各自基線信號的數值或水平的差異就越小，這意味著補償這個差值較不重要。因此，調整至少兩個發(fā)光元件的強度必須以相對的方式來理解，這包括設置或固定第一發(fā)光元件的強度，并與第一發(fā)光元件是否用于那種特定分析無關地調整第二發(fā)光元件相對于第一發(fā)光元件的強度。可替代地，由于波長相關響應性是檢測單元的固有性質，所以可以使用按照發(fā)射波長的分別不同功率的不同發(fā)光元件。取決于發(fā)光元件的性質、發(fā)光元件的數量和發(fā)射波長，可以生成包含可用波長的連續(xù)寬帶發(fā)射譜或包含所選可用波長的分立窄帶發(fā)射譜。因此，基線信號也可以是連續(xù)的或每個所選可用長波具有信號區(qū)和其間存在間隙的非連續(xù)的。光源也可以配置成只接通或使用所選發(fā)光元件，例如，可用于檢測所選分析物的那些發(fā)光元件，而其他發(fā)光元件可以保持斷開。在理想情況下，對于每個所述所選可用波長，可以獲得動態(tài)范圍是1、幾乎平坦和/或幾乎處在相同水平上的基線信號。然后，實際上，基線信號變差的任何減小都帶來相當大好處，因為這使可用于測量的動態(tài)范圍等量增加。分析物的動態(tài)范圍被定義成樣本中的那種分析物典型的濃度的范圍。檢測器的動態(tài)范圍被定義成達到或接近飽和的最大可檢測光與通常受噪聲水平限制的最低可檢測光之間的比值?；€信號的動態(tài)范圍被定義成一組所選可用波長范圍的最大基線信號BL(Amax)與最小基線信號BL( λ min)之間的比值?？捎糜跍y量的動態(tài)范圍是可以有效用于檢測的動態(tài)范圍，換句話說，可用動態(tài)范圍。這被定義成分析物的濃度的最大可檢測變化與受BLUmin)限制的分析物的濃度的最小可檢測變化之間的比值。因此，可用動態(tài)范圍是檢測器的動態(tài)范圍減基線信號的動態(tài)范圍。因此，它小于檢測器的動態(tài)范圍。分析物的動態(tài)范圍因此可以超過測量的可用動態(tài)范圍，這意味著分析物的最高濃度可能是不可測量的。那就是減小基線信號的動態(tài)范圍重要的原因。為了更接近理想狀態(tài)，也可以將，例如，通過前置放大器或電子濾波器的檢測器側電子補償與光強的補償結合。按照另一個實施例，為了補償檢測單元至少對所選可用波長的波長相關響應性，以便獲得小于檢測單元在第一可用波長范圍上的響應性與檢測單元在第二可用波長范圍上的響應性之間的比值，優(yōu)選的是該比值的50%或更小的第一可用波長范圍上的第一基線信號與第二可用波長范圍上的基線信號之間的比值，使至少一個光調節(jié)器處在光路中。光調節(jié)器是能夠針對所選波長減少到達檢測器的光量的光學元件。光調節(jié)器可以是，例如，濾光器或像狹縫或隔膜的遮擋體。濾光器可以是圖案化濾波器，例如，在圖案化濾波層上包含多帶濾波器的混合濾波器，或可以包含多個濾波器，例如，濾波器陣列或堆疊，以便針對不同波長補償檢測單元至少對所選可用波長的波長相關響應性。這意味著在檢測單元的響應性較高的那些波長上，即，以與檢測單元至少對所選可用波長的響應性成反比的方式使光變暗。
