CN107870151A - 用于对样品的光学性质进行光谱学测量的方法和系统 - Google Patents

Abstract

在用于样品的光学性质的频谱分辨测量的方法中，样品布置在测量位置处；并且使用光源生成光。在第一光学路径中向样品传送作为激发光的光的频谱分量。在第二光学路径中向检测器传送已经由样品发射或透射的光。可调谐单色仪布置在第一光学路径中和/或第二光学路径中。通过使可调谐单色仪的频谱通道范围偏移而在有效频谱范围（SPE）之上记录发射光或透射光的频谱。所述方法的特征在于，使用以具有可指定脉冲频率的光脉冲的形式的光，在于以偏移速度连续地从初始波长向结束波长偏移可调谐单色仪的频谱通道范围以用于记录频谱，以及在于经由控制而使光的脉冲频率与频谱通道范围的偏移速度同步，使得发射光或透射光的多个测量发生在对应多个频谱支持点（ST1、ST2、STn）处的有效频谱范围内。

Description

用于对样品的光学性质进行光谱学测量的方法和系统

技术领域和背景技术

本发明涉及用于样品的光学性质的频谱分辨测量的方法，以及适用于执行该方法的系统。

在生物化学和药理学研究中，以及在临床领域中，频繁地使用用于对样品的光学性质进行光谱学测量的方法和系统，其准许经由测量荧光、发光和/或吸收来对样品性质的表征。

不仅准许荧光测量而且还有其它测量方法（例如，发光测量、吸收测量等）的系统频繁地称为多技术读取器或者多模式读取器。为了能够在短时间段内执行大量测量，典型地使用样品多路复用技术，其中将要检查的样品布置在微孔板的井内的矩阵布置中并且顺序地或者并行地检查。对应装置通常称为微板读取器。微板读取器典型地设立为多模式读取器，其中结果在于，单个装置可以用于可选地在大量样品上执行不同测量方法。如果在每一种情况下仅检查单独的样品，这通常称为小槽系统。还可获得的是可以容纳和测量两个样品布置的系统。

在荧光测量中，样品经由第一光学路径（典型地称为激发路径）而经受具有特定激发波长的激发光，并且作为结果，在样品中生成荧光。在第二光学路径（典型地称为发射路径）中将从样品发射的荧光（发射光）馈送至检测器，所述荧光（发射光）典型地已经相比于激发光而偏移至较长波长（较低能量），利用所述检测器测量所得强度。在吸收测量期间，测量由样品透射的光，所述光的强度低于由于样品中的吸收所致的激发光的强度。

如果激发光源自于宽带或多色光源，没有用于激发的所有波长应当被抑制。在高度准确且灵敏的系统中，来自初级光源的宽带光为此目的而经由第一光学路径中的单色仪来制备。在本申请的上下文中，术语“单色仪”是指用于特定波长或者有限波长范围从具有相对大频谱宽度的入射光强度的频谱隔离的光学系统。可调谐单色仪此处准许在某些限度内对要选择的波长或者要选择的波长范围的无级调节。在每一种情况下由单色仪透射而没有阻挡的波长范围在本申请中称为“频谱通道范围”。在可调谐单色仪中，频谱通道范围的频谱位置可以在特定限度内改变或设置。偶尔，还可能设置或者改变通道范围的频谱宽度。

单色仪可以例如配置为色散单色仪或者滤波器单色仪或者干涉单色仪。

在“色散单色仪”中，经由色散元件将入射光无级扇出或分解为其频谱分量。使用间隙孔径从该频谱选择期望波长附近的较窄频谱范围，其中该间隙的间隙宽度还确定所选光的带宽。可以使用的色散元件例如有棱镜（经由棱镜材料的色散而起作用）或者衍射光栅（经由衍射起作用）。一些单色仪以被称为双单色仪的形式进行配置，其中相比于单个色散单色仪而言，可以经由串联连接两个色散单色仪的而增加阻挡和/或频谱分辨率。在这些情况下，频谱通道范围的宽度通过调节中心间隙的间隙宽度来设置，并且频谱通道范围通过两个色散元件的协调运动来改变。

