可移除光学组件的制作方法

相关申请

本专利申请要求于2015年12月2日提交的名称为“removableopticalassembly”、序列号为14/957,528的美国专利申请的优先权，该美国专利申请要求于2014年12月4日提交的名称为“disposablesphericalopticalinterface”、序列号为62/087,784的美国临时专利申请以及于2015年1月26日提交的名称为“disposablesphericalopticalinterface”、序列号为62/107,988的美国临时专利申请的优先权。各该上述申请整体通过参考包含于此。

本揭露主题涉及分析设备，例如现场可部署的化学分析设备。本揭露主题的实施例涉及包括光谱仪的分析设备的可移除光学部件，例如拉曼光谱仪(ramanspectrometer)的一次性球形光学接口。

背景技术：

作为简短的背景介绍，传统的分析设备例如现场可部署的化学分析设备通常经配置以向现场的用户提供详细的分析信息，例如采用使用户能够携带仪器至样本以探询该样本的方式。例如，便携式ph装置允许用户通过将该ph装置移至样本(例如将ph探头浸入湖泊中而不是将该湖泊的样本带回至台式ph装置)来测试该样本的ph。传统的分析设备不断变得愈发精密且更加便携，至少部分因为微电子方面的改进、材料科学方面的发现，电池技术方面的进步，以及对现场可部署的分析级仪器的需求。一方面，光谱仪例如拉曼光谱仪等目前正从台式仪器向便携式仪器发展。这些传统的光谱仪通常采用固定的样本接口，例如作为现场操作该传统光谱仪的部分，通常为不可移除的样本接口。如此，传统的光谱仪样本接口元件(台式及便携式)通常需要在测量之前例如在样本或样本组之间进行清洗，以确保光学没有干扰污染物或损伤等。另外，传统的光谱仪样本接口元件通常需要高级护理及保护，例如替换受损样本探头可能是昂贵的，可能需要将该传统光谱仪送至服务中心，从而导致该仪器在一段时期不可用等。如此，尽管是想要的分析工具，但传统光谱仪(便携式或其它)可如本揭露中所揭示的那样进行改进。

附图说明

图1显示依据本揭露的态样的示例圆锥形可移除光学组件。

图2显示依据本揭露的态样包括识别部件的遮罩式圆锥形可移除光学组件。

图3显示依据本揭露的态样的遮罩式可移除光学组件的遮罩的示例几何结构。

图4显示依据本揭露的态样具有辅助样本接口沟道的示例平面可移除光学组件。

图5显示依据本揭露的态样具有毛细样本沟道的示例管状可移除光学组件。

图6显示依据本揭露的态样支持样本保留的示例圆锥形可移除光学组件。

图7a至7d显示依据本揭露的态样包装可移除光学组件的示例方法。

图8显示依据本揭露的态样包括辅助样本交互部件的示例可移除光学组件。

图9a至9c显示依据本揭露的态样形成可移除光学组件的示例方法。

具体实施方式

现在参照附图说明本揭露，该些附图中，类似的附图标记用以表示附图中类似的元件。在下面的说明中，出于解释目的，阐述许多具体细节来提供有关本揭露的充分理解。不过，应当很清楚，可在不具有这些具体细节的情况下实施本揭露。在其它情况下，以方块图形式显示已知的结构及装置，以促进说明本揭露。

传统的便携式分析设备正变得足够精密，以与传统的台式仪器竞争，同时允许将该仪器运送至样本而不是将样本运送至实验室。在光学分析仪领域中，便携式光谱仪正在涌现，允许光谱仪用于现场而不是作为实验室中的传统台式仪器。在一些实施例中，便携式光谱仪设备可采用与控制器部件耦接的探头部件。可将该探头部件附着至该控制器部件，例如，通常将该探头部件插入样本环境中以进行探询，并且如需要的话，在样本环境插入之间对其进行清洗。

