CN114761787A - 用于检测样品的可更换的容器 - Google Patents

Abstract

一种用于容纳样品以供光谱仪分析的系统，包括具有用于容纳样品的井（4，13，213）的样品容器单元（1），所述井包括井内壁（5，21，22，23，23a，34，234）和井底板（20），井底板（20）中的底板孔（32'，32，232），并且包括第一光谱元件（31'，31，231），第一光谱元件（31'，31，231）跨越底板孔（32'，32，232）的开口，其中井（4，13，213）还包括在内壁（5，21，22，23，23a，34，234）与第一光谱元件（31'，31，231）的界面处的密封材料（33'，33，233），其中辐射自由地穿过底板孔（32'，32，232）到达第一光谱元件（31'，31，231）。

Description

用于检测样品的可更换的容器

技术领域

本公开涉及一种改进的样品保持器或容器，其用在分析或识别所述样品的化学或物理成分的设备中，或与该设备结合使用，以及相关的方法，特别是制造这种保持器的方法。

本发明主要涉及一种用于保持，接收或容纳待分析或待识别的材料样品的可拆卸容器装置，所述容器被配置为在光谱仪或其他分析/识别设备中使用或与其一起使用，所述分析或识别是光学的，磁的或其他的技术。

背景技术

在许多情况下，包括工业，环境，科学，医学和法律应用中，都需要确定不明材料的成分。可以应用各种技术来分析不明材料的样品并确定其化学或物理组成。

光谱学领域考虑物质与辐射能量的相互作用。光谱法包括一系列应用，这些应用测量由材料样品引起的已知能谱的改变，并识别样品中包含的元素，分子或官能团的光谱“特征”。能谱的改变可以通过反射，透射或放射发生，并且所应用的谱可以是电磁波或高能粒子，并且对于人眼可以是可见的或不可见的。本公开涉及所有光谱仪和光谱测定技术，包括ATR光谱测定法，反射光谱测定法以及透射光谱测定技术。

与大多数光学仪器一样，光谱仪的设计旨在最大限度地减少样品的振动和位移，这些振动和位移会干扰分析。为了提供必要的机械稳定性，光谱仪通常包括重型框架，以便样品在预定位置处于恒定和稳定的“平台”中。光谱仪通常包括用于接收样品的平台，能量源和用于接收经改变的光谱的接收器，以及用于引导，聚焦和处理入射并经改变的光谱光束的传输系统，其通常包括反射器或反射镜单元。在光谱仪的各种附属组件中，平台的可达性可能受到限制。

除了稳定性和可达性外，光谱仪还必须适应每个需要分析的样品的大量周转。在许多情况下，可能需要在有限的时间段内对大量不同的样本进行光谱分析。在医学和法医领域，可能需要快速连续地分析大量样本，这些样本可能来自不同的患者或不同的调查。在这种情况下，样品可能必须被快速地更换或交换，往返于光谱仪内的预定位置。

读者将意识到，需要一种装置，与光谱仪或其他光谱分析设备或光学分析设备一起使用或在其中使用，其有助于待分析样品的快速周转，但仍然确保样品精确地定位在设备的辐射路径中的预定位置。

该装置必须同样能够接收可能为液体形式的检测样品。在这种情况下，操作者测量出一定量的液体，并且依赖于液体的表面张力，需要将光谱仪平台上的样品定位在光谱仪中的预定位置。这提出了特别的挑战，在有限的空间中使用移液管来输送正确量的液体而不溢出是困难的并且是不可靠的。此外，光谱仪是敏感的机器，容易受到放错位置的液体和蒸汽的影响，这可能会损坏机器，甚至干扰光谱分析。从而导致不正确的结果。如果样品材料具有腐蚀性，对机器的损坏可能会加重和/或永久损坏。

在ATR和其他光谱仪中，常规系统有时与可拆卸(但不方便)的密闭容器一起出售，该密闭容器用作光谱仪的附件，以容纳样品。一旦装载了相关样品，该密闭容器就可以安装到光谱仪中，并通过螺钉装置固定在适当的位置。密闭容器必须像光谱仪一样精心设计和制造，因此生产起来既困难又昂贵。这种容器体积大且笨重，并且这种密闭容器使用不便，需要大量的人工干预，首先将样品装载到容器中，之后将容器安装到光谱仪中。容器未对准意味着必须重新安装容器。密闭容器不适用于样品的大量周转或在一次检测和下一次检测之间的快速周转时间。

发明内容

本发明涉及一种新颖的，有创造性的设备和方法，其克服了上述缺点。本公开中的装置和方法的目的是提供一种用于检测样品的容器装置，其易于装载并牢固地安装在样品分析仪器中。

另一个目的是提供容器装置和相关方法，其便于待检测样品(包括液体样品)的快速周转，以使用光谱分析(包括通过ATR(衰减全反射)和透射光谱分析)进行检测。对ATR和透射光谱学的参考以及对ATR元件和透射窗的参考在本文后面的部分中进行解释。另一个目的是提供一种易于制造的容器装置。

本文所公开的装置的一个实施例可包括两个可互连部件：至少一个样品容器，其被配置为接收和容纳待分析的样品；以及接收单元，其形成光谱仪的一部分并且被配置为接收样品容器单元。该容器装置允许样品被容易地(包括通过自动化方式)装载到样品容器中，并且此后允许将先前装载的样品容器简单地插入到光谱仪的接收单元中。接收单元可以通过合适的固定装置永久地或暂时地刚性固定在光谱仪中，使得在接收单元和光谱仪的其余部分之间没有相对运动。接收单元可以形成它被包含在其中的光谱仪的整体部件。样品容器和接收单元被配置成，通过它们各自的形状或每个单元的部件的形状彼此互连，例如，通过将样品容器单元滑动，旋转或插入到接收单元中。一旦样品容器单元被滑动，旋转或插入到接收单元中，则样品容器单元被牢固地(但暂时地)固定在该位置，并确保其也不会与光谱仪的其余部分发生任何相对运动。

样品容器单元和接收单元的结构都很简单，可以通过，例如，简单的和可重复的模制技术制造。样品容器单元可以是简单价廉的结构，而不会降低样品容器单元与接收单元互连的能力。

根据本文所述的设备和方法，可以提供多个相同的样品容器单元，并且在需要的情况下，可能与光谱仪的相同接收单元同时或快速连续使用。可以将样品装载到光谱仪外部的样品容器单元中，然后将装载的容器单元插入到光谱仪的接收单元的凹座中，确保样品在光谱分析期间正确定位，以便正确对准。因此确保样品的可重复对准。

将样品装入一个样品容器单元与将另一个样品(可能是不同材料的样品)装入另一个样品容器单元是相互独立的，几乎没有时间损失，甚至在同一时间。装载的样品容器单元可以被装载(滑动，插入，旋转等)和卸载，并且在单个光谱仪中的单个接收单元中快速连续地分析各个样品。该系统设想了-次性使用的容器单元，其可以在被丢弃之前容易地装载和定位以用于分析。由简单的包覆成型制造工艺提供的简单结构确保以最小的成本进行大批量生产，以促进样品容器单元的一次性使用。这种方式特别适合于检测有毒的或腐蚀性的材料。

如下所述的这些和其它技术目的通过本文所公开的发明来实现。

附图说明

现在参考本文以示例方式公开的设备和方法的某些实施例，其中一个或多个在附图中示出。

图1A是反射/ATR光谱分析的示意图。

图1B是透射光谱分析示意图。

图2A至2F是根据本发明各个方面的样品容器单元的截面图。

图3A和3B是根据本发明各个方面的样品容器单元和接收单元的示意图。

图4A，4B和4C是根据本发明各个方面的处于打开和关闭位置的样品容器单元的示意图。

图5A，5B和5C是根据本发明各方面的样品容器单元的横截面。

图6是根据本发明一个方面的样品容器单元的例图。

图7A，7B和7C是根据本发明各方面的样品容器单元的示意图。

图8A和8B示出了根据本发明各方面的样品容器单元的横截面图。

图9A是根据本发明实施例的用于透射光谱分析的样品容器单元的横截面。

图9B是根据本发明实施例的用于透射光谱分析的样品容器单元的示意图。

本说明书适当地使用某些字母数字附图标记来指代附图中的特征。在此公开的装置的相同或相似部件在附图和描述中采用相同或相似的附图标记表示。在某些情况下，不同附图和描述中的装置相同或相似的部件通过附图中的方括号中的附图标记进行交叉引用。