滤波器元件（诸如干涉带通滤波器）原则上可以同样地用于特定波长或者窄波长范围从具有相对大的频谱带宽的入射光强度的频谱隔离。已知的是，例如具有至少一个频谱可调谐透射滤波器的无级可调节透射滤波器布置，例如以线性变量滤波器（LVF）的形式。这样的布置此处称为“滤波器单色仪”。DE 10 2013 224 463 A1公开了可调谐滤波器单色仪的示例。

“干涉单色仪”利用干涉效应用于波长选择。干涉单色仪例如使用反射镜处光的多次反射，所述反射镜以基本上平面平行的方式布置并且对于相关频谱范围部分地透射。在被称为法布里-柏罗布置这些布置中，可以通过改变反射镜距离来设置频谱通道范围。

单色仪还频繁地用于发射路径中的波长选择。WO 2012/095312 A1示出了一种用于测量微板中的样品的光学性质的装置，该装置还可以用于荧光测量并且具有激发路径和发射路径中的色散单色仪。

在用于本申请中讨论的样品的光学性质的频谱分辨测量的方法和系统中，检测器用于在感兴趣的有效频谱范围之上记录入射在检测器的光敏表面上的发射光或透射光（中的一个或多个）的频谱。取决于波长或者作为有效频谱范围内的光的波长的函数，频谱包含与入射在检测器上的光的性质有关的信息，例如其强度。

取决于获得它们的方式，在两种类型的频谱之间做出区分：如果发射光或透射光的波长保持恒定，并且通过偏移其频谱通道范围而借由第一光学路径中的可调谐单色仪来改变激发光的波长，获得激发频谱。另一方面，发射频谱（或者透射频谱）是激发光的波长固定的扫描的结果，而第二光学路径中的可调谐单色仪的频谱通道范围发生偏移。如果两个单色仪的频谱通道范围被调谐，这称为三维频谱扫描，经由其产生三维频谱。

为了在相对大的有效频谱范围之上记录频谱，可调谐色散单色仪中的色散元件典型地相对于间隙孔径旋转，以便使频谱通道范围的频谱位置偏移并且因而使得能够在有效频谱范围的不同波长处实现连续测量。EP 2 975 369 A1此处描述了所建立的致动单色仪的方式，其中首先通过使用第一步进电机旋转单色仪的光学光栅来逼近连续波长，并且一旦最终已经达到目标位置（即，期望波长），旋转运动就停止并且然后开始测量。一旦测量完成，使用光栅的分立旋转移动以便移动到频谱范围的下一波长，诸如此类。EP 2 975 369A1描述了以下问题：特别地光学光栅中的惯性具有以下结果：在光学光栅的不同对准位置或旋转角度之间快速改变的情况下——其中出现高加速度和制动力——可能出现光学光栅的高频机械振动。为了实现期望的波长精度，因此必要的是接受延长的等待时间，在该等待时间期间，振动衰减并且然后最终，仅期望的波长入射在连接于下游的狭缝孔径。为了仍然能够以高精度和短等待时间来在不同读取波长处执行频谱测量，提出将无接触操作涡流阻尼器的阻尼元件插入在步进电机和光学光栅之间的驱动链中。

问题和解决方案

本发明的目标是提供一种用于样品的光学性质的频谱分辨测量的方法，该方法准许在相对短的记录时间之上针对频谱具有大精度的高吞吐量测量。另一个目标是提供一种适用于执行该方法的系统。

这些目标经由具有权利要求1的特征的方法以及经由具有权利要求9的特征的系统而实现。在从属权利要求中指定有利发展。所有权利要求的用词都通过引用而成为说明书的内容。

已经发现的是，相对长的记录时间可以得到完整频谱，这是归因于所建立的致动可调谐单色仪的方式，其中通过单色仪在开始/停止操作中以步进的方式逼近连续波长，并且每一次仅在最终已经达到目标位置之后开始测量。在连续波长之间的改变期间，在光栅或者滤波器的移动期间的必要加速和制动斜坡引起相对长的总测量时间，特别是对于高频谱分辨率，即，在连续波长之间的相对小波长步长中。

