JP7142013B2 - 複数の光ビームを用いた光学分析のための光学分光計モジュール、システム、及び方法 - Google Patents
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Description
光源からの光を光学分光計モジュールで受信することと、
光学分光計モジュールの光分配コンポーネントによって、受信された光を2つ以上の光ビームに分配することと、
リファレンスサンプル及び1つ以上の試験サンプルのそれぞれを、2つ以上の光ビームのうちの1つの光ビームに同時に曝露することと、
対応する検出器によって、リファレンスサンプル及び1つ以上の試験サンプルのそれぞれに関連する光の特性を同時に測定することと、
を含む、光学分析方法に関する。
第1の端であって、受信された光がこの第1の端のそれぞれにおいて受信されることを可能にするように、光ファイバーが互いに近接する、第1の端と、
光ファイバーが互いから分離される第2の端と、
を備え、
光は、第1の端で受信され、第2の端に方向付けられ、第2の端のそれぞれは、対応するレセプタクルによって受信されるため、受信された光は各レセプタクルに分配される。
光源から光を受信し、2つ以上の光ビームを同時に提供するために、受信された光を分配するように適合される光分配コンポーネントと、
2つ以上のレセプタクルを画定するサンプルホルダであって、
光分配コンポーネントに対する固定ロケーションにおいて2つ以上のサンプルセルを受取り、再現性よく位置決めし、
2つ以上の光ビームを同時に受信し、それにより、2つ以上のサンプルセル内に収容されるリファレンスサンプル及び1つ以上の試験サンプルが、受信される光に同時に曝露されることを可能にし、
サンプルセル内に収容されるリファレンスサンプル及び1つ以上の試験サンプルを透過した光がレセプタクルを出ることを可能にする、
ように適合される、サンプルホルダと、
2つ以上の検出器と、
を備え、それぞれの検出器は、1つのレセプタクルに隣接して位置して、サンプルを透過した光を測定し、リファレンスサンプル及び1つ以上のサンプルからの同時測定を可能にして、1つ以上のサンプルによる光吸収レベルが判定されることを可能にする、光学分光計モジュールに関する。
2つ以上の光ビームのうちの1つの光ビームを受信するように適合される開口と、
サンプルを透過した光が2つ以上の検出器によって測定されることを可能にするために開口に対向して位置決めされた出口と、
を画定する。
第1の端であって、受信された光がこの第1の端のそれぞれにおいて受信されることを可能にするように、光ファイバーの側壁が互いに近接する、第1の端と、
光ファイバーが互いから分離される第2の端と、
を備え、
第1の端のそれぞれは光を受信して、光ファイバーの第2の端のそれぞれにわたって光を分配し、第2の端のそれぞれは、レセプタクルのうちの1つのレセプタクルによって受信され、それにより、各レセプタクルが2つ以上の光ビームのうちの1つの光ビームを受信することを可能にする。
幾つかの実施形態による光学分光計モジュールと、
電気アークランプを備える光源モジュールと、
を備え、
光学分光計モジュール及び光源モジュールは、互いに取外し可能に接続されるように適合され、それにより、光源からの光が、光学分光計モジュールによって受信されることを可能にする、分光システムに関する。
なお、出願当初の特許請求の範囲の記載は以下の通りである。
請求項1:
光源からの光を光学分光計モジュールで受信することと、
前記光学分光計モジュールの光分配コンポーネントによって、前記受信された光を2つ以上の光ビームに分配することと、
リファレンスサンプル及び1つ以上の試験サンプルのそれぞれを、前記2つ以上の光ビームのうちの1つの光ビームに同時に曝露することと、
対応する検出器によって、前記リファレンスサンプル及び1つ以上の試験サンプルのそれぞれに関連する光の特性を同時に測定することと、
を含む、光学分析方法。
