CN106537127A - 用于sub‑ppb测量结果的主动的可变样本浓缩方法和装置及其示范性x射线分析应用 - Google Patents
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Abstract
一种用于材料分析器的样本处理装置/技术/方法，其提供使用被引入到样本中的测量标记的对样本的主动的可变浓缩，以可测量地浓缩液体(例如，水)样本中的分析物。主动的可变浓缩另外允许以可测量的方式浓缩较低水平分析物。这实现较高(例如，浓缩)水平处的测量结果，所述测量结果可以基于‑将引入的标记用作引导测量的‑浓缩水平而被外推以获得其较低的原始水平。样本处理装置可以与光学使能X射线分析器组合使用，所述X射线分析器包括X射线引擎，所述X射线引擎具有在浓缩期间和分析物测量两者期间可用的X射线激发路径和X射线探测路径的。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2014年5月30日提交的美国临时专利申请序列No.62/004958的益处，此处通过引用将其整体并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及被用于样本的分析的装置和方法。更具体地，本发明涉及使用用于sub-ppb测量结果的可变样本浓缩的样本准备。
背景技术
在需要的探测限制处的微量元素量化可以是非常具挑战性的。作为一个范例，某些权限将移动以加强针对危险元素(诸如水流中的镉)的百万分之0.02-2(ppm)的环境限制，其等价于十亿分之20-2000(ppb)。常常使用仪器探测水平(LOD)评估的被放置在实际上认证这样的低水平的测量技术上的分析性能目标需要小于调节限制，从而可能导致小于一(1)ppb-或sub-ppb水平的需要的LOD。本发明涉及使用任何类型的测量引擎技术(X-RAY、ICP、AAS、MS等)达到这样的限制。
在测量技术的一个范例中，跨许多测试和诸如环境、消费者产品、医学、制药和石油的监测应用使用X射线分析。
在X射线技术的一个范例中，X射线荧光(XRF)是物质暴露于X射线的射束以确定例如某些组分的存在和浓度的分析技术。在XRF中，暴露于X射线的物质的元素成分中的至少一些可以吸收X射线光子并且产生特性次级荧光。这些次级X射线是物质中的元素成分的特性。基于适当的探测和分析，这些次级X射线可以被用于表征和/或量化样本中的元素成分中的一个或多个。
XRF技术的范例包括美国专利Nos.6934359和7072439，其通过引用被整体并入本文并且被受让给本发明的受让人X-Ray Optical Systems,Inc.。这些专利公开了单色波长色散X射线荧光(MWD XRF)技术和用于样本的分析(例如，石油产品中的硫的痕量级测量)的系统。美国专利No.7738630(其通过引用被整体并入本文并且被受让给本发明的受让人X-Ray Optical Systems,Inc.)公开了用于样本的分析(例如，消费者产品和其他材料中的毒素的痕量测量)的单色激发能量色散X射线荧光(ME-EDXRF)技术和系统。
分析测试的许多方法(包括X射线)离线发生，即，使用台式的实验室类型的仪器，以分析样本。样本从其环境(例如，对于燃料而言，从精炼厂或输送管道)移除并且然后被沉积在样本腔中；或到然后被沉积到腔中的窗口化样本单元中。离线台式的仪器不需要满足任何异常的操作/压力/环境/尺寸/重量/空间/安全约束，而是仅需要提供针对手动放置的样本的必要的测量精度。而且，可以在测量之间容易地维持离线仪器。
与离线分析相对，在线分析可以提供制造过程、精炼厂或环境流处理中的各种点处的样本组成的“实时”监测。例如，所有燃料产品经历硫水平依从性-需要在燃料精炼和管道中的输送期间的在线监测的一些变型。然而，在线分析需要考虑通常不存在于离线实验室设置中的很多操作问题。可以需要完全自动化的样本处理系统-具有很少或没有手动介入或维护。而且，由于流体在管道或其他通道中可以在不同的压力和流量下，因而任何样本处理系统必须考虑压力差异。
因此，满足这样的低探测水平的挑战所需的是样本处理、放置、X射线激发和X射线探测中的经改进的技术。
发明内容
现有技术的缺点被克服并且额外优点由本发明提供，其在一个方面中是用于对具有在其中的需要测量的分析物的样本进行主动的可变浓缩的技术，其使用引入到所述样本中的测量标记，以可测量地浓缩在所述样本中的所述分析物，其中，基于将所述引入的标记用作引导测量的浓缩因子来外推较高(例如，浓缩)分析物水平处的测量结果，以获得其较低的原始水平。X射线分析是可以使用的一个测量技术，包括但不限于单色波长使能XRF分析器；例如，MWDXRF或ME-EDXRF分析器。