关于针对频谱的记录时间的开始/停止操作的具体缺点在依照所要求保护的发明的方法和系统中得以避免。

在所要求保护的发明的方法和系统中，使用以具有可指定脉冲频谱的光脉冲的形式的光。作为结果，包含在光中的信息可以在检测器中与以脉冲的方式而言为短的具体时间间隔或测量时间联系起来。

为了使得能够实现脉冲操作，例如，可以将激发光以具有可指定脉冲频率的光脉冲的形式辐射到样品上。为此目的，例如，可以经由脉冲光源而生成以具有可指定脉冲频谱的光脉冲的形式的激发光。出于该目的，系统可以例如具有闪光灯，所述闪光灯至少可关于闪烁频谱来进行控制。还可能的是利用连续发射的光源（CW光源），并且在它入射于样品上之前经由可控制的机械、电子或光电子快门等而将发射光细分或切分为光脉冲。

原则上，还可能利用激发光连续地辐射样品并且在第二光学路径中或者仅在检测器处执行对脉冲的细分（例如使用可控制的机械、电子或光电子快门等）。

可调谐单色仪的频谱通道范围以偏移速度连续地从开始波长偏移至结束波长以用于记录频谱。术语“连续地”此处特别地意味着，偏移速度在频谱的记录期间没有一路下去减少到停顿（standstill），而是在频谱的记录时总是存在有限偏移速度，其中结果在于，通道范围的频谱位置一直在改变。可以利用均匀或者非均匀速度来执行连续偏移。

偏移优选地应当在没有隆起物的情况下执行，即，不应当在速度轮廓中展现出跳跃。速度轮廓中的非规则性（即，急动）应当优选地同样地避免。

光的脉冲频率经由控制器而与频谱通道范围的偏移速度同步，使得发射光或透射光的多次测量发生在对应的多个频谱支持点处的有效频谱范围内。此处，频谱范围中的频谱支持点的位置基本上起因于光脉冲的时间处的频谱通道范围的频谱位置，也就是说，例如在发射或者接收光脉冲时。有效频谱范围从对于测量而言感兴趣的第一支持点延伸到感兴趣的频谱上相反的最后支持点。由于脉冲操作，与频谱通道范围的连续改变组合地，实现了连续地并且稳定地改变的频谱通道范围的同步瞬时观察。

如果例如经由电机运动而产生通道范围的连续偏移，并且同时地或者以时间重叠的方式发生脉冲生成，那么存在本申请的含义内的同步或经同步的操作。同步在该一般情况下等同于确保脉冲生成与连续偏移的同时性。脉冲生成和偏移不是必然地必须依赖于彼此而发生。脉冲生成和偏移可以在每一种情况下自由地并且在没有受彼此影响的情况下发生，只要存在时间重叠即可。

同步优选地发生为使得两个动作中的一个，即，例如由电机运动引起的偏移或者脉冲生成，与另一个同时地发生，并且此外，依赖于它。这可以例如经由电机控制器而实现，在行进了有限数目的步长之后，输出使脉冲控制器以上述方式之一生成脉冲的信号。此处，脉冲生成由偏移触发。它还可以实现为使得脉冲生成作为电机控制而传送信号，后者从中确定要在两个脉冲之间行进的步长，并且对应地致动电机。此处，通过脉冲生成来触发偏移。还可能的是，使控制器以经协调的方式来触发脉冲操作和偏移。在脉冲生成和偏移相互依赖的情况下，支持点的频谱位置在每一种情况下可以准确地指定，作为其结果，更加精确的测量变得可能。

与频谱通道范围的连续改变组合的脉冲操作实际上在理论上可以导致轻微的频谱曳尾。然而，其数量级在大多数情况下或者在所有实际情况下是可忽略的。理论缺点不只是通过明显可实现的优点（例如，关于针对频谱的记录时间）而得到补偿。可以避免源自于开始/停止操作的其它误差源（例如，振动）。