具体实施方式

在本说明书中将详细参考本文公开的设备和方法的示例和实施例，其中一个或多个在附图中示出。实施例和示例是出于解释的目的而描述的，并不旨在以任何方式限制权利要求的范围。对读者来说很显然的是可以对这里描述的实施例做出落入权利要求中限定的本发明范围内的变化。如本文所述的任何特定实施例中所示或描述的特征也可以与另一个实施例一起使用，从而提供进一步的实施例。本公开涵盖落入所附权利要求及其等同物范围内的任何变化，修改和改进。

本发明的各种实施例，各个方面和各种实施方式，以及技术目标和优点，对于本领域的技术人员来说，在考虑到本文的描述并结合附图后，将变得显而易见。除非上下文另有说明，术语“第一”，“第二”，“第三”，“最后”等用于将一个部件与另一个部件区分开来，并不旨在定义或限制指定部件的位置，定位，对齐或重要性。单数形式一，一个和该(“a”，“an”and“the”)包括复数引用，除非根据上下文显然不是这种情况。

本公开的一个示例性方面涉及一种用于容纳供光谱仪分析的样品的系统，其可包括具有用于容纳样品的井的样品容器单元。井可以包括井内壁和井底板，井底板中的底板孔，并且可以包括第一光谱元件，第一光谱元件跨越底板孔的开口，其中，所述井还可以包括密封材料，所述密封材料在所述内壁与所述第一光谱元件的界面处结合到所述样品容器单元，其中，辐射可以自由地穿过所述底板孔到达所述第一光谱元件。在本公开的另一个示例性方面，所述井，所述底板孔和所述第一光谱元件可以被配置为彼此对准，并且所述底板孔被配置为将来自辐射源的辐射传递到所述第一光谱元件。在另一个示例性方面，样品容器单元可以通过注射成型形成，并且密封材料通过结合工艺结合到样品容器单元。密封材料和样品容器单元可以一起形成单个整体部件。密封材料可以通过包覆成型来结合。

在本公开的另一个示例性方面，涉及一种用于容纳由光谱仪分析的样品的系统，样品容器单元还可以包括：盖子，该盖子包括具有内壁的盖孔，该内壁的一部分包括密封材料；具有凹室的主体，所述凹室包括凹室底板，凹室底板具有在凹室底板中的底板孔；和跨越底板孔的第一光谱元件，其中盖子可以在打开位置和关闭位置之间移动，并且主体的凹室可配置为在关闭位置接纳可移动的盖子。盖孔内壁和第一光谱元件可以被配置为在关闭位置构成用于容纳样品的井。密封材料可以被配置为在盖孔内壁与第一光谱元件的界面处形成密封，并将第一光谱元件保持在适当位置。主体和可移动的盖子可以通过厚度减小部分彼此连接，并且其中可移动的盖子，主体和厚度减小部分形成单个整体部件。厚度减小部分可以是柔性的，并且可以被构造成在可移动的盖子和主体之间形成铰链，用于可移动的盖子相对于主体的枢转运动。在关闭位置中，关闭装置可以被配置为将可移动的盖子保持在主体的底部上的关闭位置中，并且迫使密封材料与第一光谱元件密封接触。所述关闭装置可以包括卡扣装置，所述卡扣装置包括一个或多个卡扣-凸缘对装置，其中，对于每个卡扣-凸缘对，或者所述凹室的内侧或者所述可移动的盖子的外侧包括卡扣，其构造成可释放地与凸缘接合，该凸缘包括在凹室的内侧或可移动的盖子的外侧中的另一个中。

在本公开的系统的又一示例性方面中，涉及一种系统，该系统包括用于容纳由光谱仪分析的样品的样品容器单元，该样品容器单元还可以包括：盖子，该盖子包括具有内壁的盖孔；主体，该主体具有包括凹室内侧的凹室，具有在凹室底板中的底板孔的凹室底板，和跨越底板孔的第一光谱元件，其中密封材料可以包含在与第一光谱元件交界的凹室壁的多个部分中，其中盖子可以在打开位置和关闭位置之间移动，并且主体的凹室可以被配置为在关闭位置接收可移动的盖子和第一光谱元件，可移动的盖子和第一光谱元件在关闭位置构成用于容纳样品的井。所述密封材料可以被配置为在所述凹室侧面与所述第一光谱元件的界面处形成密封，其中，在所述关闭位置，可移动的盖子可以对第一光谱元件施加力并且将第一光谱元件保持在密封材料上的适当位置。所述系统还可以包括关闭装置，其中，所述关闭装置可以被配置为在关闭位置将可移动的盖子保持在光谱元件上，并且迫使第一光谱元件与密封材料密封接触。所述关闭装置可以包括卡扣装置，所述卡扣装置包括一个或多个卡扣-凸缘对装置，其中，对于每个卡扣-凸缘对，或者所述凹室的内侧或者所述可移动的盖子的外侧包括卡扣，其被构造成可释放地或不可释放地与凸缘啮合，所述凸缘包括在所述凹室的内侧或所述可移动的盖子的外侧中的另一个中。所述主体和可移动的盖子可以通过厚度减小部分彼此连接，并且其中所述可移动的盖子，所述主体和所述厚度减小部分可以形成单个整体部件。厚度减小部分可以是柔性的，并且可以被构造成在可移动的盖子和主体之间形成铰链，用于可移动的盖子相对于主体的枢转运动。

在本公开的另一个示例性方面中，涉及一种系统，该系统用于容纳由光谱仪分析的样品，该系统包括样品容器单元，样品容器单元的主体可以包括凹室，该凹室是用于容纳样品的井，所述凹室具有凹室内侧，具有底板孔的凹室底板，凹室底板包括第一孔和跨越该第-孔的第一光谱元件，其中第一光谱元件与内侧的界面包括密封材料，密封材料被配置为将第一光谱元件保持在适当位置。密封材料可以包括在与第一光谱元件交界的凹室内侧的各部分中。密封材料可以包括在与第一光谱元件交界的凹室底面的各部分中。密封材料可以包括在与第一光谱元件邻接的凹室内侧的各部分中和与第一光谱元件邻接的凹室底板的各部分中。

本公开的系统的一个示例性实施例还可以包括可拆卸地固定在光谱仪上的接收单元，该接收单元包括被配置为接收样品容器单元的凹座，其中所述样品容器单元被配置为与所述接收单元的所述凹座配合。

本公开的系统的一个示范性实施例还可以包括一个接收单元孔，用于接收来自光谱仪辐射源的辐射，其中，当所述样品容器单元与所述凹座配合时，所述底板孔与所述接收单元孔和所述辐射源对准，并且所述光谱元件被对准以接收来自所述辐射源的辐射。样品容器单元可以被配置为滑入凹座中并可释放地固定在凹座中。样品容器单元和凹座中的一个可以具有细长的凹槽，样品容器单元和凹座中的另一个可以具有细长凸缘，细长凹槽被配置为可释放地容纳细长凸缘。

在本公开的系统的示例性实施例中，第一光谱元件可以是用于反射光谱分析的反射元件。第一光谱元件可以是ATR晶体元件。ATR晶体元件可以由适合用作ATR光谱分析中的ATR元件的材料构成，例如硅或锗或硒化锌或金刚石中的一种。

在本公开的系统的另一个示例性实施例中，第一光谱元件可以是用于透射光谱分析的透射窗。透射窗可以由适合用作透射光谱分析中的透射窗的材料构成，例如氟化钙、蓝宝石、硒化锌、溴化钾、氟化钡、氯化钠或熔融石英中的一种。该系统还可以包括框架，该框架包括内壁并形成用于容纳样品的延伸空间。它还可以进一步包括在第二主体中的第二透射窗，第一和第二透射窗，第一和第二主体以及框架一起形成用于透射光谱分析的透射单元(transmission cell)。

本公开的一个示例性方面涉及一种注射成型成型方法，用于在第一制造工艺中制造如上文所述的可移动的盖子。本公开的一个示例性方面涉及一种注射成型方法，用于在第二制造工艺中制造如本文前面所述的样品容器单元的主体。可移动的盖子和主体可以各自构成单个整体部件。

本公开的另一个示例性方面涉及一种注射成型方法，用于在第三制造工艺中制造如上所述的样品容器单元，如本文所述，可移动的盖子与主体一起被制造为单个整体部件。

本公开的另一个示例性方面涉及一种注射成型方法，其中任何制造工艺都可以是单一制造工艺。该制造工艺可以包括第一材料(例如聚丙烯，乙炔丁醇苯乙烯(ABS)或其它热塑性塑料，或硬聚合物)的注射成型，该单个整体部件由第一材料构成。该制造工艺还可以包括将密封材料包覆成型到第一材料上。密封材料可以第一材料为基准并且是橡胶，或橡胶状的材料，例如热塑性弹性体，例如热塑性聚氨酯(TP∪)。读者将会理解，本文所公开的设备可用于反射(reflection/reflectance)光谱学(包括ATR)和透射光谱学的应用中。除非另有说明，本文所述的示例性实施例同样适用于反射光谱学(包括ATR)和透射光谱学，并且除非另有说明，否则本文中对光谱元件的引用，包括在后面部分中引用的光谱元件(31，31′)，同样适用于用于光谱仪或光谱装置中的光谱元件，ATR元件和透射窗(根据情况而定)。