探头部件通常不被视为该便携式光谱仪的“可移除”元件，其中通常不执行该探头的移除(即使可能)作为现场中该仪器的常规使用的部分。因此，本文中关于本揭露主题所使用的术语“可移除”或类似术语意图表示“可移除元件”可被轻易地移除，作为用以探询样本的该光学分析仪的常规使用的部分，例如，该可移除元件可在现场由用户轻易地移除，作为用以在现场获取样本的光谱的便携式光谱仪的常规使用的部分。而且，本文中所使用的术语“可移除”意图暗含该移除涉及用另一个元件方便地替代该可移除元件，例如以降低交叉污染，有利于不同的样本环境条件，通过允许轻易地替换受损的可移除元件来增加便携式光谱仪的耐用性等。类似地例如，当前的体温计频繁采用可移除探头盖，通过简单移除用于第一个病人的探头盖并在用于第二个病人之前将其替换为另一个探头盖，允许该体温计被快速地用于病人之间。这与需要在病人之间进行清洗/消毒的传统体温计相反，例如，在病人之间不采用可移除探头盖的体温计可增加来自第一个病人的病菌污染第二个病人的可能性。因此，即使该示例传统体温计可能具有可通过一个过程移除以进行例如修理、维护、偶尔校准等的探头，此移除通常不被视为该体温计的“常规采样程序”或“常规操作”的部分。如此，包括探头移除的修理/维护过程本质上不同于该示例可移除探头盖，因为该探头盖的多次移除实际上通常被视为获取不同病人的温度的过程的常规部分。在一些实施例中，“可移除”元件也可为“一次性”元件或“消耗性”元件，且除非另外明确或固有陈述，否则本文中所使用的更广泛的术语“可移除”包括这些概念。因此，可移除探头盖例如该示例可移除体温计探头盖可被视为一次性物品或消耗性物品，例如在常规使用中(例如在该可移除体温计探头盖例子中的病人之间)意图替换的物品。在一些实施例中，在移除以后可保留可移除元件进行维护、清洗、修理、翻新等，以允许最终重新使用该可移除元件。

传统的光谱仪(便携式及台式)通常采用固定的样本接口，例如不被视为本文中所使用的术语“可移除”的样本接口。因此，在采样等之前，通常在样本、样本组之间清洗和/或消毒传统光谱仪样本接口元件，以自该样本接口移除干扰污染物、感染载体等。例如，若使用拉曼光谱仪探头检测肉类加工厂的表面细菌，若在各样本之间不清洗该探头，则来自第一样本的细菌污染该探头可导致其它样本的污染、假阳性结果等。在样本之间清洗或消毒该探头显着增加样本之间的时间。即使传统的拉曼光谱仪探头不直接接触样本，从而减少样本之间的清洗需要，样本之间的时间仍可能增加，因为需要以规定方式设置该探头及该样本以允许有效撷取拉曼光谱并避免与该样本本身接触从而防止污染，例如，可能有特定探头来采样多个样本之间必须保持的样本距离。touchraman^tm(位于华盛顿州西雅图的marqmetric公司)探头可包括球形光学元件，例如ballprobe^tm(位于华盛顿州西雅图的marqmetric公司)，例如，在该球形光学元件与表面接触的情况下，例如接触该样本(正如术语touchraman^tm)，允许获取高度有效的拉曼光谱。在一个态样中，可移除探头端(例如可移除光学组件)可包括该球形光学元件并有助于在常规现场使用中轻易地移除该可移除探头端。返回对肉进行细菌检测的例子，通过采用可移除探头端，在各样本之间可移除该探头端并用另一个探头端替代，从而与样本之间的传统清洗/消毒相比，增加样本之间的速度。要注意的是，其它光学测量技术可与可移除光学组件结合使用，例如拉曼光谱学、红外(infrared；ir)光谱学、紫外可见(ultraviolet-visual；uv-vis)光谱学、近红外(nearinfrared；nir)光谱学、反射光谱学、吸收光谱学、散射光谱学、荧光光谱学，或使用光源及探测器的几乎任意其它光学技术。在美国专利号6,831,745及6,977,729中可见用于探头的球形光学技术的各种非限制性例子，其整体通过参考包含于此。