对于优点的示例性定量说明，将在下文讨论系统，所述系统使用作为光源的闪光灯和步进电机以用于生成可调谐单色仪的可调节光学元件的运动。在该方法期间，单色仪中的滤波器布置的移动或者光栅的旋转在频谱（例如，吸收频谱、激发频谱或者发射频谱）的记录期间与闪光灯的闪烁频率同步。单色仪中的步进电机的电机行进是连续的。省去了在有效频谱范围内的频谱记录期间的逼近斜坡（从停顿到移动）和停止斜坡（直至移动停止）。加速斜坡或制动斜坡仅仅提供在频谱扫描的开始和结束处。在频谱的记录期间，单色仪的频谱带通范围或透射范围在要检查的有效频谱范围内连续地偏移。与光脉冲同步地记录频谱支持点。

在一些实施例中，执行致动使得频谱通道范围的恒定偏移速度存在于所选有效频谱范围中。作为结果，除其它之外，可以促进同步。然后频谱可直接地评估，并且不需要关于频谱支持点的不同距离进行校正。

然而，还可能的是，在频谱通道范围的连续偏移期间，偏移速度在有限的最小速度与最大速度之间改变。

在具有可变偏移速度的一种变形中，在通道范围的偏移期间，在连续频谱支持点之间确定所检测的光的强度改变，并且取决于强度改变来改变通道范围的偏移。由此可能取决于所测量的频谱的性质来实现偏移速度的调节。调节例如可以反比例地实行，使得具有相对强的强度改变的频谱范围以相对较小的偏移速度和对应地较高的支持点密度而行进，而具有较少事件的频谱范围行进得更快，即，以较低的支持点密度。

还可能的是，在频谱的记录开始之前，速度变化函数的参数存在，并且依照速度变化函数来控制偏移速度。偏移速度中的改变此处可以基于所检查的频谱类型的之前已知的性质来优化。例如可以反比例地实行控制，使得具有相对强的强度改变的频谱范围以相对较小的偏移速度和对应地较高的支持点密度来进行，而具有较少事件的频谱范围行进得更快，即具有较低的支持点密度。

每一波长间隔的不同数目支持点的使用对于非连续操作也可以是有利的（不是所要求保护的发明的部分）（即，对于移动-停止-测量操作模式或者对于开始/停止操作）。在该情况下，可能的是，例如使步长宽度在不同波长范围中的紧密连续停止点之间不同。例如，步长宽度可以取决于频谱的之前已知或测量的性质而变化。这被视为本公开的一方面，其与所要求保护的发明无关并且可能地可由其自己来保护。

在有效频谱范围之上的单个扫描（频谱的单个记录）可以是足够的。在一些实施例中，提供了使有效频谱范围之上的频谱的记录在脉冲频率与频谱通道范围的偏移速度的相同同步的情况下至少重复一次，并且使针对每一个记录所获得的测量值以波长正确的方式进行添加。由此可能以总测量时间方面的增加为代价而实现更好的测量统计结果。

本发明还涉及一种用于样品的光学性质的光谱学测量的系统，所述系统适用于执行所述方法。

可调谐单色仪可以例如配置为色散单色仪或者滤波器单色仪或者干涉单色仪。

附图说明

本发明的另外的优点和方面可以从权利要求书以及从本发明的优选示例性实施例的以下描述来搜集，所述优选示例性实施例在下文参照附图进行解释。

图1示意性示出了根据本发明的用于样品的光学性质的频谱分辨测量的系统的示例性实施例；

图2示出了第一操作模式中系统的组件之间的信号流；

图3示出了第二操作模式中系统的组件之间的信号流；

图4示出了用于负责调节单色仪的致动电机的电机速度与时间或者对应于时间的波长之间的联系的图；

图5示出了在具有开始/停止操作的常规系统中致动电机的行进距离对时间的依赖性的示意图；

图6示出了在具有频谱通道范围的频谱位置的连续改变的示例性实施例中致动电机的行进距离对时间的依赖性的示意图；

图7示出了具有样品物质的假想频谱的I(λ)图，其中通过在连续偏移期间取决于频谱的局部斜率而改变有效频谱范围内的频谱通道范围的偏移速度来以变化的支持点密度对频谱进行扫描。

具体实施方式

图1示意性示出了依照本发明的用于样品的光学性质的频谱分辨测量的系统SYS的示例性实施例。系统是多技术读取器的组成部分，除荧光的测量之外，所述多技术读取器还准许其它测量，例如样品中的吸收的测量。