图1A提供了在此公开的本发明某些方面中应用的主反射光谱测定技术，衰减全反射(ATR)的基本原理的一般说明。使电磁辐射(通常是红外或可见光)以临界角以上的预定角度进入适当的光谱元件(ATR元件)，并且被引导通过ATR元件到ATR元件的相对的表面，该表面形成与待检测样品的界面。ATR光谱学特别适合于液体样品，因为液体在样品和ATR元件之间提供了良好的界面，并且可以获得液体样品(包括溶解在液体中的样品)成分的高精确识别，也可以检测固体形式的样品，特别是如果元件和固体之间接触良好。或者，可以将固体样品研磨成粉末并溶解/悬浮在液体介质中，然后将液体介质加载到元件上。

在ATR下，辐射在样品/元件界面处发生内部反射，并且可以在ATR元件内发生多次进一步的内反射。光束的一部分离开元件并作为倏逝波穿过样品。在样品界面处的内反射导致入射辐射的光谱被改变，该改变取决于样品中存在的分子：分析反射的单光束(或多个光束)的光谱组成，以确定样品中存在的分子或官能团。

图1B是在本文公开的某些方面中应用的透射光谱分析的原理的示意图。在透射光谱学中，入射辐射进入光谱元件(透射窗，而不是如在ATR中的反射元件)。如图1B所示，样本形成与透射窗的界面。与ATR相反，在透射光谱学中，入射辐射在没有显著反射的情况下穿过透射窗：透射窗不会显著改变入射光束(或者在分析中可以考虑改变)，并用于容纳样品。光束(或多个光束)通过样品界面并进入样品，样品吸收其部分光谱，并被引导至透射光谱仪的光谱分析单元。被样品吸收的辐射是样品中存在的分子或官能团的特征，光谱仪接收输出辐射并分析透射单元内的液体所吸收的光谱以识别该分子或官能团。

图2A至2F示出了本文所公开的本发明的示例性概念实施例的示意截面图，并且同样适用于藉由反射和藉由透射技术的光谱分析。图2A示出了用于容纳样品(6)的基础井(4)，所述井(4)包括井壁(5)，井开口(8)和井底板，所述底板包括底板孔(32′)；和横跨所述底板孔(32′)的光谱元件(31′)。在图2A至2F中，井(4)中所包含的样品(6)被示为液体，但它也可以是固体。如本文所解释的，光谱元件(31′)可以是反射/ATR光谱元件，ATR元件或透射窗。光谱元件(31′)通常是平面形状的，并且位于用作井(4)底部的井(4)的底板上，并且样品可以直接放置在光谱元件(31′)上。在这些示例性横截面中所示的投影图中，样品(6)可以位于光谱元件(31′)的上表面上，并且来自(光谱仪中的)辐射源的入射辐射(7)自由地穿过底板孔(32′)到达光谱元件(31′)的下表面。取决于光谱元件是反射/ATR元件还是透射窗，辐射(7)被元件(31′)反射或透射，如前面关于图1A和1B所解释的。密封材料(33′)位于井底部的界面处，即与光谱元件(31′)，与井壁(5)交界的界面处，如图2A所示。密封材料(33′)是橡胶或类似橡胶的材料(稍后讨论)，其用于将光谱元件(31′)保持在适当位置并为样品(6)提供密封。入射辐射在图2A至2F中被示为垂直地进入底板孔(32′)，但是入射辐射的入射角可以是任何合适的角度，如本文前面所讨论的，并且不限于这些图中的角度。

图2A以其最基本的形式示出了这种概念，井(4)形成在未指定的实体中。图2B至2F示出了根据本发明的各种示例性实施例的另一些的示意性截面图，其中井(4)是样品容器单元(1)的一部分，根据本文公开内容其为用于容纳样品(6)的使用方便的移动单元：一旦通过井开口(8)装载到样品容器单元(1)中的井(4)中，样品可以通过可移动的样品容器单元(1)容易地移动和重新定位。可以将样品(在容器单元(1)中)装载到光谱仪中，如本文后面的段落中所解释的。

图2B至2D示出了根据本发明的移动式样品容器单元(1)的示例性实施例，其中井(4)直接形成为样品容器单元(1)中的凹室或凹座，该凹室拥有具有底板孔(32′)的底板。井壁(5)包括密封材料(8)。图2B中，密封材料(33′)位于井壁(5)中，在井壁(5)与光谱元件(31′)邻接的界面处位于光谱元件(31′)上方。密封材料(33′)在与其接触的光谱元件(31′)的外侧部分上施加大致向下的保持力(在图的投影中)。在图2C中，密封材料(33′)延伸超过并低于光谱元件(31′)的外周边，使得它与光谱元件(31′)在其外周边的上方和下方接合，提供在图的投影中大致径向向内的保持力。在图2D中，密封材料(33′)在光谱元件(31′)下方的位置位于样品容器单元(1)的凹室底板中，并在与其接触的光谱元件(31′)的外(周边)部分上提供大致向上的保持力。读者将会理解，在所示的所有实施例中，由密封材料(33′)提供的力适合于光谱元件(31′)，不会对可能是易碎的光谱元件(31′)造成损坏，并且适合于在可能是液体的样品(6)周围提供密封。

图2E和2F示出了根据本发明的另一些示例性实施例的横截面图，其中，与图2B至2D的实施例相比，样品容器单元(1)包括主体(3)和可移动的盖子(2)。在图2E和2F中，可移动的盖子(2)被示为处于关闭位置，即插入到主体(3)中的凹室或凹座中，使得可移动的盖子(2)中的盖孔与光谱元件(31′)结合形成井(4)，并且盖孔的内壁(34)形成井壁(5)。密封材料(33′)包括在井壁(5)中，如前面的实施例所示，但是，如图2E所示，由于井壁(5)由盖孔的内壁构成，密封材料(33′)包含在盖孔的壁中。如在图2B和2C中一样，图2E中的密封材料(33′)在光谱元件(31′)上提供大致向下和/或径向向内的保持力，并在样品(6)周围形成密封以容纳样品。这种布置的优点将在本文后面的部分中详细描述。

图2F的示意图示出了根据本发明的另一个示例性变化。同样，可移动的盖子(2)被示为处于关闭位置，即插入主体(3)中的凹室中，使得可移动的盖子(2)中的孔形成井(4)，并且盖孔的内壁形成井壁(5)。然而，在这个变型中，密封材料(33′)在光谱元件(31′)下方位于主体(1)的凹室的底板中，使得可移动的盖子(2)在光谱元件(31′)的外侧部分上传递向下的保持力，该保持力迫使光谱元件(31′)与密封材料(8)密封接触。

读者将会理解，本文所述的密封材料是橡胶或在成分上类似橡胶：由于其相对柔软，该材料在外部压力或力的作用下会发生轻微的位移或“弹性”或变形，从而围绕与其接合的部件(例如光谱元件(31′))提供密封。该密封允许包括液体样品(6)的样品被密封在由光谱元件(31′)形成的井(4)的底部。读者还将理解，根据本发明，井(4)，井壁(5)，盖子(2)，底板孔(32′)，密封材料(33′)和光谱元件(31′)的尺寸被配置为提供所述保持力和密封。还应当理解，密封材料(33′)在壁(5)或井底板的至少一部分中延伸，以提供相同的效果：虽然这里的横截面图可能仅示出了横截面中的密封材料，但是应当理解，密封材料围绕井壁(5)和/或井底板与光谱元件(31′)的界面连续延伸，从而提供密封。

在详细讨论样品容器单元(1)之前，将解释其与光谱仪的相关部件的配合。图3A和3B示出了根据本发明的一个方面的样品容器单元如何被配置为与相关组件机械地协作。

图3A和3B示出了根据本文公开的设备的示例性方面的装置，该装置包括样品容器单元(1)和接收单元(101)，样品容器单元(1)与接收单元(101)相邻。在图3A和3B中，接收单元被示出为圆形形式，但是可以适当地设想任何形状。接收单元(101)具有在一端(103)开口的凹座(102)，该凹座的形状和尺寸设计成用于接收样品容器单元(1)，并且在凹座中具有接收单元孔(104)。样品容器单元(1)可以具有圆角端部(15)以帮助插入到凹座(103)中。凹座(103)的侧表面(105，106)各自包括细长凹槽(107，108)，所述细长凹槽(107，108)的尺寸和形状设置成用于接收沿着样品容器单元(1)的侧表面(11，12)纵向延伸的相应凸缘(9，10)。正如读者将会理解的，在图3A所示的示例性实施例中，接收单元的凹座(102)的凹槽(107，108)的形状和尺寸设置成以紧密配合的方式接收样品容器单元(1)的细长凸缘(9，10)，使得细长凹槽和细长凸缘组合构成滑动装置。以这种方式，样品容器单元(1)构造成与接收单元(101)配合。通过操作者简单的手动操作，样品容器单元(1)可以容易地插入到接收单元(101)中或从接收单元(101)中移除。