可移除探头端(例如可移除光学组件)也有助于快速替换受损探头端，而无需将光谱仪送去修理。而且，消耗性可移除探头端的批量生产能够降低以每个端/探头为基础的生产成本。此外，与针对不可移除探头教授清洗、消毒、检查、修理等技术相比，用户可经简单培训来更换可移除探头端。例如，一次性实验室吸管端允许用户简单地丢弃用过的端以降低交叉污染的可能性。另外，若可移除光学组件为一次性的，则相较损伤传统探头的担心，用户更有可能在富有挑战的环境例如生物材料、黏附剂、聚合物、酸等中采样。在另一个态样中，可获得不同等级的可移除光学组件，以允许用户在需要时移除并用第二品质探头端替换第一品质探头端。可移除光学组件的此优点可支持使用具有较低成本的探头端的光谱仪，直至可能需要使用更昂贵的探头端为止。例如，具有较低品质光学元件的低成本探头端可现场用于常规采样，若探测到兴趣光谱，则用户可轻易地移除该低成本探头端并将其替换为具有较高品质光学的探头端，以在同一位置撷取更好的光谱。

在一些实施例中，可移除光学组件可提供样本的保留。在一个态样中，可撷取样本于可移除光学组件中，同时探询该撷取样本。这可允许该撷取样本与该样本探询的结果关联并保留以供未来使用。例如，可部署经基本培训的用户在现场获取样本。这些样本可被保留并与结合该样本撷取所撷取的光谱关联。接着，该些样本可被保留并送回至实验室以供进一步测试。因此，在该例子中，若保留样本与兴趣光谱关联，则可例如由受过更高级培训的用户而不是在现场撷取该样本的用户取回该样本以供进一步测试。此态样可降低使用便携式光学仪器的成本。

在一些实施例中，光学分析仪可与可移除光学组件的部件交互，以收集关于样本的额外数据。在一个态样中，可移除光学组件可包括识别符，以允许关联该可移除光学组件例如保留样本与相关光谱信息。这可降低用户标记保留样本的需要。在另一个态样中，可移除光学组件可包括额外的传感器、微流控等，其可允许与样本额外交互。例如，可移除光学组件可包括热电偶及光学浊度传感器，结合样本探询以生成光谱信息，其可允许额外的信息例如温度及浊度被撷取并与该样本关联。又例如，可移除光学组件可包括微流控元件，结合撷取光谱和/或保留样本，其例如通过微流控阀、沟道、泵、反应器、试剂的引入等可允许样本的部分运动、交互、监控等。另外，这些辅助部件的控制可例如通过便携式仪器、通过无线链路上的服务器等由该可移除光学组件外部的部件启动。例如，若通过可移除光学组件撷取酸性样本，则该可移除光学组件的ph传感器可确定酸度，且作为对确定酸性环境的响应，可用该样本的一部分填充微流控室，在此之后基于所测量的体积及ph在该样本的剩余部分中释放确定量的缓冲剂，然后撷取当前缓冲样本的光谱信息。接着，自该便携式仪器可移除该示例可移除光学组件，并将其与保留的缓冲样本及保留的酸性样本一起送回实验室，从而能够进一步测试该缓冲样本、未缓冲子样本，审查所撷取的光谱信息，以及审查采样时所测量的ph。继续此例子，该可移除光学组件还可在运输至实验室期间(例如从样本撷取至以后的时间)监控该保留样本的ph，并通过后续向该样本中注入缓冲剂等来不断调整该ph。要注意的是，可移除光学组件可执行几乎任意微流控过程，包括例如子采样、混合、监控、排出、移动、引发反应等，而不背离本揭露主题，不过，出于清晰简洁的目的，本文中未明确列出所有此类可能。