本发明可以包括一种用于对具有在其中的需要分析器中的测量的第一分析物水平的样本进行浓缩的方法，包括：浓缩所述样本，并且因此浓缩所述样本中的所述第一分析物水平；确定经浓缩的样本的浓缩因子；测量经浓缩的样本中的第二分析物水平；并且根据所测量的第二分析物水平和所述浓缩因子确定所述第一分析物水平。这还可以包括将测量标记与所述样本进行组合；并且测量经浓缩的样本中的所述测量标记的水平，所述浓缩因子是根据所述水平确定的。
本发明还可以包括：测量测量标记和样本的体积，以确保用于所述测量的所述测量标记和所述样本的足够的水平，包括在一个范例中重复地将样本供应到所述分析器的样本区，以确保所述样本的足够的水平。
本发明还可以包括可控制地加热所述样本以使在其中的流体蒸发，从而浓缩所述样本中的所述第一分析物水平。
本发明还包括一种用于对具有在其中的需要测量的第一分析物水平的样本进行浓缩的装置，包括：样本平台，其用于支持样本；样本分配器，其用于将所述样本分配到保持器上；元件，其用于浓缩所述样本，并且因此浓缩所述样本中的所述第一分析物水平；测量引擎，其用于测量经浓缩的样本中的第二分析物水平；并且其中，根据所述样本的所测量的第二分析物水平和浓缩因子来确定所述第一分析物水平。
本发明还可以包括用于将测量标记和所述样本进行组合的测量标记组合腔；其中，所述测量引擎测量经浓缩的样本中的所述测量标记的水平，所述浓缩因子是根据所述水平确定的。
所述测量引擎可以测量所述测量标记和样本的体积，以确保在浓缩所述样本时所述测量标记和所述样本的足够的水平。
可以通过将样本重复地供应到所述样本平台来浓缩所述样本，以确保其足够的水平。
加热元件可以被提供用于可控制地加热所述样本以将在其中的流体蒸发，从而浓缩所述样本中的所述第一分析物水平。
本发明的所述方法、技术和装置可以与X射线分析器组合使用，所述X射线分析器包括所述测量引擎，包括：X射线激发路径；以及X射线探测路径；其中，所述X射线激发和/或所述X射线探测路径定义用于所述测量的X射线分析聚焦区。
所述聚焦区由去往/来自所述X射线激发路径和/或所述X射线探测路径中的至少一个聚焦光学元件的聚焦X射线来定义。
所述聚焦光学元件可以是至少一个弯曲衍射光学元件或毛细管光学元件；例如，聚焦单色光学元件，例如，弯曲晶体光学元件或弯曲多层光学元件。可以对所述X射线探测路径中的至少一个聚焦光学元件进行定位，使得其输入焦点在X射线聚焦区处，并且对应于所述X射线激发路径中的至少一个聚焦光学元件的输出焦点。
所述X射线分析器的所述测量引擎可以是单色波长使能XRF分析器或MWDXRF或ME-EDXRF分析器。
所述样本可以主要地是水，并且所测量的分析物可以是镉或(一个或多个)任何其他感兴趣的分析物，包括但不限于S、Cl、P、K、Ca、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Hg、As、Pb和/或Se。
此外，通过本发明的技术实现额外特征和优点。本发明的其他实施例和各方面在本文中被详细描述并且被认为是所要求保护的本发明的部分。
附图说明
在说明书的结论处的权利要求中特别地指出并且不同地要求保护被认为是本发明的主题。通过结合附图阅读以下详细描述，本发明的前述和其他目的、特征和优点是显而易见的，其中：
图1是示范性X射线荧光系统的元件的功能框图；
图2是利用本发明的样本处理装置可用的示范性MWD XRF X射线引擎的示意图；
图3是利用本发明的样本处理装置可用的示范性ME EDXRF X射线引擎的示意图；
图4a-4b是根据本发明的一个方面的用于可变样本浓缩的示范性样本腔的截面视图；
图5是根据本发明的一个方面的示范性射流技术的示意图；
图6是描绘用于执行本发明的示范性步骤的示范性流程图；并且
图7是示出在本发明的主动的可变样本浓缩之前和之后的感兴趣的标记和分析物的测量结果的光谱图。
具体实施方式
如上文所讨论的，调用各种类型的测量技术来在非常低的LOD(包括sub-ppb水平)处执行。本发明涉及样本的主动的可变浓缩(在一个实施例中，使用引入到样本中的测量标记)，以可测量地浓缩液体(例如，水)样本中的分析物。根据本发明的主动的可变浓缩另外允许以可测量的方式浓缩较低水平的分析物。这实现较高(例如，浓缩)水平处的测量结果，其可以基于-将引入的标记用作引导测量的-浓缩水平而被外推以获得其较低的原始水平。该技术可应用于任何分析物测量技术。