請求項2:
前記リファレンスに関連する光の前記測定された特性を前記1つ以上の試験サンプルに関連する光の前記測定された特性と比較することによって、前記1つ以上の試験サンプル内に存在する1つ以上の分析物を判定することを更に含む、請求項1に記載の光学分析方法。
請求項3:
異なる波長で曝露すること及び測定することを繰返して、前記リファレンスサンプル及び前記1つ以上の試験サンプルのそれぞれについて特徴スペクトルを同時に取得することを更に含む、請求項1又は2に記載の光学分析方法。
請求項4:
前記分離させることは、前記光分配コンポーネントの光ファイバー束において光を受信することを含み、前記光ファイバー束は2つ以上の光ファイバーを備え、各光ファイバーは、
第1の端であって、前記受信された光が該第1の端のそれぞれにおいて受信されることを可能にするように、前記光ファイバーが互いに近接する、第1の端と、
前記光ファイバーが互いから分離される第2の端と、
を備え、
前記光は、前記第1の端で受信され、前記第2の端に方向付けられ、前記第2の端のそれぞれは、対応するレセプタクルによって受信されるため、前記受信された光は各レセプタクルに分配される、請求項1~3のいずれか1項に記載の光学分析方法。
請求項5:
前記光は第1のレンズを介して前記光ファイバーの前記第1の端において受信される、請求項4に記載の光学分析方法。
請求項6:
前記光は光学混合ファイバーを介して前記第1の端において受信される、請求項4又は5に記載の光学分析方法。
請求項7:
2つ以上のサンプルセルは、2つ以上のレセプタクルを画定するサンプルホルダによって、前記光分配コンポーネントに対して固定ロケーションで受取られ位置決めされ、前記リファレンスサンプル及び前記1つ以上の試験サンプルは別個のサンプルセル内に収容される、請求項1~6のいずれか1項に記載の光学分析方法。
請求項8:
各レセプタクルは、側壁によって画定される開口を通して光ビームを受信し、
前記レセプタクルを透過した光は、前記開口に対向する側壁によって画定される出口を通して前記レセプタクルを去って、前記透過した光が前記対応する検出器によって測定されることを可能にする、請求項7に記載の光学分析方法。
請求項9:
前記光ファイバーの前記第2の端は前記開口において受取られる、請求項8に従属する場合の請求項4又は5に記載の光学分析方法。
請求項10:
前記リファレンスサンプル及び前記1つ以上の試験サンプルのそれぞれは、第2のレンズを介して前記2つ以上の光ビームに曝露される、請求項4~9のいずれか1項に記載の光学分析方法。
請求項11:
前記分離させることは、前記2つ以上の光ビームを提供するように前記受信された光を分割することによって、前記受信された光が前記光分配コンポーネントのビームスプリッタのネットワークによって分配されることを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の光学分析方法。
請求項12:
前記受信された光は単色である、請求項1~11のいずれか1項に記載の光学分析方法。
請求項13:
前記光学分光計モジュール内の1つ以上のモノクロメータによって、前記受信された光の帯域幅を制限して、前記リファレンスサンプル及び前記1つ以上の試験サンプルが曝露される単色光を生成することを更に含む、請求項1~11のいずれか1項に記載の光学分析方法。
請求項14:
前記リファレンスサンプル及び前記1つ以上の試験サンプルは、1mm~3mmの範囲内のビームスポット径を有する光ビームに曝露される、請求項1~13のいずれか1項に記載の光学分析方法。
請求項15:
前記測定される光の特性は光の強度である、請求項1~14のいずれか1項に記載の光学分析方法。
請求項16:
前記測定することは、所定の温度で行われる、請求項1~15のいずれか1項に記載の光学分析方法。
請求項17:
各サンプルセルは、前記レセプタクルの上方端のセル開口で受取られ、前記セル開口は、前記光ビームを受信する前記開口及び前記出口に対して異なるロケーションに位置する、請求項8に記載の光学分析方法。