可以將至少一個光調節(jié)器安裝在檢測器上，例如，至少部分覆蓋檢測器的傳感器表面。可替代地，光調節(jié)器可以與光源耦合，以便至少部分覆蓋至少一個發(fā)光元件，或作為光路的部件。至少一個光源可以是寬帶光源，例如，包含一個寬帶發(fā)光元件。但是，該光源可以包含窄帶或寬帶發(fā)射的多個發(fā)光元件。光調整器補償可以與光強的補償和/或與電子補償結合，以便甚至更小變差地獲得每個所述所選可用波長的基線信號。本發(fā)明還涉及確定樣品中分析物的存在和/或濃度的分析儀，該分析儀包含所述光學設備。按照本發(fā)明的分析儀是為了診斷目的幫助用戶檢測，例如，定性和/或定量光學評估樣品的裝置。這樣分析儀的例子是:作為獨立儀器或包含多個模塊的系統(tǒng)內的模塊、用于檢測化學或生物反應的結果或監(jiān)視化學或生物反應的進程的臨床化學分析儀、凝血化學分析儀、免疫化學分析儀、尿液分析儀。尤其，該分析儀可以包含協(xié)助樣品和/或試劑的移液、劑量化、混合的單元、裝載和/或卸載和/或運輸和/或存儲樣品管或包含樣品管的架子的單元、裝載和/或卸載和/或運輸和/或存儲試劑容器或盒子的單元。該分析儀還可以包含含有傳感器，例如，條形碼閱讀器的識別單元。像RFID那樣的可替代技術也可以用于識別。移液單元可以包含可再用可清洗針，例如，鋼針，或一次性吸頭。通常，移液單元可操作地與自動定位設備耦合，以便相對于分析設備移動吸頭或針，例如，可以安裝在傳送頭上，該傳送頭可以，例如，通過導軌在一個平面內沿著兩個行進方向和，例如，通過主軸驅動器沿著與該平面垂直的第三行進方向移動。該分析儀還可以包含將包含要分析的包括反應混合物的樣品的試管輸送到處在檢測單元的光路中的檢測位置的試管管理單元。該試管管理單元可以具體化成沿著至少一個方式運動的輸送器，例如，線性或電機狀輸送器，或具體化成由一個或多個電動機驅動、能夠沿著一個或多個可能正交軸進行平移運動的機械臂。按照一個實施例，該試管管理單元包含同時接收和將至少一個試管運輸到至少一個檢測單元的幾個試管部分。按照一個實施例，光路可以包含多個檢測位置，以便接納并行分析多個樣品的多個試管。按照一個實施例，該分析儀包含多個光學設備。該分析儀可以進一步包含在反應期間將樣品/試劑混合物保持在某個溫度上的孵化單元、清洗吸頭或針、攪拌槳等的清洗站。該分析儀優(yōu)選地包含按照預定過程操作計劃控制樣品的自動分析的控制器，該控制器可以，例如，具體化成運行擁有依照過程操作計劃執(zhí)行操作的指令的計算機可讀程序的可編程邏輯控制器。本發(fā)明還涉及確定樣品中分析物的存在和/或濃度的方法，該方法包含如下步驟:-將光從包含發(fā)出不同的各自可用波長范圍的光的至少兩個發(fā)光元件的光源引導到包含光路和檢測器的檢測單元，以便在所述各自可用波長范圍上生成基線信號，所述檢測單元具有波長相關響應性；-分別對至少第一和第二可用波長范圍，以與檢測單元的波長相關響應性成反比的方式調整至少第一和第二發(fā)光元件的強度，檢測單元的響應性在所述第一可用波長范圍上高于在所述第二可用波長范圍上，以便獲得小于檢測單元在第一可用波長范圍上的響應性與檢測單元在第二可用波長范圍上的響應性之間的比值，優(yōu)選的是該比值的50%或更小的第一可用波長范圍上的第一基線信號與第二可用波長范圍上的基線信號之間的比值；-當樣品處在光路中時，生成相對于所述基線信號的響應信號，并將所述響應信號與樣品中分析物的存在和/或濃度相關聯。術語“相對于基線信號”在本文中用于指由正在分析的樣品引起的相對于基線信號的任何偏差，它可以在基線信號之上或之下，通常隨著透射值被記錄成消光而在下面。按照優(yōu)選實施例，調整發(fā)光元件的強度包含至少針對所選可用波長，調整基線信號的水平以便檢測器的動態(tài)范圍包含正在確定的分析物濃度的動態(tài)范圍的步驟。這意味著至少針對所選可用波長，可以調整在那些波長上發(fā)光的發(fā)光元件的光強，以便基線信號在檢測器的飽和極限附近。