在一个态样中，可移除光学组件的实施例可由适合预期样本环境的几乎任意材料构成。可移除光学组件可包括合适的聚合物，例如聚丙烯(polypropylene；pp)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterepthalate；pet)、硅酮、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene；ptfe)等。可移除光学组件可包括其它材料，例如但不限于不锈钢、金或其它金属；硼硅酸盐或其它玻璃；淀粉或其它碳水化合物等；或者适合特定样本环境的几乎任意其它材料。而且，材料可经机械加工、烧结、铸造、注入模压、3d打印等，例如以形成该可移除光学组件的本体110、光学元件座130、遮罩250等。而且，在一些实施例中，该球形光学元件可被独立制造并添加至该本体，任一者作为模压制程的部分，用黏附剂结合，通过摩擦或压合附着，机械捕获等。在其它实施例中，作为模压制程的部份，该球形光学元件可与该本体共同形成，例如，该球形光学元件可在注入模压中与该可移除光学组件一起由相同或不同的材料形成；可在3d打印中与该可移除光学组件一起由相同或不同的材料形成等。另外，球形光学可由几乎任意合适的材料制造，包括与可移除光学组件的本体相同或不同的材料。球形光学材料的非限制性例子包括聚合物、玻璃、矿物质等，取决于适合给定场景的光学属性。要注意的是，本文中所使用的术语“球形光学元件”或类似术语通常指具有球形或近似球形的几何结构的光学元件，例如透镜等。而且，本文中所使用的术语“球形光学元件”也包括通过包括近似球体的至少一部份的曲面的光学元件的一部分导光的任意光学元件，例如，若光学玻璃球体在其中研磨有浅的赤道沟槽，例如以捕获固定环等，则在本揭露的背景下，该所得光学元件将仍被视为球形光学元件，只要光线进/出该非赤道部分。又例如，注入模压球形光学元件可包括突起部，例如类似棒上的棒棒糖，且在本揭露的背景下，将仍被视为球形光学元件。另例如，包括两个单独的半球形部分的光学元件也可被视为在本揭露的范围内的球形元件。

为实现上述及相关目标，本揭露主题包括一个或多个特征，下文对这些特征进行更充分说明。下面的说明及附图详细阐述本发明主题的示例态样。不过，这些态样仅表示可采用本发明主题的原理的各种方式的其中一些。本揭露主题的其它态样、优点及新颖特征从下面结合附图所作的详细说明将变得清楚。

图1显示依据本揭露的态样的示例圆锥形可移除光学组件100。组件100可包括圆锥形本体部分110，其具有仪器连接部分112。仪器连接部分112使组件100能够与光学分析仪102可移除地连接。在一个态样中，圆锥形可移除光学组件100可让人想到一次性吸管端。在一个实施例中，组件100与仪器102的连接有助于光通过光学元件120在仪器102与样本104之间传输。仪器连接部分112可以定向(例如通过键/键槽、对齐结构、对齐标记等)或不定向方式将组件100与仪器102可移除地连接。而且，仪器连接部分112可采用机械闩锁、机械螺纹、倒钩型结构、球锁、销锁、摩擦、磁、电磁、真空/压力等将组件100与仪器102可移除地连接。例如，仪器连接部分112可在组件100与仪器102之间采用摩擦配合、在组件100与仪器102之间采用螺纹或扭转式开/关结构、在组件100与仪器102之间采用可移除的黏附剂等。又例如，仪器连接部分112可包括磁性材料，其与仪器102所产生的永磁或电磁场接合，从而将组件100与仪器102可移除地连接。在又一个例子中，通过压力差可将组件100与仪器102可移除地连接。

在仪器102与样本104之间传输的光可包括自仪器102传输至样本104的探询光、自样本104返回仪器102的光，或其组合。如针对组件100所示，光可穿过对称轴并穿过光学元件120。光学元件120可为球形光学元件。离开光学元件120的光可到达样本104并导致光通过对称轴通过光学元件120返回仪器102。要注意的是，返回的光可包括反射光、折射光、发射光子、环境光等。在一些实施例中，可在光学元件座130将光学元件120保持于圆锥形本体部分110中。光学元件座130可使独立制造的光学元件(例如光学元件120)保持于组件100中。例如，光学元件座130可包括开口，以允许通过摩擦、黏附剂等压合保持光学元件120。又例如，光学元件座130可包括螺纹套圈、按扣套圈等，其保持光学元件120抵靠圆锥形本体部分110。在一些实施例中，例如，若光学元件120与本体部分110共同形成，则可在光学元件座130将光学元件120与本体部分110分子结合。