系统SYS具有以氙闪光灯的形式的初级光源LQ。光源具有可见频谱范围中的宽反射频谱（“白光”）。光源的闪烁频率在特定限度内可设置，使得可以生成以具有可指定脉冲频率的光脉冲的形式的激发光。光源LQ连接到系统的控制单元SE，经由所述控制单元可以设置脉冲频率。

还称为激发路径的第一光学路径OP1借由连接在下游的分束器布置ST和可调谐的第一单色仪MC1而从光源LQ引向测量位置MP，在系统使用期间样品P位于所述测量位置MP处。从上方基本上垂直地将激发光辐射到样品中。样品位于具有许多井的微孔板MPL的凹陷（例如，井）中。

第一单色仪MC1是连接到控制单元SE的可调谐色散单色仪。第一单色仪MC1的频谱通道范围的位置可以在大频谱范围之上作为对控制单元SE的控制信号的反应而连续地调节。

第一光学路径（激发路径）的光学元件服务于作为激发光而将来自初级光源LQ的光的频谱分量传送到测量位置MP中。位于样品中的是可以通过激发光来激发以发射荧光的物质。荧光关于激发光而朝向较低的能量或者较大的波长偏移。频谱红移的程度是特定于物质的并且称为斯托克斯偏移。与样品物质的性质有关的信息包含在发射光的频谱中。

发射光借由第二光学路径OP2（还称为发射路径）而从样品P传递到检测器DET，所述检测器DET取决于入射光而生成电气信号，将所述电气信号馈送至评估单元以便在频谱上评估发射光以用于表征样品。评估单元可以集成在控制单元SE中。

位于分束器布置ST和检测器之间的第二光学路径中的是可调谐的第二单色仪MC2，提供所述第二单色仪MC2以用于在任何一个时间处从发射光的频谱（仅相对窄的部分，即，具有可指定频谱位置的频谱通道范围）向检测器进行传送。第二单色仪MC2也连接到控制单元SE，其结果在于，通道范围的频谱位置可以在任何时间处经由控制单元的控制信号来指定。

布置在测量位置MP下方的是吸收检测器ABS，所述吸收检测器ABS同样地连接到控制单元SE。吸收检测器可以用于测量发射光的强度，所述发射光在样品的激发之后借由第一光学路径OP1而穿过样品和井的透明底部并到达吸收检测器。

第一光学路径中的第一单色仪MC1和第二单色仪MC2是以色散双单色仪的形式。这种类型的双单色仪具有总共三个间隙，具体为入口间隙、中心间隙和出口间隙。中心间隙同时是连接在上游的第一色散单色仪的出口间隙和连接在下游的第二色散单色仪的入口间隙。每一个间隙由相关联的间隙平面中的对应间隙孔径来限定。间隙宽度能够在每一种情况下以无级方式进行调节。在其它实施例中还可能的是，例如出于成本原因，在入口和/或出口处提供固定间隙或间隙宽度。

在每一种情况下，在双单色仪内提供以凹形反射光栅的形式的色散元件。反射光栅可旋转地安装并且可以经由步进电机M围绕相互平行的旋转轴彼此同步地旋转或枢转。作为结果，每一个单色仪的频谱通道范围可以在偏移速度（其可由控制单元SE指定）下从开始波长连续地偏移到结束波长直至SE为止以用于记录频谱。

控制单元SE的软件中的同步模块可以用于使光源LQ的脉冲频率与第一单色仪MC1和/或第二单色仪MC2的频谱通道范围的偏移速度同步，使得发射光或透射光的大量测量可以发生在对应大量频谱支持点处的感兴趣的有效频谱范围内。