這樣，直到檢測器的檢測極限的檢測器的整個動態(tài)范圍可以用于即使分析物的濃度太高也無需最終稀釋樣品地確定分析物的濃度。例如，如果使用檢測器，例如，CXD或CMOS型的檢測器，則這種檢測器類型的動態(tài)范圍通常是大約1000:1。如果未這樣調整發(fā)光元件的強度來補償檢測單元的波長相關響應性，則在整個可用波長范圍內確定分析物濃度的可靠動態(tài)范圍將降低到4:1以下，因為這個動態(tài)范圍的相當一部分已被基線用掉，因此使這種類型的檢測器不可用于檢測具有1000:1數量級的分析物濃度的變化。因此，通過補償檢測單元的波長相關響應性，可以通過幾乎覆蓋檢測器的動態(tài)范圍使測量的可用動態(tài)范圍最大化，因此使得可以使用動態(tài)范圍較小的檢測器，這意味著可以使用較便宜的檢測器。當然，像光電二極管陣列和光電倍增管那樣的檢測器仍然可以使用，其中測量的可用動態(tài)范圍甚至更大，因此使得可以無需，例如，為高濃度樣品稀釋樣品地在更寬濃度范圍內檢測分析物。按照一個實施例，調整基線信號的水平取決于樣品的類型或正在確定的分析物的類型而進行，這意味著可以按照正在檢測的分析物和/或按照樣品和/或存在于樣品中的分析物的典型預期動態(tài)范圍為各個可用波長或范圍調整基線信號。例如，在預期分析物濃度低或濃度變化小的情況下，也可以朝著檢測器動態(tài)范圍的中心部分移動基線信號，以便離檢測器的飽和極限和檢測極限足夠遠。換句話說，不僅可以調整基線信號的水平，以便檢測器的動態(tài)范圍包含正在確定的分析物濃度的動態(tài)范圍，而且可以將基線信號設置在這個范圍內的最佳水平上，例如，通過至少針對所選可用波長，相對于檢測器的動態(tài)范圍的中心集中分析物濃度的動態(tài)范圍。本發(fā)明還涉及確定樣品中分析物的存在和/或濃度的方法，該方法包含如下步驟:-將光從在可用波長范圍中發(fā)光的一個光源引導到包含光路和檢測器的檢測單元，以便在所述各自可用波長范圍上生成基線信號，所述檢測單元具有波長相關響應性；-分別對至少第一和第二可用波長范圍，通過依次調整光源的強度補償檢測單元的波長相關響應性，以便獲得小于檢測單元在第一可用波長范圍上的響應性與檢測單元在第二可用波長范圍上的響應性之間的比值，優(yōu)選的是該比值的50%或更小的第一可用波長范圍上的第一基線信號與第二可用波長范圍上的基線信號之間的比值；-當樣品處在光路中時，依次生成相對于所述基線信號的響應信號，并將所述響應信號與樣品中分析物的存在和/或濃度相關聯。按照一些實施例，該方法包含通過將至少一個光調節(jié)器放置在光路中，也就是說，將通過調整光源的強度實現的補償與通過光調節(jié)器實現的補償結合，至少部分補償檢測單元至少對所選可用波長的波長相關響應性的步驟。本發(fā)明還涉及確定樣品中分析物的存在和/或濃度的方法，該方法包含如下步驟:-將光從在可用波長范圍中發(fā)光的至少一個光源引導到包含光路和檢測器的檢測單元，以便在所述各自可用波長范圍上生成基線信號，所述檢測單元具有波長相關響應性；-通過將至少一個光調節(jié)器放置在光路中，分別對至少第一和第二可用波長范圍補償檢測單元的波長相關響應性，該檢測單元的響應性在所述第一可用波長范圍上高于在所述第二可用波長范圍上，以便獲得小于檢測單元在第一可用波長范圍上的響應性與檢測單元在第二可用波長范圍上的響應性之間的比值，優(yōu)選的是該比值的50%或更小的第一可用波長范圍上的第一基線信號與第二可用波長范圍上的基線信號之間的比值；-當樣品處在光路中時，生成相對于所述基線信號的響應信號，并將所述響應信號與樣品中分析物的存在和/或濃度相關聯。