在一个态样中，组件100可支持接触型光谱学，例如touchraman^tm等，其中，可使光学元件120与样本104接触。在光学元件120突出于本体部分110的实施例中，例如，组件100的最远端部分为光学元件120的表面，通过在样本接口140使光学元件120与样本104接触，接触型光谱学可在几乎任意物质状态(例如固体、玻璃、浆体、液体、气体等)上执行。在光学元件120不突出于本体部分110(例如组件200等)的实施例中，接触型光谱学可限于可进入邻近光学元件120的样本区域的物质形式，通常为液体或气体。在其中光学元件120有助于在一定距离探询样本104的一些实施例中，例如样本接口140与光学元件120具有确定的距离，通过不突出光学元件可探询固体样本。光学元件120与样本接口140之间的距离可由有关光学元件120的仪器102的光学确定。

圆锥形可移除光学组件100在变脏、污染、损坏的情况下可被轻易地移除，并将不同的圆锥形可移除光学组件100与仪器102可移除地连接。这可使用户避免清洗/消毒传统光学探头并可在样本探询之间提供更快的周期时间，减少用户培训负担，选择适当的可移除光学组件以适合所遭遇的样本环境等。在一些实施例中，组件100可为一次性的或消耗性的。在其它实施例中，组件100可在其自仪器102被移除后保留并可被再循环、清洗/重新使用、翻新等。

图2显示依据本揭露的态样包括识别部件的遮罩式圆锥形可移除光学组件200。组件200可包括圆锥形本体部分210，其具有仪器连接部分212。仪器连接部分212使组件200能够与光学分析仪202可移除地连接。组件200与仪器202的连接有助于光通过光学元件200在仪器202与样本204之间传输。在一个态样中，可将样本204引入样本区域242中，该样本区域包括邻近光学元件220的样本接口区240。在一些实施例中，样本204可包括液体或气体。在其它实施例中，样本204可包括特定形式的固体，以允许其被引入样本区域242中，从而可由通过光学元件220传输的光在样本接口区240探询。在其中光学元件220有助于在一定距离探询样本204的一些实施例中(例如样本接口区240与光学元件220之间的距离足够大，使得样本接口区240位于本体部分210的远端例如端250的外部)，可探询固体样本。光学元件220与样本接口区240之间的距离可由有关光学元件220的仪器202的光学确定。

光学元件220可由光学元件座230支持。光学元件座230可使光学元件220保持于组件200中。在一个实施例中，光学元件座230可与本体部分210一体形成。在这些实施例中，光学元件220可与光学元件座230配合。例如，光学元件座230可包括开口，以允许通过摩擦、黏附剂等压合保持光学元件220。又例如，光学元件座230可包括螺纹套圈、按扣套圈等，以保持光学元件220。在其它实施例中，光学元件座230可与光学元件220一体形成。在这些实施例中，与光学元件220一体的光学元件座230可与本体部分210配合。在另外的实施例中，光学元件座230可独立于光学元件220或本体部分210形成。在这些实施例中，光学元件座230可与本体部分210及光学元件220配合。在一些实施例中，例如，若光学元件220与本体部分210及光学元件座230共同形成，则可通过光学元件座230将光学元件220与本体部分210分子结合，例如光学元件座230整体式形成为光学元件220及本体部分210两者的部分。例如，可用模具制造低成本、注入模压组件200，以允许在单个注入步骤中形成光学元件220、本体部分210、连接部分212、以及光学元件座230。尽管此例子通常与较低品质的光学性能关联，但与包括接合子组件以形成可移除光学组件200的其它方法相比，该制程通常快速且非常便宜。

在一个态样中，遮罩式圆锥形可移除光学组件200包括由位于光学元件220及光学元件座230远端的本体部分210形成的样本区域242。遮罩式圆锥形可移除光学组件200可包括技术以允许样本引入代表样本204的样本区域242中。例如，遮罩式圆锥形可移除光学组件200可包括开口、真空、阀、沟道等，其允许样本204流入或被抽入样本区域242中，从而使样本204存在于样本接口区240中，以由仪器202通过光学元件220进行探询。在一个态样中，端250可用以保护光学元件220免于因与样本204中可能存在的表面或物体接触而导致损伤，例如，允许池塘水触及光学元件220，同时防止光学元件220撞击该池塘底部上的石头或该池塘水中漂浮的枝条。