請求項18:
液体サンプルを分析する光学分光計モジュールであって、
光源から光を受信し、2つ以上の光ビームを同時に提供するために、前記受信された光を分配するように適合される光分配コンポーネントと、
2つ以上のレセプタクルを画定するサンプルホルダであって、
前記光分配コンポーネントに対する固定ロケーションにおいて2つ以上のサンプルセルを受取り、再現性よく位置決めし、
前記2つ以上の光ビームを同時に受信し、それにより、前記2つ以上のサンプルセル内に収容されるリファレンスサンプル及び1つ以上の試験サンプルが、前記受信される光に同時に曝露されることを可能にし、
前記サンプルセル内に収容される前記リファレンスサンプル及び前記1つ以上の試験サンプルを透過した光が前記レセプタクルを出ることを可能にする、
ように適合される、サンプルホルダと、
2つ以上の検出器と、
を備え、それぞれの検出器は、1つのレセプタクルに隣接して位置して、サンプルを透過した光を測定し、前記リファレンスサンプル及び前記1つ以上のサンプルからの同時測定を可能にして、前記1つ以上のサンプルによる光吸収レベルが判定されることを可能にする、光学分光計モジュール。
請求項19:
各レセプタクルは少なくとも1つの側壁を備え、該側壁は、
前記2つ以上の光ビームのうちの1つの光ビームを受信するように適合される開口と、
サンプルを透過した光が前記2つ以上の検出器によって測定されることを可能にするために前記開口に対向して位置決めされた出口と、
を画定する、請求項18に記載の光学分光計モジュール。
請求項20:
前記光分配コンポーネントは、2つ以上の光ファイバーを備える光ファイバー束を備え、各光ファイバーは、
第1の端であって、前記受信された光が前記第1の端のそれぞれにおいて受信されることを可能にするように、前記光ファイバーの側壁が互いに近接する、第1の端と、
前記光ファイバーが互いから分離される第2の端と、
を備え、
前記第1の端のそれぞれは前記光を受信して、前記光ファイバーの前記第2の端のそれぞれにわたって前記光を分配し、前記第2の端のそれぞれは、前記レセプタクルのうちの1つのレセプタクルによって受信され、それにより、各レセプタクルが前記2つ以上の光ビームのうちの1つの光ビームを受信することを可能にする、請求項18又は19に記載の光学分光計モジュール。
請求項21:
光を前記第1の端上に集束させるために前記第1の端に光学的に結合された第1のレンズを更に備える、請求項20に記載の光学分光計モジュール。
請求項22:
各光ファイバーの前記第1の端は、前記開口の対応するレセプタクルによって受取られる、請求項19に従属する場合の請求項20又は21に記載の光学分光計モジュール。
請求項23:
前記第2の端のそれぞれは、第2のレンズに光学的に結合される、請求項20~22のいずれか1項に記載の光学分光計モジュール。
請求項24:
前記光分配コンポーネントは、前記光源からの光を受信し、2つ以上の光ビームを提供するために、前記受信された光を分割するように適合されるビームスプリッタのネットワークを備える、請求項18~23のいずれか1項に記載の光学分光計モジュール。
請求項25:
前記光分配コンポーネントは、前記2つ以上の光ビームが実質的に等しい強度を有するように前記受信された光を均等に分割する、請求項18~24のいずれか1項に記載の光学分光計モジュール。
請求項26:
前記サンプルホルダ及び前記レセプタクルは、所定の位置に固定される、請求項18~25のいずれか1項に記載の光学分光計モジュール。
請求項27:
各レセプタクルは、前記サンプルセルを受取るために前記レセプタクルの上方端にセル開口を画定する、請求項18~26のいずれか1項に記載の光学分光計モジュール。
請求項28:
前記レセプタクルで受信される光ビームに、1mm~3mmの範囲内のビームスポット径を提供するように構成される、請求項18~27のいずれか1項に記載の光学分光計モジュール。