這意味著通過調整光源的強度實現的補償和/或通過光調節(jié)器實現的補償仍然可以進一步與電子補償結合，以便實現基線信號的甚至更低變差。按照優(yōu)選實施例，獲得小于檢測單元在第一可用波長范圍上的響應性與檢測單元在第二可用波長范圍上的響應性之間的比值的10%的第一可用波長范圍上的第一基線信號與第二可用波長范圍上的基線信號之間的比值。本發(fā)明的其他和進一步目的、特征和優(yōu)點將從例示優(yōu)選實施例和用于更詳細地說明本發(fā)明的原理的如下詳細和附圖中明顯看出。


圖1示意性地描繪了按照本發(fā)明的某些實施例確定處在光路中的樣品中分析物的存在和/或濃度的光學設備；圖2示意性地描繪了按照本發(fā)明的其他實施例確定處在光路中的樣品中分析物的存在和/或濃度的光學設備；圖3a在相同曲線圖上描繪了現有技術檢測單元典型的波長相關響應性以及用每個在可用波長范圍中發(fā)光的多個發(fā)光元件模擬的現有技術廣譜光源典型的波長相關強度；圖3b描述了作為檢測單元的波長相關響應性和在各自波長上的光源的強度的函數的圖3a的在每個可用波長范圍上的現有技術基線信號；圖4a在相同曲線圖上描繪了檢測單元的波長相關響應性以及在各自可用波長范圍中發(fā)光的多個發(fā)光元件每一個的光強，其中以與檢測單元的波長相關響應性成反比的方式調整強度；圖4b描述了圖4a的在每個可用波長范圍上的基線信號；圖4c與圖4a相比較示出了如何調整多個發(fā)光元件每一個的光強，以便進一步減少一個可用波長范圍上的雜散光影響；圖4d示出了與圖4b相比按照圖4c的光強獲得的基線信號如何變化；圖5示出了如何計算等于檢測單元在第一可用波長范圍上的響應性與檢測單元在第二可用波長范圍上的響應性之間的比值的50%的第一可用波長范圍上的第一基線信號與第二可用波長范圍上的基線信號之間的比值；圖6a示意性地示出了檢測器的動態(tài)范圍、基線的動態(tài)范圍和分析物濃度的動態(tài)范圍之間的典型現有技術關系；以及圖6b示意性地示出了減小基線的動態(tài)范圍之后檢測器的動態(tài)范圍、基線的動態(tài)范圍和分析物濃度的動態(tài)范圍之間的關系。
具體實施例方式圖1示意性地描繪了用于確定包含在處在檢測單元50的光路51中的光學試管20中的樣品10中分析物的存在和/或濃度的光學設備100。檢測單元50包含像透鏡52、孔隙53、反射鏡54、快門55、和衍射光柵65那樣的光路部件,其配置成接收通過樣品10透射的光67和將它色散成多種光譜成分68。檢測單元50進一步包含光檢測器70，該光檢測器70包含將來自光68的電磁能轉換成電信號、像CCD傳感器那樣的陣列式光傳感器71。傳感器71按扇區(qū)劃分,每個扇區(qū)專用于一個可用波長范圍。光學設備100進一步包含光源60,光源60包含發(fā)射各自不同可用波長范圍的光的發(fā)光元件(在這種情況下，LED61)的陣列，其中來自LED的光經混合棒62混合，通過光路51引導到檢測器70，以生成指示樣品10中分析物的存在和/或濃度、相對于基線信號的響應信號。該光源進一步包含防止熱量進入檢測單元50的熱屏蔽體63、和帶走LED61產生的熱量的散熱器64。光的方向由沿著光路51的箭頭指出。配置光源60，使得以在那些各自波長上與檢測單元50的波長相關響應性成反比的方式調整各個LED61發(fā)出的光的強度，波長相關響應性取決于光學部件和檢測器傳感器71兩者。