系统SYS可以在不同的操作模式中操作。操作模式中的两个经由示例而参照图2和3进行解释。这些图各自示出了用于系统的不同组件之间的信号传送的示意图。控制单元的微控制器μC以信号传导方式连接到单色仪MC的步进电机的电机控制器MOTC，所述单色仪MC可以是第一光学路径中或者第二光学路径中的单色仪。微控制器μC还控制光源LQ的闪烁操作，即，在可指定的脉冲频率下或者在可指定的时间t₁、t₂等下光脉冲PU的发射。在（图2的）第一操作模式中，微控制器μC触发光源LQ（闪光灯）和步进电机的电机行进二者，所述步进电机控制单色仪MC中的色散光栅的旋转运动以及因而频谱通道范围的偏移。在（图3的）第二操作模式中，在可指定的电机行进速度下操作电机，并且电机行进速度确定闪烁速度。还可能的是，借由电机控制器直接地触发光源。在该情况下，电机控制器以信号传导的方式连接到光源。

在两种操作模式中，可能的是，在吸收频谱、激发频谱或者发射频谱的记录期间，使单色仪的色散光栅或者色散光栅的旋转运动与闪光灯的闪烁频率同步。在该情况下，单色仪中的电机的电机行进是连续的（其间没有停止）。在频谱记录期间省去了停止斜坡和制动斜坡，并且它们仅提供在频谱扫描的开始和结束处。作为结果，单色仪的频谱带通范围连续地偏移，并且频谱的频谱支持点与闪光灯同步地记录。

出于说明性目的，图4示出了示意图，其示出了负责调节单色仪的步进电机M的在y轴上绘制的电机速度VM作为时间t的函数的联系（实线）。在时间t₁、t₂等处，光源LQ在每一种情况下发射一个闪烁或光脉冲。因为使用步进电机M调节单色仪的频谱通道范围的频谱位置，所以在不同时间处发射或接收的光脉冲对应于不同的波长λ，其中结果在于，x轴还充当针对波长λ的轴。

在该脉冲操作期间，每一个光脉冲给出用于样品的光学性质的频谱分辨测量的频谱支持点ST1、ST2等。从用于测量的第一支持点ST1（在时间t₁处）延伸到最后支持点STn（在时间t_n处）的频谱范围此处称为有效频谱范围SPE。与第一支持点ST1相关联的波长（或者通道范围的相关联的频谱位置）称为初始波长，并且与最后支持点STn相关联的波长（或者通道范围的相关联的频谱位置）称为结束波长。测量的开始处在对应于第一支持点ST1的初始波长（此处例如500nm）处，并且在最后支持点STn（其在该示例情况下对应于690nm的结束波长）处达到测量的结束。

示例性实施例的重要特性可以经由电机速度VM的时间轮廓而容易地看出。步进电机的电机行进发生在整个有效频谱范围SPE之上，即，从初始波长到结束波长连续地（特别地在该示例情况下）以恒定有限移动速度。在测量开始之前，起始斜坡发生，在起始斜坡期间，电机从停顿（电机速度零）加速到用于频谱记录的移动速度VS。在测量的完成之后（即，在达到最后支持点之后的时间项中）制动斜坡到来，在制动斜坡期间，电机速度减少回零。

例如，如果假定100Hz下的典型闪烁操作，例如以1nm的高频谱分辨率在200nm的有效频谱范围之上的荧光频谱的记录仅花费2秒钟（2s）。

通过使单色仪的行进速度变化和/或对应地通过适配闪光灯的闪烁频率可以设置频谱分辨率。例如，如果以4nm的频谱分辨率来记录概观频谱，可能仅在2s中在200nm到1000nm的可用频谱范围之上记录频谱。取决于所使用的闪光灯，还可以使用例如高达500Hz的较高闪烁频率，其中结果在于，这样的频谱然后可以在数学上在大概400nm中进行记录。如原则上可以从图4看出，应当将用于起始斜坡和制动斜坡的相对短时间间隔（例如，以约100ms的量值）添加到用于有效测量时间的这些值。

以这种方式记录的频谱理论上具有轻微的频谱曳尾，因为单色仪中的（一个或多个）色散元件的调节移动在闪烁期间连续。然而，由于典型的闪烁持续时间经常是约2μs的量值，而100Hz典型频率处的静寂时间（dead time）为10ms左右，那么在理论上1nm的频谱分辨率下，曳尾大概为0.2pm，其在大多数情况下或者在所有实际情况中可忽略地小。在支持点之间的较大频谱步长（以及对应地较大行进速度）下，曳尾变得较大，并且可以例如在10nm的步长宽度下增加到大概2pm，其对于大多数或所有情况而言仍然可以视为可忽略的。