請求項29:
前記光分配コンポーネントは、前記2つ以上の光ビームのそれぞれについて、単色光を生成するために2つ以上のモノクロメータを備える、請求項18~28のいずれか1項に記載の光学分光計モジュール。
請求項30:
前記サンプルホルダは電熱コンポーネントに結合される、請求項18~29のいずれか1項に記載の光学分光計モジュール。
請求項31:
請求項18~30のいずれか1項に記載の光学分光計モジュールと、
電気アークランプを備える光源モジュールと、
を備え、
前記光学分光計モジュール及び前記光源モジュールは、互いに取外し可能に接続されるように適合され、それにより、前記光源からの光が、前記光学分光モジュールによって受信されることを可能にする、分光システム。
請求項32:
前記光源は、単色光を前記光学分光モジュールに提供するためにモノクロメータコンポーネントを更に備える、請求項31に記載の分光システム。
請求項33:
前記リファレンスサンプルからの検出された光の測定された強度を前記1つ以上のサンプルのそれぞれと比較し、それにより、前記1つ以上のサンプルのそれぞれにおいて分析物の濃度を判定するように適合される計算ユニットを更に備える、請求項31又は32に記載の分光システム。
Claims (12)
- 光源を設けるステップと、
前記光源からの光を少なくとも3つの光ビームに分配するステップと、
前記少なくとも3つの光ビームのうちの1つに複数のサンプルのそれぞれを曝露するように構成される固定配置において、前記複数のサンプルを配置するステップと、
複数の検出器を介して前記複数のサンプルのそれぞれを透過した前記光の1つ以上の特性を検出するステップであって、前記複数の検出器のそれぞれは、それぞれ前記複数のサンプルの対応するサンプルに隣接して位置するものである検出するステップと、
同時分析のために前記複数のサンプルを前記光ビームに同時に曝露するステップと
を含み、
前記光源からの光を少なくとも3つの光ビームに分配する前記ステップは、少なくとも3つの光ファイバーと、第1のレンズとを備える光ファイバー束を備える光分配コンポーネントにおいて、前記光源から光を受信するステップを含み、前記少なくとも3つの光ファイバーは前記第1のレンズを介して光学的に互いに結合され、各光ファイバーは、第1の端であって、該第1の端において前記光源からの前記光が前記第1のレンズと光混合ファイバーとを介して受信されることを可能にするように、前記少なくとも3つの光ファイバーが互いに当接し、前記少なくとも3つの光ファイバーの該第1の端に隣接して位置する第1のレンズを介して前記光が前記少なくとも3つの光ファイバーの該第1の端で受信されるものである第1の端と、第2の端であって、該第2の端において前記少なくとも3つの光ファイバーが、互いから分離されるとともに、前記受信された光が各サンプルホルダに分配されるように、前記複数のサンプルのうちの少なくとも1つのサンプルを受取るように構成される対応するサンプルホルダによって受取られる第2の端と
を備え、
少なくとも3つのサンプルセルが、前記サンプルホルダ内で、前記光分配コンポーネントに対して固定のロケーションで受取られて位置決めされ、
少なくとも1つのリファレンスサンプル及び2つ以上の試験サンプルが、前記少なくとも3つのサンプルセルのそれぞれ別個のサンプルセル内に収容され、
前記少なくとも1つのリファレンスサンプルはキャリア液体を収容するように構成される、分光分析方法。 - 前記光は、第2のレンズを介して前記光ファイバーの前記第2の端から受信される、請求項1に記載の分光分析方法。
- 各サンプルホルダは、側壁によって画定される開口を通して光ビームを受信し、
前記サンプルホルダを透過した光は、前記開口に対向する側壁によって画定される出口を通して前記サンプルホルダを去って、前記透過した光が対応する検出器によって測定されることを可能にする、請求項1に記載の分光分析方法。 - 前記光ファイバーの前記第2の端は、前記サンプルホルダの前記開口において受取られる、請求項3に記載の分光分析方法。