通過這種補償，實現了所選可用波長范圍之一上的最大基線信號與另一個所選可用波長范圍上的最小基線信號之間的比值的降低。換句話說，實現了基線動態(tài)范圍的縮小。圖2示意性地描繪了確定包含在處在檢測單元50的光路51中的光學試管20中的樣品10中分析物的存在和/或濃度的另一個光學設備200。由于這個實施例的大多數特征與圖1的相同，所以只說明不同之處。具體地說，光源60包含在寬可用波長范圍內發(fā)光的一個發(fā)光元件，在本例中，鹵素燈。光學設備200還包含處在光路中的光調節(jié)器72，以便補償檢測單元至少對所選可用波長范圍的波長相關響應性。在本例中，光調節(jié)器72是擴展在檢測器傳感器71的表面上的圖案化遮擋濾波器。光調節(jié)器72在檢測單元50的響應性較高的那些波長上以與檢測單元50至少對所選可用波長的響應性成反比的程度使到達傳感器71的光變暗。通過分別將圖3a與圖4a和將圖3b與圖4b相比較可以最佳地理解補償檢測單元50的波長相關響應性的效果。圖3a的曲線圖在左坐標軸上指示不同波長上，尤其在所選可用波長范圍上(在橫坐標上)用毫瓦(mW)表示的光源的強度值。離散發(fā)射光67是利用每一個在各自可用波長范圍中發(fā)光的一組LED獲得的，所得強度譜大致等于用在類似應用中的典型鹵素廣譜燈發(fā)射的強度譜。參考右邊的坐標軸，其中單位是安培每瓦(A/W)，典型現有技術檢測單元的波長相關響應性RduO )用曲線RduO )指示。圖3b描繪了按照公式BL( λ )=S( λ ) XRdu( λ )在圖3a的每個可用波長范圍上獲得、用百分比(％)指示的歸一化基線信號90。術語“歸一化”在這里指的是賦予最大基線信號以100%的相對值，將所有其他基線信號表達成這個相對值的分數或百分比(％)?？梢钥闯?，在340nm上的基線信號92只是在660nm上的基線信號91 (100%)的0.3%，它們分別代表所選可用波長的這個范圍中的最小和最大基線信號。基線的動態(tài)范圍在這種情況下是330:1。當將圖4a與圖3a相比較時，不同之處是以與檢測單元50的波長相關響應性Rdu(A)成反比的方式調整各個LED61的發(fā)射光67的強度。圖4b描繪了按照公式BL( λ )=S( λ ) XRdu( λ )在圖4a的每個可用波長范圍上獲得、用百分比(％)指示的歸一化基線信號90。與圖3b相比，可以看出，獲得了在每個所選可用波長上相同的基線信號90。基線的動態(tài)范圍現在縮小到1:1。圖4c為了比較示出了如圖4a所示檢測單元的相同波長相關響應性RduO )以及在各自可用波長范圍中發(fā)光的多個發(fā)光兀件每一個的發(fā)射光67的相同強度(虛線)。另外，在相同曲線圖上，圖4c用連續(xù)線示出了如何調整多個發(fā)光元件每一個的發(fā)射光67的強度，以便在一個可用波長范圍上，在這種情況下，在340nm上進一步降低雜散光影響的一個例子。尤其，可以注意到，發(fā)光元件在340nm上的強度高于圖4a中的強度，而所有其他強度成比例地低于圖4a中的強度。當與圖4b相比較時，光強的這種差異引起如圖4d所示的基線信號90的差異。如果不考慮340nm上的第一波長范圍，基線的動態(tài)范圍在這種情況下仍然是1:1。如果也考慮第一波長范圍，則稍大，但如果與圖3b的相比，仍然較小。當考慮到雜散光減少的優(yōu)點時，一個或多個可用波長范圍的動態(tài)范圍的這種細微增大是可接受的。