下面将光学使能XRF讨论为利用本发明可用的分析技术的一个范例。图1是被用于将样本暴露于X射线辐射以产生然后可以被探测和分析以确定样本的特性的荧光辐射的示范性XRF系统或分析器10的高水平功能框图。分析器可以包括X射线源12、第一X射线聚焦设备14、测试中样本16、第二X射线聚焦设备18、X射线探测器20和用于提供分析结果的分析器部件32。X射线源12(例如，X射线管)产生X射线的射束22。射束22可以由一个或多个X射线聚焦光学元件14衍射或聚焦，如下面进一步讨论的。
当由射束24辐照时，以这样的方式激发腔16中的样本的成分中的至少一个：所述成分由于X射线24的激发而发荧光，即产生X射线26的次级源。再次，由于X射线束26通常是X射线的分散的射束，因此射束26可以由任选的第二X射线聚焦光学元件18聚焦，例如以产生朝向引导X射线探测器20的X射线的聚焦射束28。
X射线探测器20可以是比例计数器类型或半导体类型X射线探测器(例如，硅漂移探测器)或本领域的技术人员已知的任何其他适当类型的X射线荧光探测器。通常，X射线探测器20产生包含所探测的X射线的特性的电信号30，所述电信号被转发给分析器部件32以用于分析、打印输出或其他显示。分析器部件32可以包括计算机程序产品，所述计算机程序产品包括例如一个或多个非暂态计算机可读存储介质34以将计算机可读程序代码单元或处理器/逻辑器件33存储在其上，从而提供和促进本发明的一个或多个方面。
针对包括下面那些的高级XRF分析器的X射线聚焦设备/光学元件14、18可以包括例如：诸如在共同受让的美国专利6285506、6317483、7035374、7738629和PCT公开WO2013/063253A1中所公开的那些的弯曲晶体单色光学元件；和/或诸如在共同受让的美国专利5192869、5175755、5497008、5745547、5570408和5604353中所公开的那些的毛细管光学元件。诸如在共同受让的美国专利711506、7209545和7257193中所公开的那些的光学元件/源组合也是可用的。上述专利中的每个通过引用将其整体并入本文。
以下是可以结合本发明使用的X射线光学使能分析器引擎的两个范例：
示范性MWD XRF X射线分析引擎：
本发明的受让人先前已经使用两个单色光学元件设置的单色波长色散性X射线荧光(MWD XRF)分析器引擎120(美国专利6934359和7072439-此处通过引用将其整体并入本文)，如图2中示意性示出的。针对例如柴油和其他石油产品中的硫和氯的测量结果的相关SINDIE(柴油中硫)和CLORA(氯)产品线革命化XRF并且提供许多优点，包括：(1)信号/背景(S/B)由于由DCC1 14'对样本的单色激发而被改进，即，具有在荧光峰下的能量的轫致辐射光子(其通常地淹没这些感兴趣峰)可以仅通过散射到达探测器，因此与多色激发相比较显著地改进S/B比例；(2)优良的能量分辨率-这消除所有共同干扰问题并且提供针对上游应用的物理基础；(3)固有鲁棒性和低维护-分析引擎是低功率、紧凑的，没有移动部分或可消耗的气体；以及(4)空前的动态范围，例如，样本中的硫的从0.3ppm到5％的量化水平。
图2中示意性示出的MWD XRF引擎120包括分别在激发和探测路径中的弯曲单色光学元件14'和18'，从而形成样本上的聚焦区或点42'(下面进一步讨论的)，其是上文所讨论的SIDIE硫分析器的配置。然而，光学元件可以仅存在于这些路径之一中。在一个范例中，上面所描述的类型中的任一个的光学元件可以仅存在于激发路径中，并且探测路径将包括能量色散探测器。这是下面进一步讨论的能量色散X射线荧光(EDXRF)系统的常见配置。
示范性ME EDXRF X射线分析引擎：
根据本发明，单色激发能量色散X射线荧光(ME-EDXRF)分析器也可以被用于本申请。在例如题为XRF System Having Multiple Excitation Energy Bands In HighlyAligned Package的美国专利6934359中公开了引擎技术，通过应用将其整体并入本文。在一个实施例中，该引擎130涉及被称为如在图3中示意性描绘的HD XRF的单色激发。HD XRF是提供超过常规ED或WD XRF的显著增强的探测性能的多元素分析技术。该技术应用照射样本上的聚焦区或点42”的最先进单色和聚焦光学元件14”，从而实现高效地激发样本中的宽范围的靶元素的多个选择能量激发射束。单色激发显著降低在荧光峰下的散射背景，从而极大地增强元素探测范围和精度。