在一个态样中，遮罩式圆锥形可移除光学组件200还包括id部件214。在一些实施例中，可将id部件214附着或悬挂于形成可移除光学组件200的本体部分210的壁的材料中，例如标签、射频识别(radiofrequencyidentification；rfid)装置等。在其它实施例中，id部件214可集成于可移除光学组件200，例如激光蚀刻识别符等。在一些实施例中，id部件214可由仪器202读取，并用以将可识别的可移除光学组件200与样本信息例如所撷取的光谱、样本的地理位置、采样时间、用于采样的该可移除光学组件的特性等关联。例如，当沿着蓄水池探询样本时，仪器202可读取可移除光学组件200的id部件214，从而可允许探询该样本的时间、探询该样本的位置信息，用于样本探询的可移除光学组件200中的光学元件220的类型等与探询该样本时所撷取的光谱关联。而且，若保留该示例样本，则该保留样本的后续识别可基于id部件214数据，从而例如有助于监护过程链的自动化。

在一个态样中，在遮罩式圆锥形可移除光学组件200中引入样本204可限于样本区域242。如此，可阻止样本204进入在仪器202与光学元件220及光学元件座230的邻近侧之间的区域。这可减少弄脏或污染仪器202的可能性。在一个态样中，若仪器202包括真空采样技术，则光学元件座230可包括结构以允许真空从仪器202连通至样本区域242中，通常达到样本可被抽入样本区域242中的程度。例如，光学元件座230可包括气体可渗透膜，以允许液体样本例如204被抽入样本区域242中，但仍被排除在较靠近仪器202的区域之外。又例如，光学元件座230可包括单向挡板阀结构、沟道等，其中，该真空采样经计量以防止将液体样本例如204通过该阀、沟道等抽入邻近仪器202的区域中。而且，若遮罩式圆锥形可移除光学组件200经构造以在没有来自仪器202的真空的情况下允许样本204进入样本区域242，例如笼形结构、孔、槽等，则光学元件220及光学元件座230可简单地针对样本204封闭邻近仪器202的区域，例如如图3中所示。

图3显示依据本揭露的态样的遮罩式可移除光学组件300的示例几何结构。遮罩式可移除光学组件300可采用不同的结构以调节样本304向样本区域342中的引入。在遮罩式可移除光学组件300a中，可向本体部分310a的壁引入孔352，以允许样本304进入样本区域342。要注意的是，孔352可具有任意几何结构，例如圆形、椭圆形、槽形、狭缝形、方形等。而且，孔352的布置可具有任意图案及数目，例如邻近光学元件座330a的一个方形孔；与两个圆形孔呈180度的四个槽；以等角距离布置的三个有角度槽等。而且，孔352可具有任意尺寸，例如，小孔可限制样本流入样本区域342中但也可阻止较小的固体、胶体、黏性较高的流体；较大的孔可允许样本304快速引入样本区域342中，但也可允许较大的固体及黏性较高的流体等。

在一些实施例中，端350可为开放的、实心的或具有一个或多个孔的实体。在一些实施例中，端350可被移除并与孔352结合，以产生指状遮罩，例如遮罩式可移除光学组件300b。在另一个实施例中，遮罩式可移除光学组件几何结构可导致冲击吸收结构，例如转动弹簧遮罩几何结构(未显示)。在另一个实施例中，该遮罩几何结构可形成泵型结构，其中，该结构的压缩减少样本区域342的体积且该压缩的释放允许样本区域342返回至未压缩体积，从而将样本304抽入样本区域342中(也未显示)。要注意的是，遮罩式可移除光学组件的几乎任意几何结构将被视为落入本揭露的范围内，尽管出于清晰简洁的目的未明确列出。

图4显示依据本揭露的态样具有辅助样本接口的示例平面可移除光学组件400。组件400可包括平面本体部分410，其具有仪器连接部分412。仪器连接部分412使组件400能够与光学分析仪402可移除地连接。组件400与仪器402的连接有助于光通过光学元件420在仪器402与样本404之间传输。在一个态样中，可将样本404引入样本区域442中，该样本区域包括邻近光学元件420的样本接口区440。在一些实施例中，样本404可包括液体或气体。在其它实施例中，样本404可包括特定形式的固体，以允许其被引入样本区域442中。