圖5描繪了按照公式BL ( λ ) =S ( λ ) X Rdu ( λ )和假設光源的強度在所有波長上都不變時在與圖3a和4a中一樣的每個可用波長范圍上獲得、用百分比(％)指示的歸一化基線信號90。基線信號因此與檢測單元的響應性曲線RduU)相符。可以看出，在340nm上的基線信號92只是在550nm上的基線信號91 (100%)的11%，它們分別代表所選可用波長的這個范圍中的最小和最大基線信號。在這種情況下，11%也是550nm上的Rdu與340nm上的Rdu之間的比值。通過增加340nm的范圍中發(fā)光元件的強度，以便最小基線信號92變成550nm上的最大基線信號的22%，最大基線信號與最小基線信號之間的比值是檢測單元在550nm上的響應性與檢測單元在340nm上的響應性之間的比值的50%。圖6a示意性地描繪了檢測器的動態(tài)范圍AC (直線A和C之間)、基線的動態(tài)范圍AB (直線A和B之間)、和分析物濃度的動態(tài)范圍BD (直線B和D之間)之間的典型現有技術關系?？梢钥闯?，檢測器的動態(tài)范圍AC的相當一部分被基線用掉，因此將檢測器的動態(tài)范圍從AC減小到BC (直線B和C之間)。BC也可以定義成可用動態(tài)范圍，或真正可用于測量分析物濃度的動態(tài)范圍。如果分析物濃度的動態(tài)范圍BD超過檢測器的可用動態(tài)范圍BC，則可能出現信號飽和，以及需要在稀釋樣品之后重復測量。在可替代實施例中，可以使用具有較寬動態(tài)范圍的更復雜和昂貴檢測器。圖6b示意性地描繪了按照本發(fā)明的任何實施例減小基線信號的動態(tài)范圍AB'(直線A和B'之間)的效果。尤其，可以看出，檢測器的可用動態(tài)范圍B' C (直線B'和C之間)相應地增大了。分析物濃度的動態(tài)范圍B' D'(直線B'和D'之間)保持與圖6a中的BD相同，但直線已經移動成包含在也可能保持不變的檢測器的動態(tài)范圍AC之內。顯然，可以根據上面描述對本發(fā)明作出許多修改和改變。因此應該明白，在所附權利要求書的范圍之內，本發(fā)明可以以除了如具體設想之外的其他方式實施。
權利要求
1.一種確定樣品(10)中分析物的存在和/或濃度的光學設備(100),所述光學設備(100)包含: -檢測單元(50)，所述檢測單元(50)包含光路部件和檢測器(70)，所述檢測單元(50)具有波長相關響應性(Rdu(λ))； -光源(60)，所述光源(60)包含發(fā)出不同的各自可用波長范圍的光(67)的至少兩個發(fā)光元件(61)，來自光源(60)的光可通過光路(51)引導到檢測器(70)，以便在所述各自可用波長范圍上生成基線信號(90，91，92)，和當樣品(10)處在光路(51)中時生成相對于所述基線信號(90，91，92)的響應信號，所述響應信號指示樣品(10)中分析物的存在和/或濃度， 其特征在于，至少第一和第二發(fā)光元件(61)的強度(67)分別對至少第一和第二可用波長范圍與檢測單元(50)的波長相關響應性(RduO ))成反比，所述檢測單元的響應性在所述第一可用波長范圍上高于在所述第二可用波長范圍上，使得第一可用波長范圍上的第一基線信號(91)與第二可用波長范圍上的基線信號(92)之間的比值，小于檢測單元在第一可用波長范圍上的響應性與檢測單元在第二可用波長范圍上的響應性之間的比值。
2.按照權利要求1所述的光學設備(100),其中光源(60)包含多個發(fā)光二極管(61)。