图4a-4b是根据本发明的一个示范性方面的示范性样本腔200的截面视图。
根据本发明，样本腔200主要用于准备具有在其中的感兴趣分析物的样本液滴254并且将其呈现给分析引擎(例如，X射线或任何其他类型的引擎)，并且引导使用的采样材料到废物处理装备。一个示范性测量用于污水中的痕量镉水平(潜在地在sub-ppb水平处)。
样本腔可以被实现为期望针对长时间段自主地运行、仅针对排程维护和在自污染水平已经超过预定水平的情况下的清洁而中断的在线系统；或备选地在具有要分析的静态样本集的离线模式中。自污染水平感测和自清洁特征也可以形成本发明的部分。在这样的应用中，包括样本腔200的整个测量系统(未示出)通常可以被安装有或没有其他仪器(通常，pH计、流量计)，以以非常自主的方式监测来自工业场所或废水处置站的污水。处置站人员不需要接触仪器并且可以对仪器知道很少或一无所知。离线台式的实施方案对于针对静态样本集的交互式实验室使用也是可能的。
样本腔提供样本的主动的可变浓缩(在一个实施例中，使用引入到样本中的测量标记)，以可测量地浓缩液体(例如，水)样本中的分析物。根据本发明的主动的可变浓缩另外允许以可测量的方式浓缩较低水平的分析物。这实现较高(例如，浓缩)水平处的测量结果，其可以基于-将引入的标记用作引导测量的-浓缩水平而被外推以获得其较低的原始水平。
参考图4，根据本发明，样本分配器250“下降”或以其他方式向样本平台254呈现样本流体。可以利用加热元件258对样本平台进行加热，并且其温度使用温度传感器260来监测。使用加热元件258和传感器260的平台256的主动的可控加热(其自身可以通过空气或热绝缘体262与周围结构绝缘)可以被用于可变地并且可控制地将被支撑在平台256上的样本液滴254中的过量水蒸发，同时留下浓缩在剩余液滴中的分析物(和潜在的标记元素)以用于由分析引擎分析。在X射线分析范例(例如，根据上文参考图1-3讨论的X射线技术)中，激发X射线242通过激发窗口244被引入，激发样本液滴254，产生朝向探测器246的荧光204，所述荧光可以被用于确定在残余的样本液滴254中保持的分析物(以及如果适用的话，则标记)的浓缩。如下面进一步讨论的，入口气道252和排流管266被用于帮助样本的引入和移除，其可以全部使用根据本发明的示范性方面的图5的示范性射流技术和图6的控制系统可变地控制。
(与混合或组合腔320中的样本组合的)标记材料被选择为例如在由测量引擎技术进行的浓缩期间是可探测的，不干扰感兴趣的分析物，容易地可用，一次性等。在本发明的X射线测量引擎范例中，锶满足这些各种准则并且因此在本文中讨论。可以使用根据这些准则选择的其他标记材料。
图5是根据本发明的一个示范性方面的示范性射流系统300的示意图(其中，相似附图标记被用于指代相似元件)。该系统的部件可以是可控制的，以将样本移动到样本腔200中(210)以用于分析并且移动出(212)样本腔200，如下：
泵301-将样本流递送到样本腔200。
泵302-从样本单元200提取使用的样本。
阀311-切断递送空气；开启递送去电离水。
阀312-切断源自于阀311的递送；开启递送样本。
阀313-切断源自于阀312的递送；开启递送标记(例如，锶)。
阀314-切断将抽吸提供给最初混合或组合腔320(反转这些并且取消no/nc以最小化占空比)；开启递送来自混合或组合腔320的溶液。
阀315-切断将废物从样本腔200(经由泵302)递送给废物箱；开启将废物从样本单元(经由泵302)递送给废物。
图5的部件中的任何或全部可控制为(在例如图1的分析器部件32中实施的)实现适当的样本流、标记流、热应用(经由加热器258)以提供样本的主动的可变浓缩(在一个实施例中，使用引入到样本中的测量标记)，从而可控制地并且可测量地浓缩例如样本腔200中的液体(例如，水)样本中的分析物。
图6是描绘用于执行本发明的一个示范性方面的示范性步骤的流程图(其中，相似附图标记被用于指代相似元件)。这些步骤可以在硬件、软件或两者的组合(在例如图1的分析器部件32中实现的)中并且结合图4a-b(样本腔)和图5(射流技术)的可控元件来执行，如下：
最初线402-以任何期望的序列或其组合来提取标记(例如，锶)和具有分析物的样本直到每个相应阀；
污染测试404-使用来自对系统冲洗的蒸馏水来运行背景收集并且确定系统是否已经被锶或者分析物(例如，镉)污染。该背景收集可以有利地使用测量引擎(例如，X射线)执行以确定任何不期望的污染物是否存在于系统中-通过将在步骤404中的XRF测量结果与期望的预定背景水平进行比较。测量结果中的任何反常现象可以被用于根据需要(例如，如所示的，以信号通知用户)触发额外冲洗或服务。