在另一个实施例中(图中未显示)，细长凹槽存在于样品容器单元(1)的侧面(11，12)上，而不是存在于凹座(103)的侧表面(105，106)上，而细长凸缘(9，10)存在于凹座(103)的侧表面(105，106)上，即，与前面的示例相比，细长凸缘(9，10)和细长凹槽(107，108)被交换。这种布置代表了上面讨论的滑动装置的可选滑动装置，但是如读者将会理解的，两种滑动装置以大致相似的方式起作用。

在本公开的设备的一个实施例中，凹座端(103)可以关闭(图中未显示)，并且样品容器单元(1)可以通过除上述实施例所述的滑动装置以外的方式与接收单元(101)配合。样品容器单元(1)可以简单地可逆地插入或旋转到接收单元(1)的凹座(103)中，用于对包含在容器单元(1)中的任何样品进行光谱分析。在这个实施例中，尺寸和对准方面相对于其它实施例没有改变。

在图3A和3B中，凹座(102)和样品容器单元(1)的形状都是细长的，但是根据本文公开的设备，也可以设想其它矩形形状，而各个凹槽和凸缘之间的形状和尺寸关系与前面所述的相同，并构成滑动装置或其它互连装置，如前面所述。

如图3A和3B所示，样品容器单元(1)可以包括可移动的盖子(2)，其可以关闭。盖子(2)包括开口的盖孔(13)，其允许适当的光或电磁辐射通过。盖孔(13)的侧壁延伸到可移除的盖子(2)中，并且基本上垂直于可移动的盖子(2)的上表面(14)的平面。当可移动的盖子(2)处于关闭位置时，盖孔(13)有效地形成井(4)，如前所述。在图3A和3B中不可见，但是在下面详细讨论，由盖孔(13)形成的井(4)的底部适当地包括反射/ATR元件或透射窗。

样品容器单元(1)还可包括可写标签空间(16)，供操作员在标记和记录已检测或待检测检测样品时使用。唇缘(17)可以设置在样品容器单元(1)的远端，以在样品容器单元(1)的插入或移除期间提供操作者对样品容器单元的更大的手动抓握。样品容器单元(1)的上表面还可以包括多个用于相同目的的凸脊(图中未示出)。

图3B示出与图3A相同的组件。该图示出了样品容器单元(1)在其已经被侧向地移动到接收单元(101)的凹座(102)中之后的情况，细长凸缘已经插入到细长凹槽中，之后细长凹槽容纳细长凸缘。样品容器单元(1)已经与接收单元(101)配合。于是由细长凸缘和细长凹槽构成的滑动装置牢固地但可释放地将样品容器单元保持在适当位置。

在图3A和3B中，样品容器单元(1)，接收单元(101)和凹座(102)被示为圆形或部分圆形或部分弓形的几何形状，并且例如在弯曲的侧表面(15)处，配合的弧形表面也是部分圆形或弧形的，但是这里的公开不限于这种形式：线性表面也可以设想在这里公开的设备的实施例中。

读者将会理解，为了便于将样本容器装置(1)插入/移出凹座(102)，必需在样品容器单元(1)上提供牢固的抓握，在细长凹槽和相应的细长凸缘之间存在最小间隙，并且适当地选择配合部件的横截面的相关尺寸。通过适当选择制造样品容器单元(1)的侧表面的材料，有利于配合部件之间的紧密但可释放的配合。在实践中，这可以是具有适当弹力的塑料或聚合物，例如聚丙烯或类似材料，以在相应的凹槽和凸缘之间提供紧密配合但足够“弹性”。正如在本公开中稍后所解释的，还可以包括光谱元件(ATR元件或透射窗，视情况而定)的整个容器单元(1)可以在单个制造工艺中被制造为单个部件。

在图3B中，样品容器单元(1)处于配合位置，样品容器单元(1)完全插入到接收单元(101)中。，在由滑动装置或其它方式实现的配合位置中(如在图3B中)，接收单元(101)的接收单元孔(104)，反射/ATR元件或透射窗(视情况而定)，样品(当装载在由孔(13)形成的井(4)中时)和盖孔(13)全部对准，使得辐射可以通过接收单元孔(104)，样品和盖孔(13)，反之亦然。

图4A，4B和4C示出了本发明设备的另一个示例性实施例。这些示出了样品容器单元(1)的实际实施例，该样品容器单元(1)具有包括盖孔(13)的可移动的盖子(2)。可移动的盖子(2)被示为处于两个不同的位置：在图4A和4B处的打开位置，以及在图4C处的关闭位置。读者将会理解，在图4C所示的关闭位置，盖孔(13)可用作接收和容纳待分析样品的井(4)，如关于图2E和2F所讨论的。

图4A示出了样品容器单元(1)的两个主要部件的概况：配置为与可移动的盖子(2)配合的主体(3)。

图4B是图4A中装置的放大图，提供了更多细节。主体(3)包括通过其形状和尺寸构造成接收可移动的盖子(2)的凹室(18)。图4B示出了处于打开位置的盖子(2)，其示出了盖子(2)通过厚度减小部分(19)与样品容器单元(1)的主体(3)连接，该厚度减小部分由于其薄，是柔性的并且有效地形成枢轴或铰链，盖子(2)可以围绕其旋转。除了密封装置(下面详细描述)之外，样品容器单元(1)的整体可以由相同的材料制成。包括密封装置的整个样品容器单元(1)可以通过使用包覆成型技术的单一注射成型工艺来制造，因此它形成一个整体部件，这将在本文后面的部分中更详细地描述。样品容器单元(1)的成分可以是聚丙烯，乙炔丁醇苯乙烯(ABS)或任何合适的相对硬的塑料或聚合物。

作为一个替代实施例并在下面关于图6所讨论的，可移动的盖子(2)和主体(3)可以形成两个不同的非整体的部件，而没有任何厚度减小部分(19)连接它们。凹室端(18a)是闭合端，而不是开口端。除了这一点和没有厚度减小部分(19)之外，两个主要部件(2，3)的所有其他方面和它们的相互关系，如下一节所述，在两者的变型(铰接和非铰接)中是相同的。

可移动的盖子(2)，如图4A，4B所示，可以打开，或者关闭(如图4C所示)，并且凹室(18)和配合的可移动的盖子(2)可以是任何合适的形状，使得它们被配置为以本文所述的方式配合。

盖子(2)和凹室(18)的组合包括关闭装置，该关闭装置可以是任何合适的关闭装置，包括卡扣，插销，螺钉，按钮等。

图4A，4B和4C示出了本文公开的设备和方法的示例性实施例，其中关闭装置是卡扣装置：凹室(18)的侧部(21，22，23)各自包括容纳一体式卡扣(24，25，26)的凹进部分，而盖子(2)的外侧表面(30)各自包括对应的凸缘(27，28，29)，该凸缘被配置为当可移动的盖子(2)移动到如图4C所示的关闭位置时与对应的卡扣(24，25，26)啮合。包括卡扣装置(24，25，26)和凸缘(27，28，29)的关闭装置的进一步细节在本文后面的部分中提供。

图4B还示出了，凹室(18)的底板(20)包括在凹室(18)的底板(20)中的光谱元件(31)，其覆盖底板孔(32)(在该图中不可见)。在图4A至5C中的光谱元件(31)和底板孔(32)对应于关于图2A至2F所描述的光谱元件(31′)和底板孔(32′)。先前附图中的相应特征在图4A至5C中的方括号中给出。下面关于图5A，5B和5C详细描述底板孔(32)。

图5A，5B和5C示出了图4A，4B和4C中设备的示例性实施例的横截面图。图5A和5B提供样品容器单元(1)的纵向截面，包括厚度减小部分(19)。图5C示出了样品容器单元(1)的横向截面。在图5A，5B和5C中，可移动的盖子(2)示为处于两个不同的位置：在图5A的打开位置，以及在图5B和5C的关闭位置。