3.—種確定樣品(10)中分析物的存在和/或濃度的光學設備(200),所述光學設備(200)包含: -檢測單元(50)，所述檢測單元(50)包含光路部件和檢測器(70)，所述檢測單元具有波長相關響應性(Rdu(λ ))； -至少一個光源(60)，所述至少一個光源(60)在可用波長范圍內發(fā)光，其中來自光源的光(67)可通過光路(51)引導到檢測器(70)，以便在所述可用波長范圍內生成基線信號(90，91，92)，和當樣品(10)處在光路(51)中時生成相對于所述基線信號(90，91，92)的響應信號，所述響應信號指示樣品(10)中分析物的存在和/或濃度； -至少一個光調節(jié)器(72 )，所述至少一個光調節(jié)器(72 )處在光路中以便分別對至少第一和第二可用波長范圍補償檢測單元(50)的波長相關響應性(RduU))，所述檢測單元的響應性在所述第一可用波長范圍上高于在所述第二可用波長范圍上，使得第一可用波長范圍上的第一基線信號(91)與第二可用波長范圍上的基線信號(92)之間的比值，小于檢測單元在第一可用波長范圍上的響應性與檢測單元在第二可用波長范圍上的響應性之間的比值。
4.按照權利要求3所述的光學設備(200)，其中至少一個光調節(jié)器(72)是濾光器或遮擋體。
5.按照權利要求3或4所述的光學設備(200)，其中濾光器(72)是圖案化濾波器，或包含不同波長的多個濾波器以便至少對所選可用波長補償檢測單元的波長相關響應性(Rdu(λ))。
6.按照前面任何一項權利要求所述的光學設備(100，200)，其中檢測器(70)是C⑶或CMOS型的。
7.一種確定樣品(10)中分析物的存在和/或濃度的分析儀，該分析儀包含按照權利要求I到6的任何一項所述的光學設備(100，200)。
8.一種確定樣品(10)中分析物的存在和/或濃度的方法，該方法包含如下步驟:-將光從包含發(fā)出不同的各自可用波長范圍的光(67)的至少兩個發(fā)光兀件(61)的光 源(60)引導到包含光路(51)和檢測器(70)的檢測單元(50)，以便在所述各自可用波長范 圍上生成基線信號(90，91，92 )，所述檢測單元(50 )具有波長相關響應性(Rdu ( λ ));-以分別對至少第一和第二可用波長范圍與檢測單元(50)的波長相關響應性 (RduU))成反比的方式調整至少第一和第二發(fā)光元件的強度(67)，所述檢測單元的響應 性在所述第一可用波長范圍上高于在所述第二可用波長范圍上，以便獲得第一可用波長范 圍上的第一基線信號(91)與第二可用波長范圍上的基線信號(92)之間的比值，該比值小 于檢測單元在第一可用波長范圍上的響應性與檢測單元在第二可用波長范圍上的響應性 之間的比值；以及-當樣品(10)處在光路(51)中時，生成相對于所述基線信號(90，91，92)的響應信號， 并將所述響應信號與樣品(10)中分析物的存在和/或濃度相關聯。
9.按照權利要求8所述的方法，其中調整發(fā)光元件的強度(67)包含在所選可用波長范 圍上調整基線信號(90)的水平的步驟，以便檢測器的動態(tài)范圍(AC)包含正在確定的分析 物濃度的動態(tài)范圍(B' D')。
10.按照權利要求9所述的方法，其中調整基線信號的水平取決于樣品(10)的類型或 正在確定的分析物的類型而進行。