混合样本406-以任何期望的序列或其组合利用样本和标记填充混合或组合腔320以(例如)产生在绝对或相对项中的样本的每体积单位的锶标记的预定水平并且注入到样本腔200中。
初始收集408-使用现在被注入到腔200中的标记/样本组合的测量结果(例如，X射线)来评价标记的初始浓度(下面关于图7进一步解释的)。确定标记的峰，使得可以针对下一步骤-样本浓缩410-建立(例如，10x、20x)浓缩因子。
样本浓缩410-可变地控制加热元件258来维持升高的温度以促进样本的期望的蒸发量。这可以包括使用步骤413中的加热元件258和温度传感器/热电偶260(上文所讨论的)的针对期望水平的步骤加热站(Heats Stand412)；和有利地使用X射线散射反馈(例如，来自散射通道)来确定样本液滴大小自身-即，样本平台256上的样本的量的步骤样本水平414。将散射与阈值水平进行比较415以在水平到达低阈值时开始添加样本并且继续进行直到已经到达期望的阈值。这将重复直到样本站已经被重新填充许多次(例如，在该范例中，20)。
冷却416-样本被允许可控制地冷却以针对预定的期望时间段到达稳定体积，从而允许分析物测量；并且如果水位418(如果散射水平指示)，则可以添加额外水来实现期望的体积。
最终收集420-在样本腔200中使用XRF分析或的其他测量技术来评价样本中的标记和分析物的最终浓度。潜在地在sub-ppb水平处的该测量结果基于标记的所识别的浓度而被外推到分析物(例如，镉)的实际的浓度，所述识别的浓度通过在步骤410(样本浓缩)中实现的浓缩因子(CF)来增加。
图7是示出在本发明的主动的可变样本浓缩之前和之后的感兴趣的标记和分析物的测量结果的光谱图形。假定隔(Cd)是样本中的感兴趣的分析物(在沿着水平轴的探测器通道500附近)，绘图线510示出了典型的背景测量水平。绘图线520示出了添加标记(步骤406)之后获得的主动浓缩(步骤410)之前样本的初始收集测量结果(步骤408)，其还未基于在该点处的样本中的其低浓度而示出针对Cd的可辨别的峰。绘图线530示出了在其主动浓缩之后样本的最终收集测量结果(步骤420)，其现在示出可辨别的Cd峰水平531。现在可辨别的经浓缩的样本中的该结果Cd峰水平531可以被用于根据步骤410中实现的样本浓缩因子(CF)来确定存在于原始浓缩前样本中的实际(低得多的)Cd浓度。通过将经浓缩的样本的测量的Cd水平除以浓缩因子(CF)来确定存在于样本中的实际的Cd。
通过测量绘图线520(浓缩前)与530(浓缩后)之间的相对标记峰来确定该样本浓缩因子(CF)。在所示的范例中，CF是近似60x。
根据本发明测量的其他示范性分析物包括：S、Cl、P、K、Ca、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Hg、As、Pb和/或Se。还可以根据本发明的原理测量具有唯一识别标志的任何其他元素。
本发明提供样本的主动的可变浓缩(在一个实施例中，使用引入到样本中的测量标记)，以可测量地浓缩液体(例如，水)样本中的分析物。根据本发明的主动的可变浓缩另外允许以可测量的方式浓缩较低水平的分析物。这实现较高(例如，浓缩)水平处的测量结果，其可以基于-将引入的标记用作引导测量的-浓缩水平被而外推以获得其较低的原始水平。
如本领域的技术人员将意识到的，本发明的一个或多个方面可以被实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的一个或多个方面可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或组合软件和硬件方面的实施例(在本文中总体上全部可以被称为“电路”、“模块”或“系统”)的形式。此外，本发明的一个或多个方面可以采取实现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，所述一个或多个计算机可读介质具有实现在其上的计算机可执行代码。
可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于，电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备，或者前述的任何适合的组合。计算机可读存储介质更具体的实例(非穷举性列表)包括以下：具有一个或多个导线的电连接，便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储设备、磁存储处设备，或者前述的任何适合的组合。在本文献的背景下，计算机可读存储介质可以是任何实体介质，其可以包含或存储程序，用于由或结合指令执行系统、装置或设备使用。