根据本发明的设备和方法的实施例，图5A，5B和5C提供了关闭装置的更多细节，包括一体卡扣(24，25，26)，以及光谱元件(31)和底板孔(32)的细节。每个卡扣(24，25，26)包括凸起的邻接部(24a，25a，26a)，其在其近端处一体地连接到凹室(18)的底板，但在其它情况下相对于凹室(18)自由移动。特别是，每个凸起的邻接部(24a，25a，26a)被构造成绕其固定的近端枢转，使得邻接部(24a，25a，26a)的远端可以朝向或远离凹室(18)的中心移动。每个邻接部在其远端包括倾斜的平面表面(24b，25b，26b)和径向向内延伸的唇缘(24c，25c，26c)。

图5A，5B和5C也公开了盖子(2)，其包括凸缘(27，28，29)，每个凸缘具有倾斜的平面表面(27b，28b，29B)和向外延伸的唇缘(27c，28c，29c)。当可移动的盖子(2)朝向关闭位置移动时，盖子(2)和凹室(18)的相应的倾斜的平面表面被配置为彼此接合，即表面(24b，25b，26b)可以与表面(27b，28b，29B)啮合。在关闭位置，主体(3)的径向向内延伸的唇缘(24c，25c，26c)与盖子(14)的向外延伸的唇缘(27c，28c，29c)啮合。

图5A可以看到，它示出了盖子(2)处于打开位置。读者可以理解，随着盖子(2)进一步关闭并到达关闭位置时(如在图5B中那样)，在盖子(2)的外侧表面(30)上的凸缘(28)的倾斜表面(28b)将紧密接触在凹室(18)的邻接部(25)上的相应倾斜表面(25b)上。这些表面(28b，25b)都是倾斜表面：当进一步的力施加到盖子上以完成关闭时，盖子(14)的倾斜表面(28b)将迫使可围绕邻接部(25)的近端枢转的倾斜表面(25b)径向向外，即在远离凹室(18)的中心的方向上。邻接部(25)的向外位移将继续，直到倾斜表面(25b)被推到超出倾斜表面(28b)的纵向边缘，唇缘(28c)径向向内滑过唇缘(25c)，并且邻接部(25)“咔嗒”一声回到其默认方位，从而将盖子(14)的凸缘(28)固定在凹室(18)中的适当位置，如在图5B和5C处，相同的过程发生在邻接部-凸缘对(24，27；26，29)处。当盖子(2)达到主体的凹室(18)内的关闭位置时，该咔哒声允许关闭的人接收触觉响应。同样的关闭和/或锁定过程发生在其它卡扣(24，26)处，所述卡扣(24，26)分别与盖子(2)和凹室(18)的其它侧上的凸缘(27，29)配合。

主体(3)的凹室(18)的邻接部和可移动的盖子(2)的邻接部是模制单元的样品容器单元(1)的一体部件，并由相同的弹性柔性材料制成，如前所述。读者将会理解，倾斜表面(24b，25b，26b，27b，28b，29b)的倾斜度，材料的成分和邻接部(24a，25a，26a)的尺寸全都配置为对容器单元(1)的关闭提供适当的阻力，以确保利用来自关闭盖子的使用者的适当的手动压力来锁定盖子(2)。

图5A，5B和5C示出了本发明的一个实施例，其适用于通过反射或透射光谱法对样品进行光谱分析，其中根据上面简要地解释的反射和透射光谱技术，待测试的样品与光谱元件(即预先确定的反射/ATR元件或预先确定的透射窗)形成界面。

在图5A，5B和5C中所示的实施例被配置为直接在元件上接收和容纳样品。在关闭位置，底板孔(32)，光谱元件(31)和盖孔(13)对准，并且辐射可以从底板孔(32)穿过光谱元件(31)到达盖孔(13)。(对于反射/ATR配置，通过元件(31)进入盖孔(13)的辐射透射将被限制为倏逝波，如前所述)。盖孔(13)的内侧壁(34)和光谱元件(31)有效地形成井，如同图2A至2F中的井(4)，用于接收样品或样本。样品或样本，如果装载在井(13，4)中，将直接位于光谱元件(31)上，并且一旦装载在井(13，4)中，也将在辐射路径内被对准。

如图5C中清楚所示，当装载在光谱仪的接收单元(102)中时，如例，如在图3B中所示，电磁辐射可从样品容器单元(1)的下方进入：于是接收单元(101)的孔(104)，底板孔(32)，光谱元件(31)和盖孔(13)对准。如上所述，样品容器单元(1)的尺寸做成使得当样品容器单元(1)配合在接收单元(101)中时，井(13，4)在光谱仪的辐射路径中对准。如果样品装载在光谱元件(31)上，则样品将精确地定位在光谱仪的光路中的相关位置，以执行光谱分析。来自光谱仪的辐射穿过接收单元(101)的孔(104)，之后穿过样品容器单元(1)的底板孔(32)，并以预定角度进入反射元件或透射窗(光谱元件(31))。在ATE系统中，内反射发生在形成样品/元件界面的ATE元件(光谱元件(31))的相对表面：在样品/元件界面处该元件中的内反射的一个或多个光束离开元件，并且可以由光谱仪的光谱分析装置进行分析。在透射系统中光束穿过透射窗(光谱元件(31))并被与透射窗邻接的样品改变，并且可以由光谱仪的适当分析装置来分析该改变的光束的光谱。

当可移动的盖子(2)处于关闭位置(图5B和5C)时样品通常可以被装载到光谱元件(31)上，但也可以在打开位置(图5A)装载。

现在回到图5A，5B和5C，现在描述样品容器单元(1)的结构。为了在光谱分析中使用，可移动的盖子(2)可采取如图5B和5C所示的关闭位置。盖子(2)包括盖孔(13)。盖孔(13)的内侧壁(34)延伸到光谱元件(31)。盖孔(13)的内侧壁(34)和光谱元件(31)一起形成井(13)，相当于上面描述中的井(4)，其被配置成容纳样品或样本(图中未示出)。光谱元件(31)覆盖凹室(18)的底板(20)中的底板孔(32)。所述底板(20)中的浅凹槽(35)围绕凹室底板(20)中的底板孔(32)的开口，并且所述浅凹槽的尺寸被设计成容纳所述光谱元件(31)并防止其横向移动。如图5B和5C所示，位于浅凹槽(35)中的元件(31)覆盖子底板孔(32)。待分析的样品或样本可以直接放置在光谱元件(31)上，从而形成与元件(31)的界面。

可移动的盖子(2)中的盖孔(13)的内侧壁(34)包括现在描述的密封装置。盖孔(13)的内侧壁(34)的由阴影线表示的至少下部(33)由密封材料构成。这可以是橡胶或类似橡胶的材料，例如热塑性弹性体，例如热塑性聚氨酯(TPU)。该密封材料(33)被结合到样品容器单元(1)的主材料上，并形成样品容器单元(1)的盖子(14)的一体部件，如下面所解释的，整个样品容器单元(1)在单一注射成型制造工艺中形成。侧壁(34)的下部(33)处的密封材料比形成样品容器单元(1)的其余部分的材料软，并且在关闭位置，与光谱元件(31)的上表面的周边部分邻接。由于密封材料(33)比较软，所以在与光谱元件(31)邻接的界面上稍微产生变形，从而对光谱元件(31)施加压力。密封材料(33)的机械性能和尺寸被配置为对光谱元件(31)提供压力，该压力避免对光谱元件的任何损坏但足以在侧壁(19)和元件(31)之间的界面处形成可靠的密封。在这个示例性实施例中，当盖子(2)处于关闭位置时，井(13，4)的底面完全由光谱元件(31)形成。光谱元件(31)有效地“夹在”底部底板(20)和密封材料(33)之间，密封材料(33)用于将元件(31)保持在适当的位置，并在井(13)的底部周围提供防漏密封，以将样品适当地容纳在其中。

如前文所述的关闭装置，例如在前面章节中详细描述的卡扣装置，被配置为一旦可移动的盖子(2)位于凹室(18)中，则将可移动的盖子(2)保持在关闭位置。所述关闭装置与所述密封材料(33)相结合，被配置为在所述关闭位置对所述盖子(2)提供向下的保持力，从而如上所述，通过密封材料(33)在与光谱元件(31)的外围部分的界面处提供所需的压力。

密封材料(33)在其与光谱元件(31)的界面处提供的密封不仅用于保持光谱元件(31)在浅凹槽(35)中的适当位置，并且跨越底板孔(32)，而且当定位在由盖孔(13)和光谱元件(31)形成的井(4)中时，还有助于围绕可能为液体形式的样品(未示出)形成可靠的防漏密封。位于井(13，4)中的光谱元件(31)上的样品，特别是液体样品，通过与光谱元件(31)接触的密封材料(33)来密封。在密封材料(33)与光谱元件(31)的界面处形成的密封包围样品。这种布置的优点在于，利用单个简单的廉价制造工艺，可以提供样品容器单元(1)，该样品容器单元(1)保持光谱元件(31)就位并围绕光谱元件(31)的表面周边提供良好的密封，用于将样品保持在光谱元件(31)上。这种单元(1)易于装载样品并且便于进入接收单元(101)。