为了说明关于现有技术的差异，图5示出了在具有开始/结束操作的常规系统中可调谐单色仪的步进电机的行进路径SM对时间的依赖性的示意图（SdT=现有技术）。图6示出了在由于恒定行进速度而具有频谱通道范围的频谱位置中的连续改变的示例性实施例中的对应图。在每一种情况下的闪电符号表征闪烁或者光脉冲。在现有技术中，步进电机在每一种情况下在触发闪烁之前暂停，并且闪烁在没有电机移动的情况下落至停止阶段中（行进路径在停息阶段期间没有改变）。在依照本申请的方法和系统中，利用移动的步进电机以及因而通道范围的改变的频谱位置来触发闪烁。

特别地在荧光测量中可以发生的是，每一频谱支持点的单个闪烁对于灵敏测量而言并不足够。为了解决该困境，可以使样品的经同步的频谱扫描重复一次或多次。在每一次测量期间获得的各个频谱然后可以相应地相加。通过将针对每一个波长或者每一个支持点的多个闪烁的信号加起来，测量统计结果可以以类似的方式改进，就像使用每一波长的较长测量时间那样。

在图4的示例性实施例中，存在感兴趣的整个有效频谱范围SPE中的频谱通道范围的恒定偏移速度。这促进了同步，并且此外，以该方式获得的频谱就以下意义而言可直接地评估：不需要做出关于频谱支持点之间的不同距离的校正。

然而，还可以有利的是在有效频谱范围内的连续偏移期间改变偏移速度，但是没有完全地停止偏移移动。在这一方面中，图7经由示例图示了具有样品物质的假想频谱SPK的I(λ)图（作为波长λ的函数的强度I）。在当前情况下，这可以是特定物质种类的特性频谱，其中每一波长的强度中的相对强改变发生在某些频谱范围B1中，而强度几乎不会随着其它频谱范围B2中的变化的波长而变化。此处的测量可以实施为使得最终取决于针对不同频谱范围的频谱的性质而存在支持点ST1、ST2的频谱密度中的变化。依赖性可以使得在具有每一波长间隔的强度中的相对强改变的范围中，出现相对高的频谱支持点密度，而在具有（类型B2的）强度中的相对较小改变的其它频谱范围中，选择相邻支持点之间的较大波长距离或者较低支持点密度。支持点密度可以大概或者直接地与函数I(λ)的一阶导数的绝对值成比例。利用恒定脉冲频率，这可以经由所控制的步进电机的行进速度而实现，使得它大概或者直接地与函数I(λ)的一阶导数的绝对值成反比。

控制例如可以实行为使得确定两个连续频谱支持点ST(n)和ST(n+1)的强度差异，并且它的倒数值充当之前指定的偏移速度的前因子。每一单位时间的频谱通道范围中的改变因而对于大的强度改变而言是小的，并且因而，频谱支持点的数目与频谱的局部频谱强度动态直接地成比例。

使用每一波长间隔的不同数目支持点对于非连续操作也可以是有利的，即，对于“经典”移动-停止-测量操作模式或者开始/停止操作。在该情况下可能的是，将存在不同波长范围中的紧密连续停止位置之间的步长宽度中的变化。

例如，步长宽度可以取决于频谱的之前已知或测量的性质而变化。在具有可变步长宽度的变形中，在通道范围到下一停止位置的偏移期间确定各连续停止位置或各频谱支持点之间所检测的光中的强度改变，并且步长宽度取决于强度改变而变化。作为结果，可以实现取决于频谱的所测量的性质的步长宽度的调节。调节可以例如反比例地实行，使得具有相对强的强度改变的频谱范围以相对较小的步长宽度和对应地较高的支持点密度来行进，而具有较少事件的频谱范围更加快速地行进，即，以较大的步长宽度或者较低的支持点密度。

还可能的是，在频谱的记录开始之前，存在步长宽度变化函数的参数，并且依照步长宽度变化函数来控制步长宽度。此处，步长宽度中的改变可以基于所检查的频谱类型的之前已知的性质来优化。