返回参考图1，在一个范例中，分析器32可以包括计算机程序产品，其包括例如一个或多个非暂态计算机可读存储介质34，以将计算机可读程序代码单元或处理器/逻辑器件33存储在其上，从而提供和促进本发明的一个或多个方面。
实现在计算机可读介质上的程序代码可以使用适当的介质发送，所述适当的介质包括但不限于，无线、有线、光纤线缆、RF等，或者前述的任何适合的组合。
用于执行针对本发明的一个或多个方面的操作的计算机程序代码可以以一个或多个编程语言的任何组合来书写，所述一个或多个编程语言包括：面向对象的编程语言，例如Java、Smalltalk、C++等；和常规过程编程语言，例如“C”编程语言；汇编或类似的编程语言。程序代码可以完全在用户计算机上，部分在用户计算机上，作为独立的软件包，部分在用户计算机上且部分在远程计算机上，或者完全在远程计算机或服务器上运行。在后者情形下，远程计算机可以通过任何类型的网络连接到用户计算机，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，或可以连接到外部计算机(例如，使用互联网服务供应商通过互联网)。
本文参考根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图描述了本发明的一个或多个方面。应理解，流程图和/或方框图的每个框，及流程图和/或方框图中的框的组合可以由计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机的处理器、专用计算机、或其它可编程数据处理装置，以产生机器，使得在经由计算机或其他可编程数据处理装置的处理器运行时，指令创建用于实施流程图和/或方框图的一个或多个框中指定的功能/动作的单元。
这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读介质中，所述计算机可读介质能够指引计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定的方式来工作，使得在计算机可读介质中存储的指令产生包括实施在流程图和/或方框图的一个或多个框中指定的功能/动作的指令的制品。。
所述计算机程序指令还可以加载到计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备上，以令在计算机、其他可编程装置或其他设备上执行一系列操作步骤，从而产生计算机实施的过程，使得在计算机或其他可编程装置上运行的指令提供用于实施在流程图和/或方框图的一个或多个框中指定的功能/动作的过程。
附图中的流程图和方框图图示了根据本发明一个或多个方面的各个实施例的系统、方法和计算机程序产品可能的实施方式的架构、功能和操作。在这方面，流程图和方框图中的每一个框都可以表示代码的模块、段或部分，其包括用于实施(一个或多个)指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应注意，在一些备选实施方式中，框中指明的功能可以以不同于与图中指明的顺序进行。例如，连续示出的两个框实际上可以实质上同时运行，或者有时框可以以相反的顺序运行，这取决于所涉及的功能。还将注意到，方框图和/或流程图中的每一个框，及方框图和/或流程图中的框的组合可以由执行特定的功能或动作的基于专用硬件的系统来实施，或者由专用硬件和计算机指令的组合来实施。
除了上述的以外，本发明的一个或多个方面可以由服务供应商供应、提供、部署、管理、服务等，其提供客户环境的管理。例如，服务供应商可以对计算机代码和/或计算机基础结构进行创建、维护、支持等，其为一个或多个客户执行本发明的一个或多个方案。示例性的，反过来，作为范例，服务供应商可以根据预定费和/或收费协议从客户接收付费。额外地或备选地，服务供应商可以从对一个或多个第三方的广告内容的销售接收付费。
在本发明的一个方面中，应用可以被部署用于执行本发明的一个或多个方面。作为一个范例，应用的部署包括提供可操作以执行本发明的一个或多个方面的计算机基础结构。
作为本发明的另一方面，可以部署将计算机可读代码集成到计算系统中的计算基础结构，其中，组合计算系统的代码能够执行本发明的一个或多个方面。