在井尺寸大于元件尺寸的替代实施例(未显示)中，下部(33)延伸至底板(20)而不是到光谱元件(31)。

在用于反射和ATR系统的样品容器单元(1)中，光谱元件(31)是ATR元件，并且可以由合适的晶体材料(例如硅或锗)形成。尽管锗不如硅易碎并且被广泛用作ATR元件，但是根据本文公开的装置的实施例的样品容器单元提供了对元件的增强保护，并且可以包括硅制成的光谱元件，其比较便宜并且易于结合到一次性装置中。如上所述的密封装置提供了缓冲晶体并使对其损害最小化的附加益处。

在用于透射光谱仪的样品容器单元(1)中，光谱元件(31)是透射窗，由合适的材料制成，例如硒化锌，对入射辐射透明，选择为实现与辐射的相互作用最小。在实践中，窗对输出光束中的光谱的任何影响都是已知的或可测量的，并且光谱分析补偿了窗效应。

图6出示了根据本文公开内容的设备的另一个实施例。在该实施例中，可移动的盖子(2)与样品容器单元(1)的主体(3)不是一体的，并且在主体(3)中凹室(18)的端部(20a)是关闭端，并相应地构造成具有四个侧面(21，22，23，23a)。凹室(18)被构造成接收可移动的盖子(14)，但是没有厚度减小部分(19)用作铰链。然而，这种构造包括关闭装置，该关闭装置具有卡扣(24，25，26)和相应的凸缘(27，28，29)，如本文已经描述的实施例中所述。在这个实施例中，在盖子(14)的第四侧上以及在凹室(18)的关闭端(20a)处，设想有如先前针对其它实施例所述的附加的卡扣-凸缘装置(未示出)。可移动的盖子(2)可以插入到四边的凹室(18)中，并且被构造成与其配合。盖孔的结构(13)，其包括具有下部(33)的内侧壁(34)，该下部(33)由较软的密封材料，橡胶或类似橡胶的合成物(在图6中不可见)制成，其他方面与在此公开的其他实施例相同，在密封材料(33)和光谱元件(31)的界面处形成密封。如在其它实施例中那样，包括部分(33)的盖子(2)通过具有包覆成型工艺的单一注射模制来构造。

图7A和7B示出了根据本公开的装置的实施例，其中盖孔(13)的壁(34)延伸到井(13)之外和盖子(14)的上表面之上，以形成延伸的井(36)，从而为井(13)中的任何装载的样品提供更大的保护。图7C以横截面示出了该实施例。这些图示出了圆形形式的井，但是该实施例，正如在此公开的所有实施例中一样，可以包括任何几何和形状的井，不限于圆形，矩形或正方形行式。在密封材料(33)和光谱元件(31)的界面处的密封如关于其它实施例所描述的那样提供。用作铰链(如图所示)的厚度减小部分可以存在于该装置中，也可以不存在于该装置中，如本文针对各个方面已经讨论的。

图8A举例说明了根据本公开的设备的另一个方面。在这个方面，以横截面示出，可移动的盖子(2)和样品容器单元(1)的主体(3)不是通过诸如厚度减小部分(19)的铰链连接的。如在图6的实施例中一样，盖子(2)和主体(3)是分开的但机械配合的部件。可移动的盖子(2)可以移动到关闭位置，在该关闭位置，可移动的盖子(2)插入主体(3)的凹室或凹座并且可以通过关闭装置，例如卡扣装置保持关闭，所述关闭装置包括至少一个卡扣-凸缘对(25，28)，如本文关于其它实施例所述的。关闭装置对盖子(2)提供保持力，迫使盖子(2)与光谱元件(31)接合，光谱元件(31)又被迫与包含在主体(3)的凹室的底板中的密封材料(33)以关于图2F已经描述的方式接合(相应的附图标记在图8中提供于方括号中)。在密封材料(33)和光谱元件(31)的界面处形成的密封以类似于针对其它实施例已经描述的方式起作用。正与前面描述的其它实施例的情况一样，主体(3)和盖子(2)可以通过厚度减小部分(19)连接，使得主体(3)和盖子(2)一起形成单个整体部件(图中未示出)。

在根据本文公开的并且在图8B以横截面示出的装置的另一个方面中，样品容器单元(1)包括具有凹室(18)的主体(3)，其具有构造成完全没有可移动的盖子(2)。在这个实施例中，密封材料(33)被制造在凹室(18)的侧部的下部上，凹室(18)在端部(20a)处由第四侧部(23a)封闭。凹室(18)的尺寸略小于位于凹室(18)的底部上的光谱元件(31)的尺寸，使得在凹室侧面(21，22，23，23a)的下部的密封材料(33)直接与光谱元件(31)接合，从而在侧面(21，22，23，23a)(在图中未全部可见)和元件(31)之间形成密封。光谱元件(31)由凹室侧面的密封材料(33)保持在适当位置。底板孔(32)的尺寸小于跨越底板孔(32)的元件(31)，凹室(18)用作井(4)，如关于其它实施例所述。凹室构造成接收直接放置在元件(31)上的样品。

如前文所述，上述样品容器单元(1)的示例性实施例可用于反射和透射光谱分析，并配置成用于相应的光谱仪中：光谱元件(31′，31)可以是反射/ATR元件或透射窗，并且由适当的材料制成，如上文所述。

图9A和9B示出了特别是与透射光谱仪一起使用的样品容器单元(1)的另一示例性实施例。在该实施例中，光谱元件是透射窗(231，231a)：样品容器单元(1)包括安装在框架(202)上的第一透射窗(231)和第二透射窗(231a)。框架(202)的内壁(234)与两个透射窗(231，231a)一起有效地形成一个透射单元，用于将样品容纳在由此形成的空间(213)。透射单元是在相对端上具有窗的密闭容器，来自光谱仪的辐射束可以通过该窗，透射单元窗本身对辐射的光谱具有很小的影响(或者可以对其进行补偿的已知影响)。

这种透射单元可用于透射光谱学中，其基本原理已关于图1B进行了概述：第一窗(231)使入射辐射通过，其之后穿过包含在透射单元中的材料(待分析的样品)，并经由第二窗(231a)离开透射单元。如关于其它先前实施例所述，根据图9A和9B中所示的实施例的样品容器单元(1)可以与光谱仪的接收单元配合，确保窗和样品在透射光谱仪的辐射路径中对准。该配合可以通过滑动装置或任何其它配合装置来实现，如本文前面关于其它实施例所述。

如前述实施例中所述，包括如图9A和9B中的透射单元的样品容器单元(1)可以通过包括包覆成型的单一注射成型工艺来制造，其中至少一个透射窗(231，231a)利用密封材料(233，233a)密封到单元(1)的框架(202)中。该窗通过已经描述的密封材料(233，233a)保持在适当位置，该密封材料包括在框架(202)的内壁(234)中，在内壁(234)与第一窗(231)和第二窗(231a)交界的界面处，使得两个窗(231，231a)以前述方式密封在适当位置。窗(231，231a)中的至少一个可以安装在盖子(218，218a)中，盖子(218，218a)可以固定在框架(202)上或者可以相对于框架移动，可通过插入，旋转，移除等而移位，以允许样品材料被引入到所述透射单元中，相应的主体(203，203a)配置为被关闭并密封于密封材料(233，233a)上。透射窗(231，231a)的尺寸被设置为装配到接收凹槽(235，235a)中，该接收凹槽(235，235a)形成在相应主体(203，203a)中的盖孔(232，232a)周围。

如前述实施例所述，壁(234)可通过铰链装置(未显示)在主体(203，203a)上转动，并可形成为包括框架和壁(202，234)的单一部件，框架和壁(202，234)通过厚度减小部分(219)(未示出)连接，类似于关于其它实施例描述的厚度减小部分。可替换地，主体(201，201a)可以形成为与框架(202，234)不同的单独实体。用于主体(203，203a)的关闭装置(225，225a)可以是螺钉，夹具或卡扣(未全部示出)，以便以已经描述的方式产生形成密封所需的力。以与已经描述的方式类似的方式，当主体(203，203a)处于关闭位置时，关闭装置(225，225a)对位于密封材料(233，233a)上的窗(231，231a)施加压力并与其一起提供密封，对应于在其他实施例中提供的密封。密封足以将样品保持在透射单元中。所述透射单元可以包括样品窗(237)，其提供用于将样品材料引入到所述透射单元中的可选装置。