- 前記受信された光を3つ以上の光ビームに分配する前記ステップは、該受信された光を8つもの光ビームに分配することを伴い、1つのリファレンスサンプルと最大7つの試験サンプルとのそれぞれが前記8つの光ビームに同時に曝露される、請求項1~4のいずれか1項に記載の分光分析方法。
- 液体サンプルを分析する光学分光計モジュールであって、該光学分光計モジュールは、
光源から光を受信し、3つ以上の光ビームを同時に提供するために、前記受信された光を分配するように適合される光分配コンポーネントと、
3つ以上のレセプタクルを画定するサンプルホルダであって、該3つ以上のレセプタクルは、前記光分配コンポーネントに対する固定ロケーションにおいて3つ以上のサンプルセルを受取り、再現性よく位置決めし、前記3つ以上の光ビームを同時に受信して、少なくとも1つのリファレンスサンプル及び2つ以上の試験サンプルが、前記受信された光に同時に曝露されることを可能にするように適合されているサンプルホルダと、
3つ以上の検出器と
を備え、前記3つ以上の検出器の各検出器は、それぞれ、前記1つのサンプルホルダの前記3つ以上のレセプタクルのうちの対応するレセプタクルに隣接して位置して、前記サンプルを透過した光を測定し、前記リファレンスサンプル及び前記試験サンプルからの同時測定を可能にして、前記サンプルによる光吸収レベルが判定されることを可能にし、
前記光分配コンポーネントは、少なくとも3つの光ファイバーと、第1のレンズとを備える光ファイバー束を備え、前記少なくとも3つの光ファイバーは前記第1のレンズを介して光学的に互いに結合され、各光ファイバーは、第1の端であって、該第1の端において、前記光源からの前記光が前記第1のレンズと光混合ファイバーとを介して受信されることを可能にするように、前記少なくとも3つの光ファイバーが互いに当接し、前記少なくとも3つの光ファイバーの該第1の端に隣接して位置する第1のレンズを介して前記光が該第1の端で受信されるものである第1の端と、第2の端であって、該第2の端において、前記少なくとも3つの光ファイバーが、互いから分離されるとともに、前記受信された光が各サンプルホルダに分配されるように、少なくとも1つのサンプルを受信するように構成される対応するサンプルホルダによって受取られる第2の端と
を備え、
前記少なくとも1つのリファレンスサンプルはキャリア液体を収容するように構成される、光学分光計モジュール。 - 各サンプルホルダは、少なくとも1つの側壁を備え、該側壁は、
前記光ビームのうちの1つを受信するように適合される開口と、
サンプルホルダを透過した前記光が前記検出器によって測定されることを可能にするために前記開口に対向して位置決めされた出口と
を画定する、請求項6に記載の光学分光計モジュール。 - 前記光ファイバーの前記第2の端に光学的に結合された第2のレンズを更に備える、請求項6に記載の光学分光計モジュール。
- 各光ファイバーの前記第2の端は、対応するサンプルホルダによって、前記開口において受取られる、請求項7に記載の光学分光計モジュール。
- 前記光分配コンポーネントは、前記3つ以上の光ビームが実質的に同様の特徴を有するように前記受信された光を分配する、請求項6~9のいずれか1項に記載の光学分光計モジュール。
- 前記サンプルホルダは、所定の位置に固定される、請求項6~10のいずれか1項に記載の光学分光計モジュール。
- 前記光分配コンポーネントは、前記光を分配して8つもの光ビームを同時に提供し、前記サンプルホルダは、1つのリファレンスサンプル及び最大7つの試験サンプルを含む最大8つのサンプルを受け取るとともに再現性よく位置決めするように適合される8つのレセプタクルを画定する、請求項6~11のいずれか1項に記載の光学分光計モジュール。
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