作为本发明的又一方面，可以提供用于集成计算基础结构的过程，包括将计算机可读代码集成到计算机系统中。计算机系统包括计算机可读介质，其中，计算机介质包括本发明的一个或多个方面。组合计算机系统的代码能够执行本发明的一个或多个方面。
尽管上文描述了各种实施例，但是这些仅是范例。此外，其他类型的计算环境可以受益于本发明的一个或多个方面。
作为另一范例，适于存储和/或运行程序代码的数据处理系统是可用的，其包括通过系统总线直接或间接地耦合到存储器元件的至少一个处理器。存储器元件包括例如在程序代码的实际运行期间部署的本地存储器、大容量存储设备和高速缓存存储器，其提供至少一些程序代码的临时存储以便降低在运行期间必须从大容量存储设备检索代码的次数。
输入/输出或I/O设备(包括但不限于，键盘、显示器、指点设备、DASD、磁带、CD、DVD、拇指驱动器及其它存储器介质等)可以直接或者通过居间的I/O控制器耦合到系统。网络适配器也可以耦合到系统，以使得数据处理系统能够成为通过居间的私有或公有网络耦合到其它数据处理系统或远程打印机或存储设备。调制解调器、线缆调制解调器和以太网卡仅是几个可用类型的网络适配器。
本文使用的术语仅是为了说明特定实施例，并非旨在限制本发明。本文使用的单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文中明确指明有所不同。还将理解，术语“包括(和包括的任何形式)”、“具有”(和具有的任何形式，诸如“带有”和“带”)、“涵盖”(和涵盖的任何形式)和“包含”(和包含的任何形式，诸如“含有”和“容纳”)是开放式连接词。结果，“包括”、“具有”、“涵盖”或“包含”一个或多个步骤或者元件的方法或设备拥这一个或多个步骤或元件，但不限于仅拥有这一个或有多个步骤或元件。类似地，“包括”、“具有”、“涵盖”或“包含”一个或多个特征的方法的步骤或设备的元件拥有这一个或多个特征，但不限于仅拥有这一个或多个特征。此外，以特定方式配置的设备或结构至少以该方式配置，但也可以以未列出的方式来配置。
权利要求中的所有单元或步骤加上功能元件的对应的结构、材料、行为和等价方案(如果有的话)旨在包括用于执行结合如特别地请求保护的其他请求保护的元件的功能的任何结构、材料或动作。本发明的描述已经出于图示和描述的目的而被呈现，而不旨在是详尽的或限于所公开的形式中的本发明。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，许多修改和变型对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例以便最好地解释本发明的一个或多个方面的原理和实际应用，并且使得本领域的普通技术人员能够针对具有如适于所预期的特定使用的各种修改的各种实施例理解本发明的一个或多个方面。
Claims (27)
1.一种用于对样本进行浓缩的方法，所述样本具有在其中的需要分析器中的测量的第一分析物水平，所述方法包括：
浓缩所述样本，并且因此浓缩所述样本中的所述第一分析物水平；
确定经浓缩的样本的浓缩因子；
测量经浓缩的样本中的第二分析物水平；并且
根据所测量的第二分析物水平和所述浓缩因子来确定所述第一分析物水平。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将测量标记和所述样本进行组合；
测量所述经浓缩的样本中的所述测量标记的水平，所述浓缩因子是根据所述水平确定的。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述浓缩包括测量所述测量标记和所述样本的体积，以确保用于所述测量的所述测量标记和所述样本的足够的水平。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述浓缩包括将样本重复地供应到所述分析器的样本区，以确保所述样本的所述足够的水平。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述浓缩包括能够控制地加热所述样本以使在其中的流体蒸发，从而浓缩所述样本中的所述第一分析物水平。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括使用X射线分析器，所述X射线分析器包括：
X射线激发路径；以及
X射线探测路径；