如上所述，透射单元的一个优点是样品完全包含在透射单元内，消除了溢出的风险，并使透射适合于液体和挥发性样品的分析。不同取向的光谱仪(包括水平光束)中的对准由于透射单元而变得更为容易。该透射单元可以通过软管(238)连接到泵，以便于在真空或过压下或在连续流动条件下分析样品。

以下部分涉及根据本公开内容的设备的制造工艺：如已经引用的，具有可移动的盖子(2，202)的样品容器单元(1)可以被制造为单件部件，例如，如图4A，5A，7A和8A所示。如本文所述，这可用单一注射模制工艺来制造，所述单一注射模制工艺可包括一个或一个以上包覆成型步骤以结合两种或两种以上不同塑料材料。现在详细描述在这种工艺中执行的步骤。

首先，通过注射成型或另一种制造技术，利用第一材料生产基层，该第一材料可以是相对硬的塑料类材料。然后，用不同于第一材料并具有不同物理性质的第二材料(例如橡胶或类似橡胶的材料)在该基层上进行模制。这种工艺的最终产品是包括具有不同性质和功能的选定部分的单一整体部件。例如，第一材料可以提供部件的主要结构和机械强度，而第二材料，相对软的部分，可以使其适合于制造人体工程学或密封件。这样的工艺可以减少零件数量和生产时间，因为可以用单个部件实现两种功能。制造复杂性和成本相应地降低。

有两种主要方法用于产生包覆成型零件：嵌件成型和二次/多次/联合成型。这两种方法都可以用于制造本文所公开的设备的实施例。嵌件成型采用已经制造好的零件，并将其放置在包覆成型工具中，然后该零件在注射成型机中进行包覆成型，从而形成多材料部件。可以利用嵌件成型来成型：塑料包覆金属(plastic-over-metal)，橡胶包覆金属(rubber-over-metal)，塑料包覆塑料(plastic-over-plastic)或橡胶包覆塑料(rubber-over-plastic)。在两种塑料包覆技术中，通常利用两个单独的注射成型步骤来制造成品部件。基层在第一注射成型步骤中生产，然后在将该部件放置在第二工具中之前使其冷却，并且第二注射成型步骤将完成该部件。嵌件成型通常具有较低的启动成本，因为工具更简单，但是由于需要手工劳动来将部件放置在模具内，所以部件成本较高。二次成型需要较多的前期投资，因为工具很复杂，但由于它们使零件生产自动化，零件成本较低。

相比之下，二次/多次/联合成型利用单一工艺来制造包覆成型零件。该方法所需的注射成型工具比较复杂，因为它需要更多的移动部件，从而允许生产多材料部件。对于两种材料的包覆成型零件，机器将从注射成型基层开始，之后将启动机器。一旦机器启动，零件将自动与单独的腔对准，在该单独的腔中，第二材料将被模制在第一次完成的该零件上。

关于本文所公开的装置，读者将会理解，样品容器单元(1)可模制成单个整体单元，对应于基层，如在前面所描述的注模工艺的方法步骤中：主体(3，203)，厚度减小部分(19)和可移动的盖子(2，202)可以作为由基层形成的单个部件提供，例如在图4A和4B中所示，或者，可选地主体(3)和可移动的盖子(2，202)可以被生产为两个单独的部件，其被配置为如前所述进行连接。通过上面描述的包覆成型工艺形成在基层上的第二材料包括前述的密封材料(33′，33，233)，该第二材料相对于基底材料是相对柔性的，并且用于提供前述的密封功能。包覆成型工艺将密封材料(33，33，233)结合或熔合到孔腔(13，213)的内侧壁(5，21，22，23，23a，34′，34，234)的下部，如在本文所述的实施例中那样。可替换地，在没有盖子(2，202)的实施例中，密封材料的包覆成型到凹室侧壁(21，22，23)的下部。

读者将认识到，根据本文公开的设备的实施例，可以在光谱仪外面将样品装入样品容器单元(1)。特别是与传统的密闭容器装置相比，本文所述的装置不仅对于操作者来说方便得多，而且还确保光谱仪不会被样品的杂散量污染。本文所述的装置特别适用于有毒或腐蚀性样品。之前描述的容易装配的装置，确保当装载的样品容器单元(1)进入接收单元(102)时，将装载的样品正确地对准在正确的位置以进行正确的光谱分析。消除了由于人为错误导致的未对准的风险。

读者将进-步认识到，这种低成本样品容器单元，即上述简单低成本低分散工艺的产品，可以大量生产和消费：它可以有效地作为一次性使用物品。这允许操作员或分析人员装载大量的样品容器单元，以便在光谱仪中快速周转。样品容器单元的长度和宽度为几厘米(例如大约4cm×2cm)的尺寸进一步有利于移动性，并且具有便于手持使用的尺寸。小尺寸降低了制造成本，允许大量储存并允许一次性使用。

传统的光谱仪系统可以包括晶体元件，可能是金刚石或锗，其可以形成光谱仪设备的固定部分，由于易碎且容易损坏和污染，因此需要保护和反复清洁。这样的材料很贵。还应当理解，根据本文公开的装置的实施例，样品容器单元可以形成为包括因此也可以是一次性的元件，从而减少保护元件免受损坏的需要。在一次性样品容器单元中，有效地消除了重复清洁元件的需要，取而代之的是操作者使用下一个可用的一次性单元。在使用硅晶体元件而不是锗的实施例中，这样的优点得到加强。相反，由于其低成本的再生产性，本文所公开的装置还可以有利于对不同材料的样品或多个相同样品的堆叠或库存方法，其中样品可以在一段时间内(包括在延长的周期内)被检测或重新检测，这在高成本的传统装置中是非常昂贵的。

尽管本公开引用了多个方面和实施例的示例，但应当理解，实施例并不限于本文明确引用的内容：所有方面和实施例都可以通过任何修正，变更，变化或替换来修改，包括那些在此没有特别提及的。在各种示例或实施例的一些特征出现在一些示例、实施例或附图中而没有出现在其他示例、实施例或附图中的情况下，这仅仅是为了简洁和清晰。因此，任何示例、实施例或附图的任何部件或特征可以与任何其他示例、实施例或附图的任何部件或特征相结合地引用。在此公开的方面和实施例的部件、特征和结构可以适当地组合，并且本公开应当被解释为包括在此引用的特征的所有组合和置换。因此，本发明的实施例不应被理解为受以上书面描述的限制，而是仅受所附权利要求的范围的限制。

Claims (36)

1.一种用于容纳样品以供光谱仪分析的系统，包括配置为与光谱仪可逆地配合的可拆卸的样品容器单元(1)，所述样品容器单元(1)包括用于容纳样品的井(4，13，213)，所述井包括井内壁(5，21，22，23，23a，34，234)和井底板(20)，井底板(20)中的底板孔(32′，32，232)，并且包括第一光谱元件(31′，31，231)，所述第一光谱元件(31′，31，231)跨越底板孔(32′，32，232)的开口，其中所述井还包括橡胶或橡胶状密封材料(33′，33，233)，所述密封材料(33′，33，233)在内壁(5，21，22，23，23a，34，234)与所述第一光谱元件(31′，31，231)的界面处结合于所述样品容器单元(1)，其中辐射自由地通过底板孔(32′，32)到达所述第一光谱元件(31′，31，231)。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述井(4，13，213)，所述底板孔(32′，32，232)和所述第一光谱元件(31′，31，231)被配置为彼此对准并且所述底板孔(32′，32，232)构造成以通过来自辐射源的辐射到达所述第一光谱元件(31′，31，231)。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述样品容器单元(1)是注射成型的，其中所述密封材料(33′，33，233)和与其结合的所述样品容器单元(1)一起形成单个整体部件。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述密封材料通过包覆成型而结合。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，所述样品容器单元(1)还包括

-盖子(2，202)，包括具有内壁(5，34，234)的盖孔(4，13，213)，内壁的一部分包含密封材料(33′，33，233)，以及

-具有凹室(18)的主体(3，203)，凹室(18)包括凹室底板(20)，在凹室底板(20)中具有底板孔(32′，32，232，232a)，和跨越底板孔(32′，32，232，232a)的第一光谱元件(31′，31，231，231a)，

其中所述盖子(2，202)可在打开位置和关闭位置之间移动，并且所述主体(3，203)的凹室(18)被配置为在关闭位置接收可移动的盖子(2，202)，盖孔内壁(5，34，234)和第一光谱元件(31′，31，231，231a)被配置为在关闭位置构成用于容纳样品的井(4，13，213)。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述密封材料(33′，33，233)被构造成在所述关闭位置在所述盖孔内壁(5，34，234)与第一光谱元件(31′，31，231，231a)的交界处形成密封并将第一光谱元件(31′，31，231，231a)保持在适当位置。