光学元件420可由光学元件座430支持。光学元件座430可使光学元件420保持于组件400中。在一个实施例中，光学元件座430可形成为本体部分410的部分。在这些实施例中，可将光学元件420插入光学元件座430中。例如，光学元件座430可包括开口，以允许通过摩擦、黏附剂等压合保持光学元件420。又例如，光学元件座430可包括螺纹套圈、按扣套圈等，以保持光学元件420。在其它实施例中，光学元件座430可形成为光学元件420的部分。在这些实施例中，光学元件座430可与本体部分410耦接。在另外的实施例中，光学元件座430可独立于光学元件420及本体部分410形成。在这些实施例中，光学元件座430可与本体部分410及光学元件420耦接。在光学元件420可与本体部分410及光学元件座430共同形成的实施例中，例如，光学元件座430整体式形成为光学元件420及本体部分410的部分。

在一个态样中，平面可移除光学组件400包括形成于本体部分410中的样本区域442，通常位于光学元件420及光学元件座430的远端。平面可移除光学组件400可包括特征例如沟道460，以有助于样本引入代表样本404的样本区域442中。例如，平面可移除光学组件400可包括开口、真空、阀、沟道等，其允许样本404流入或被抽入样本区域442中，从而使样本404存在于样本接口区440中，以由仪器402通过光学元件420进行探询。在一个态样中，沟道460可邻近样本接口区440引入真空，从而可促进样本404移入样本接口区440中。

图5显示依据本揭露的态样具有毛细样本沟道的示例管状可移除光学组件500。组件500可包括圆柱形或管状本体部分510，其具有仪器连接部分512。仪器连接部分512使组件500能够与光学分析仪502可移除地连接。组件500与仪器502的连接有助于光通过光学元件520(例如球形光学元件)在仪器502与样本504之间传输。在一个态样中，可将样本504引入样本区域542中，该样本区域包括邻近光学元件520的样本接口区540。在一些实施例中，样本504可包括液体或气体。在其它实施例中，样本504可包括特定形式的固体，以允许其被引入样本区域542中。在一个实施例中，样本区域542可包括具有几何结构的部分，从而导致液体样本毛细运动进入样本接口区540中。毛细运动也可被称为毛细作用或芯吸，且可使液体因液体的表面张力及黏附性而流动。在不引入真空或其它外力的情况下，毛细运动可使液体样本被抽入样本接口区540中。

光学元件520可由光学元件座530支持。光学元件座530可使光学元件520保持于组件500中。在一个实施例中，光学元件座530可形成为本体部分510的部分。在这些实施例中，可将光学元件520插入光学元件座530中。例如，光学元件座530可包括开口，以允许通过摩擦、黏附剂等压合保持光学元件520。又例如，光学元件座530可包括套圈532，以保持光学元件520。在其它实施例中，光学元件座530可形成为光学元件520的部分。在这些实施例中，光学元件座530可与本体部分510耦接。在另外的实施例中，光学元件座530可独立于光学元件520及本体部分510形成。在这些实施例中，光学元件座530可与本体部分510及光学元件520耦接。在光学元件520与本体部分510及光学元件座530共同形成的实施例中，例如，光学元件座530整体式形成为光学元件520及本体部分510的部分。

在一个态样中，管状可移除光学组件500包括形成于本体部分510中的样本区域542，通常位于光学元件520及光学元件座530的远端。管状可移除光学组件500可包括特征例如沟道560，以有助于样本引入代表样本504的样本区域542中。例如，管状可移除光学组件500可包括开口、真空、阀、沟道、毛细沟道等，其允许样本504流入或被抽入样本区域542中，从而使样本504存在于样本接口区540中，以由仪器502通过光学元件520进行探询。在一个态样中，样本区域542可为窄沟道，以通过毛细运动引发样本引入，不过，在其它实施例中，沟道560可邻近样本区域542引入真空，从而可促进样本504移入样本接口区540中，尤其是在样本区域542部分没有引发足够的(如有的话)样本504的毛细运动的情况下。