其中，所述X射线激发路径和/或所述X射线探测路径定义用于所述测量的X射线分析聚焦区。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述聚焦区由去往/来自所述X射线激发路径和/或所述X射线探测路径中的至少一个聚焦光学元件的聚焦X射线来定义。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述至少一个聚焦光学元件是至少一个弯曲衍射光学元件或毛细管光学元件。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述至少一个聚焦光学元件是至少一个聚焦单色光学元件。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述至少一个聚焦单色光学元件是弯曲晶体光学元件或弯曲多层光学元件。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，所述X射线探测路径中的至少一个聚焦光学元件被定位，使得其输入焦点在X射线聚焦区处，并且对应于所述X射线激发路径中的至少一个聚焦光学元件的输出焦点。
12.根据权利要求6所述的方法，其中，所述X射线分析器包括单色波长使能XRF分析器或MWDXRF或ME-EDXRF分析器。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述样本主要是水，并且所测量的分析物是镉。
14.一种对样本进行主动的可变浓缩的方法，所述样本具有在其中的需要测量的分析物，所述方法使用被引入到所述样本中的测量标记，以能够测量地浓缩所述样本中的所述分析物，其中，基于使用所引入的测量标记测量的浓缩因子来将较高(例如，浓缩)分析物水平处的测量结果进行外推，以获得所述分析物的较低的原始水平。
15.一种用于对样本进行浓缩的装置，所述样本具有在其中的需要测量的第一分析物水平，所述装置包括：
样本平台，其用于支持样本；
样本分配器，其用于将所述样本分配到保持器上；
元件，其用于浓缩所述样本，并且因此浓缩所述样本中的所述第一分析物水平；
测量引擎，其用于测量经浓缩的样本中的第二分析物水平；并且
其中，根据所述样本的所测量的第二分析物水平和浓缩因子来确定所述第一分析物水平。
16.根据权利要求15所述的装置，还包括：
测量标记组合腔，其用于将测量标记和所述样本进行组合；
其中，所述测量引擎测量所述经浓缩的样本中的所述测量标记的水平，所述浓缩因子是根据所述水平确定的。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述测量引擎测量所述测量标记和所述样本的体积，以确保在浓缩所述样本时所述测量标记和所述样本的足够的水平。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，通过将样本重复地供应到所述样本平台来浓缩所述样本，以确保所述样本的所述足够的水平。
19.根据权利要求15所述的装置，还包括加热元件，其用于能够控制地加热所述样本以使在其中的流体蒸发，从而浓缩所述样本中的所述第一分析物水平。
20.根据权利要求15所述的装置，与X射线分析器组合，所述X射线分析器包括所述测量引擎，包括：
X射线激发路径；以及
X射线探测路径；
其中，所述X射线激发路径和/或所述X射线探测路径定义用于测量所述样本的X射线分析聚焦区。
21.根据权利要求20所述的组合，其中，所述聚焦区由去往/来自所述X射线激发路径和/或所述X射线探测路径中的至少一个聚焦光学元件的聚焦X射线来定义。
22.根据权利要求21所述的组合，其中，所述至少一个聚焦光学元件是至少一个弯曲衍射光学元件或毛细管光学元件。
23.根据权利要求22所述的组合，其中，所述至少一个聚焦光学元件是至少一个聚焦单色光学元件。
24.根据权利要求23所述的组合，其中，所述至少一个聚焦单色光学元件是弯曲晶体光学元件或弯曲多层光学元件。
25.根据权利要求24所述的组合，其中，所述X射线探测路径中的至少一个聚焦光学元件被定位，使得其输入焦点在X射线聚焦区处，并且对应于所述X射线激发路径中的至少一个聚焦光学元件的输出焦点。
26.根据权利要求20所述的组合，其中，所述X射线分析器的所述测量引擎包括单色波长使能XRF分析器或MWDXRF或ME-EDXRF分析器。
27.根据前述权利要求15-26中的任一项所述的装置，其中，所述样本主要是水，并且所测量的分析物是镉。
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