7.根据权利要求5或6所述的系统，其中，所述主体(3，203)和所述可移动的盖子(2，202)通过厚度减小部分(19)彼此连接，并且其中，所述可移动的盖子(2，202)，所述主体(3，203)和所述厚度减小部分(19)形成单个整体部件。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述厚度减小部分(19)是柔性的，并且被构造成在所述可移动的盖子(2，202)和所述主体(3，203)之间形成铰链，用于所述可移动的盖子(2，202)相对于所述主体(3，203)的枢转运动。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的系统，其中，在所述关闭位置，关闭装置被配置为将所述可移动的盖子(2，202)保持在主体(3，203)的底板(20)上的关闭位置，并迫使密封材料(33′，33，233)与第一光谱元件(31′，31，231，231a)密封接触。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述关闭装置包括卡扣装置，所述卡扣装置包括一个或多个卡扣-凸缘对装置，其中，对于每个卡扣-凸缘对，或者凹室(18)的内侧(21，22，23)或者可移动的盖子(2，202)的外侧(30)包括卡扣(24，25，26)，该卡扣被配置为与包括在所述凹室(18)的内侧(21，22，23)或所述可移动的盖子(2，202)的外侧(30)中的另一个中的凸缘(27，28，29)啮合。

11.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，所述样品容器单元(1)还包括

-盖子(2，202)，其包括具有内壁的盖孔(4，13，213)，

-具有凹室(18)的主体(3，203)，所述凹室(18)包括凹室内侧(21，22，23，23a)，凹室底板(20)，在凹室底板(20)中的底板孔(32′，32，232，232a)，和跨越底板孔(32′，32，232，232a)的第一光谱元件(31′，31，231，231a)，其中密封材料(33′，33，233，233a)包含在与第一光谱元件交界的在凹室壁的多个部分中，

其中盖子(2，202)可在打开位置和关闭位置之间移动，并且主体(3，203)的凹室(18)被配置为在关闭位置接收可移动的盖子(2，202)和第一光谱元件(31′，31，231，231a)，所述可移动的盖子(2，202)和第一光谱元件(31′，31，231，231a)在关闭位置构成用于容纳样品的井(4，13，213)，并且

其中密封材料(33′，33，233，233a)在凹室侧面(21，22，23，23a)与第一光谱元件(31′，31，231，231a)的界面处形成密封，并且其中，在关闭位置，可移动的盖子(2，202)对第一光谱元件(31′，31，231，231a)施加力并将第一光谱元件(31′，31，231，231a)保持在密封材料(33′，33，233，233a)上的适当位置。

12.根据权利要求11所述的系统，其中，在所述关闭位置，关闭装置被配置为将所述可移动的盖子(2，202)保持在第一光谱元件(31′，31，231，231a)上的关闭位置，并迫使第一光谱元件(31′，31，231，231a)与密封材料(33′，33，233，233a)密封接触。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述关闭装置包括卡扣装置，所述卡扣装置包括一个或多个卡扣-凸缘对装置，其中，对于每个卡扣-凸缘对，或者凹室(18)的内侧(21，22，23，23a)或者可移动的盖子(2，202)的外侧(30)包括卡扣(24，25，26)，该卡扣(24，25，26)配置为与凸缘(27，28，29)接合，该凸缘(27，28，29)包括在所述凹室(18)的内侧(21，22，23)或所述可移动的盖子(14)的外侧(30)中的另一个中。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的系统，其中，所述主体(3，203)和所述可移动的盖子(2，202)通过厚度减小部分(19)连接，并且其中可移动的盖子(2，202)，主体(3，203)和厚度减小部分(19)形成单个整体部件。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述厚度减小部分(19)是柔性的，并且构造成在所述可移动的盖子(2，202)和所述主体(3，203)之间形成铰链，用于所述可移动的盖子(2，202)相对于所述主体(3，203)的枢转运动。

16.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，还包括所述样品容器单元(1)的主体(3，203)，所述主体(3，203)包括凹室(18)，所述凹室(18)是用于容纳样品的井(4)，所述凹室(18)具有凹室内侧(21，22，23，23a)，具有底板孔(32′，32)的凹室底板(20)，所述凹室底板(20)包括底板孔(32′，32)和跨越底板孔(32′，32)的第一光谱元件(31′，31)，其中第一光谱元件(31′，31)与内侧(21，22，23，23a)的界面包括密封材料(33′，33)，所述密封材料(33′，33)被配置为将第一光谱元件(31′，31)保持在适当位置。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述密封材料(33′，33)被包括在与所述第-光谱元件(31′，31)交界的所述凹室内侧(21，22，23，23a)的多个部分中。

18.根据权利要求16所述的系统，其中，所述密封材料(33′，33)被包括在与所述第一光谱元件(31′，31)交界的所述凹室底板(20)的多个部分中。

19.根据权利要求16所述的系统，其中，所述密封材料(33′，33)被包括在与所述第一光谱元件(31′，31)交界的所述凹室内侧(21，22，23，23a)的多个部分中，和与所述第一光谱元件(31′，31)交界的所述凹室底板(20)的多个部分中。

20.根据前述权利要求中任一项所述的系统，还包括可移除地固定于光谱仪的接收单元(101)，所述接收单元(101)包括凹座(102)，其被构造成接收所述样品容器单元(1)，其中所述样品容器单元(1)构造成与所述接收单元(101)的所述凹座(102)配合。

21.根据权利要求20所述的系统，所述接收单元还包括用于接收来自所述光谱仪的辐射源的辐射的接收单元孔(104)，其中，当所述样品容器单元(1)与所述凹座(102)配合时，所述底板孔(32′，32，232，232a)与所述接收单元孔(104)和所述辐射源对准，并且所述光谱元件(31′，31，231)被对准以接收来自所述辐射源的辐射。

22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述样品容器单元(1)构造成滑动到所述凹座(102)中并且可释放地固定在所述凹座(102)中。

23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述样品容器单元(1)和所述凹座(102)中的一个具有细长凹槽(107，108)，所述样品容器单元(1)和所述凹槽(102)中的另一个具有细长凸缘(9，10)，所述细长凹槽(107，108)被构造成可释放地容纳细长凸缘(9，10)。

24.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述第一光谱元件(31′，31，231)是用于反射光谱分析的反射元件。

25.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述第一光谱元件(31′，31，231)是ATR晶体元件。

26.根据权利要求25所述的系统，其中，所述ATR晶体元件由硅或锗或硒化锌或金刚石中的一种构成。

27.根据权利要求1至23中任一项所述的系统，其中，所述第一光谱元件(31′，31，231)是用于透射光谱分析的透射窗。

28.根据权利要求27所述的系统，其中所述透射窗由氟化钙、蓝宝石、硒化锌、溴化钾、氟化钡、氯化钠或熔融石英中的一种构成。

29.根据权利要求27至28中任-项所述的系统，还包括框架(202)，所述框架(202)包括内壁(234)并形成用于容纳所述样品的延伸空间(213)。

30.根据权利要求29所述的系统，还包括在第二主体(203a)中的第二透射窗(231a)，所述第一和第二透射窗(231，231a)，第一和第二主体(203，203a)以及框架(202)一起形成用于透射光谱分析的透射单元。

31.一种注射成型方法，用于在第一制造工艺中制造根据权利要求5至18中任一项所述的可移动的盖子(14)，并且在第二制造工艺中制造根据权利要求5至17中任一项所述的样品容器单元(1)的主体(3，203)，所述可移动的盖子(2)和所述主体(18)各自构成单个整体部件。

32.一种注射成型方法，用于在第三制造工艺中制造权利要求7，8，14和15中任一项所述的样品容器单元(1)，所述可移动的盖子(2)与主体(3，203)一起制造为单个整体部件。

33.根据权利要求31或32中任一项所述的方法，其中，所述制造工艺中的任一个是单个制造工艺。

34.根据权利要求31至33中任一项所述的方法，其中所述制造工艺包括第一材料的注射成型，所述第一材料包括聚丙烯，乙炔丁醇苯乙烯(ABS)或其它热塑性塑料，或硬聚合物，单个整体部件由所述第一材料构成。

35.根据权利要求31至34中任一项所述的方法，其中，所述制造工艺还包括将密封材料(33′，33，233)包覆成型到所述第一材料上。

36.根据权利要求35所述的方法，其中所述密封材料(33′，33，233)相对于所述第一材料是软的，并且是热塑性弹性体或热塑性聚氨酯(TP∪)。

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