Claims (12)

1.用于样品的光学性质的频谱分辨测量的方法，包括：

将样品布置在测量位置（MP）处；

使用光源（LQ）生成光；

在第一光学路径（P1）中向样品（P）传送作为激发光的光的频谱分量；以及

在第二光学路径（P2）中向检测器（DET）传送已经由样品发射或透射的光；

其中可调谐单色仪（MC1、MC2）布置在第一光学路径中和/或第二光学路径中；

通过使可调谐单色仪的频谱通道范围偏移而在有效频谱范围之上记录发射光或透射光的频谱，

其特征在于

使用以具有可指定脉冲频谱的光脉冲的形式的光；

以偏移速度连续地从初始波长向结束波长偏移可调谐单色仪的频谱通道范围以用于记录频谱；以及

经由控制器使光的脉冲频率与频谱通道范围的偏移速度同步使得发射光或透射光的多个测量发生在对应多个频谱支持点（ST1、ST2、STn）处的有效频谱范围内。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以具有可指定脉冲频率的光脉冲的形式将激发光辐射到样品上，其中优选地，以具有可指定脉冲频率的光脉冲的形式的激发光经由脉冲光源（LQ）而生成。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，频谱通道范围在恒定偏移速度下从开始位置向结束位置连续地偏移。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，频谱通道范围在变化的偏移速度下从开始位置向结束位置偏移，其中偏移速度取决于频谱的至少一个性质而变化。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在通道范围的偏移期间确定连续频谱支持点之间的所检测的光中的强度改变，并且通道范围的偏移速度取决于所述强度改变而改变。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在频谱的记录开始之前，存在速度变化函数的参数，并且取决于速度变化函数来控制偏移速度。

7.根据权利要求4、5或6所述的方法，其特征在于，与连续频谱支持点之间的强度改变反比例地执行偏移速度的控制或调节，使得具有相对强的强度改变的频谱范围以相对较小的偏移速度和对应地较高的支持点密度来行进，并且具有相对较弱的强度改变的频谱范围以相对较大的偏移速度和较低的支持点密度来行进。

8.根据前述权利要求中的一项所述的方法，其特征在于，在有效频谱范围之上的频谱的记录以脉冲频率与频谱通道范围的偏移速度相同的同步而重复至少一次，并且以波长正确的方式使针对每一个记录所获得的测量值相加。

9.用于样品的光学性质的频谱分辨测量的系统（SYS），包括：

样品保持设备，用于将样品布置在测量位置（MP）处；

光源（LQ），用于生成光；

检测器（DET）；

控制单元（SE）；

第一光学路径（OP1），用于向样品（P）传送作为激发光的光的频谱分量；以及

第二光学路径（OP2），用于向检测器（DET）传送已经由样品发射或透射的光；

其中由控制单元（SE）可控制的可调谐单色仪（MC1、MC2）布置在第一光学路径（OP1）中和/或第二光学路径（OP2）中；

其中所述系统设立为通过使可调谐单色仪的频谱通道范围偏移而在有效频谱范围（SPE）之上记录发射光或透射光的频谱，

其特征在于

控制单元（SE）具有用于记录频谱的操作模式，其中控制单元配置为使得：

所述系统被控制为使得使用以具有可指定脉冲频率的光脉冲的形式的光；

以偏移速度连续地从初始波长向结束波长偏移可调谐单色仪（MC1、MC2）的频谱通道范围以用于记录频谱；以及

经由控制而使光的脉冲频率与频谱通道范围的偏移速度同步，使得发射光或透射光的多个测量发生在对应多个频谱支持点（ST1、ST2、STn）处的有效频谱范围内。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，在操作模式期间，光源（LQ）被控制为使得生成以具有可指定脉冲频率的光脉冲（PU）的形式的激发光。

11.根据权利要求9或10所述的系统，其特征在于，可调谐单色仪是具有可调节色散元件的色散单色仪、或者可调谐滤波器单色仪、或者可调谐干涉单色仪。

12.根据权利要求9、10或11所述的系统，其特征在于，所述系统集成在多技术读取器中。