11.一種確定樣品(10)中分析物的存在和/或濃度的方法，該方法包含如下步驟-將光從在可用波長范圍中發(fā)光的一個光源(60 )引導到包含光路(51)和檢測器(70 ) 的檢測單元(50)，以便在所述各自可用波長范圍上生成基線信號(90，91，92)，所述檢測單 元(50)具有波長相關響應性(RduU));-通過依次調整光源(60)的強度分別對至少第一和第二可用波長范圍補償檢測單元 (50)的波長相關響應性(RduU))，以便獲得第一可用波長范圍上的第一基線信號(91)與 第二可用波長范圍上的基線信號(92)之間的比值，該比值小于檢測單元在第一可用波長范 圍上的響應性與檢測單元在第二可用波長范圍上的響應性之間的比值；以及-當樣品(10)處在光路(51)中時，依次生成相對于所述基線信號(90，91，92)的響應 信號，并將所述響應信號與樣品(10)中分析物的存在和/或濃度相關聯。
12.按照權利要求8到11的任何一項所述的方法，包含通過將至少一個光調節(jié)器(72) 放置在光路(51)中，至少對所選可用波長至少部分補償檢測單元(50)的波長相關響應性 (Rdu ( λ ))的步驟。
13.一種確定樣品(10)中分析物的存在和/或濃度的方法，該方法包含如下步驟-將光從在可用波長范圍中發(fā)光(67)的至少一個光源(60)引導到包含光路(51)和檢測器(70)的檢測單元(50)，以便在所述各自可用波長范圍上生成基線信號(90，91，92)，所 述檢測單元(50)具有波長相關響應性(RduU ))；-通過將至少一個光調節(jié)器(72 )放置在光路(51)中，分別對至少第一和第二可用波長 范圍補償檢測單元(50)的波長相關響應性(RduU))，該檢測單元的響應性在所述第一可 用波長范圍上高于在所述第二可用波長范圍上，以便獲得第一可用波長范圍上的第一基線 信號(91)與第二可用波長范圍上的基線信號(92)之間的比值，該比值小于檢測單元在第 一可用波長范圍上的響應性與檢測單元在第二可用波長范圍上的響應性之間的比值；-當樣品(10)處在光路(51)中時，生成相對于所述基線信號(90，91，92)的響應信號，并將所述響應信號與樣品(10)中分析物的存在和/或濃度相關聯。
14.按照權利要求8到13的任何一項所述的方法，包含通過前置放大器或電子濾波器，至少對所選可用波長至少部分補償檢測單元(50)的波長相關響應性(Rdu(X))的步驟。
15.按照權利要求8到14的任何一項所述的方法，其中獲得第一可用波長范圍上的第一基線信號(91)與第二可用波長范圍上的基線信號(92)之間的比值，該比值為檢測單元在第一可用波長范圍上的 響應性與檢測單元在第二可用波長范圍上的響應性之間的比值的50%或更小。
全文摘要
本發(fā)明涉及確定樣品(10)中分析物的存在和/或濃度的光學設備(100)，所述光學設備(100)包含檢測單元(50)，所述檢測單元(50)包含光路部件和檢測器(70)，所述檢測單元(50)具有波長相關響應性(Rdu(λ))；所述光學設備(100)進一步包含發(fā)出不同的各自可用波長范圍的光(67)的光源(60)，其中來自光源的光通過光路(51)引導到檢測器(70)，以便生成基線信號、和指示處在光路中的樣品(10)中分析物的存在和/或濃度的相對于所述基線信號的響應信號，其特征在于至少對兩個各自可用波長范圍以與檢測單元(50)的波長相關響應性成反比的方式調整到達檢測器(70)的光線的強度，以便獲得所選可用波長范圍之一上的最大基線信號與另一個所選可用波長范圍上的最小基線信號之間的比值的至少50%的降低。
文檔編號G01N21/25GK103109176SQ201180044642
公開日2013年5月15日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權日2010年7月21日
發(fā)明者R.哈伯斯, K.施爾德克尼科特 申請人:霍夫曼-拉羅奇有限公司