图6显示依据本揭露的态样支持样本保留的示例圆锥形可移除光学组件600。组件600可包括圆锥形本体部分610，其具有仪器连接部分612。仪器连接部分612使组件600能够与光学分析仪602可移除地连接。组件600与仪器602的连接有助于光通过光学元件620在仪器602与样本604之间传输。在一个态样中，可将样本604引入样本区域642中，该样本区域包括邻近光学元件620的样本接口区640。在一些实施例中，样本604可包括液体或气体。在其它实施例中，样本604可包括特定形式的固体，以允许其被引入样本区域642中，从而可由通过光学元件620传输的光在样本接口区640探询。

光学元件620可由光学元件座630支持。光学元件座630可使光学元件620保持于组件600中。在一个实施例中，光学元件座630可与本体部分610一体形成。在这些实施例中，光学元件620可与光学元件座630配合。例如，光学元件座630可包括开口，以允许通过摩擦、黏附剂等压合保持光学元件620。又例如，光学元件座630可包括套圈，其可保持光学元件620。在其它实施例中，光学元件座630可与光学元件620一体形成。在这些实施例中，与光学元件620一体的光学元件座630可与本体部分610配合。在另外的实施例中，光学元件座630可独立于光学元件620或本体部分610形成。在这些实施例中，光学元件座630可与本体部分610及光学元件620配合。在一些实施例中，光学元件620可与本体部分610及光学元件座630共同形成，例如，光学元件座630整体式形成为光学元件620及本体部分610的部分。

在一个态样中，圆锥形可移除光学组件600包括由位于光学元件620及光学元件座630远端的本体部分610形成的样本区域642。圆锥形可移除光学组件600可包括技术以允许样本引入代表样本604的样本区域642中。例如，圆锥形可移除光学组件600可包括开口、真空、阀、沟道等，其允许样本604流入或被抽入样本区域642中，从而使样本604存在于样本接口区640中，以由仪器602通过光学元件620进行探询。在一个态样中，端650可用以保护光学元件620免于因与样本604中可能存在的表面或物体接触而导致损伤。

在一些实施例中，圆锥形可移除光学组件600可包括机制例如680、682等，其可使样本604保留于样本区域642中。在一个实施例中，机制680及682可分别为单向阀，例如单向挡板阀，其可允许样本604经过柔性膜被抽入样本区域642中，在移除样本抽力以后，该柔性膜返回至密封位置。在该密封位置，该柔性膜可将该样本限制于样本区域642中。在另一个实施例中，机制680可为单向阀且机制682可为气体可渗透膜，通过机制682的该气体可渗透膜移除样本区域642中的气体所引起的压力降低使液体样本经由机制680的该单向阀被抽入样本区域642中。如果自区域642移除所有气体，则在此例子中，液体样本将不会被抽取经过机制682的该气体可渗透膜，从而将该液体样本限制于样本区域642中。在一些实施例中，机制680及/或682可包括帽、盖、插塞等，其可由用户致动，以在该样本区域中引入满意量的样本以后封闭样本区域642。在一些情况下，例如通过该帽、盖、插塞等与该圆锥形可移除光学组件600之间的一体的柔性部分，可将该示例帽、盖、插塞等拴系(tethered)于圆锥形可移除光学组件600。在一个态样中，圆锥形可移除光学组件600可包括体积指示器616。在一些实施例中，体积指示器616可类似量杯标记，且可支持对样本区域642中所存在的样本的体积的测量。要注意的是，尽管用圆锥形可移除光学组件600显示样本区域642中的样本的保留，但在可移除光学组件的平面、圆柱形、管状或其它几何结构中可采用相同或类似的特征。

图7a至7d显示依据本揭露的态样的示例可移除光学组件包装几何结构710至740。可移除光学组件例如100、200等的确定几何结构可支持多个可移除光学组件的堆叠嵌套几何结构，见710。这可为准备使用的可移除光学组件、已使用的/已移除的光学组件等提供空间有效储存。例如，自动光学分析仪可配备多管准备使用的可移除光学组件，例如，配备便携式光谱仪以及可移除光学组件供给的无人机接着可被用以去那些对于人类用户来说危险或难以到达的地方采样，例如在污染环境中(核/化学泄漏、战争等)，在难以到达的场所，例如，无人机可飞去采样山地湖泊等，或者可能需要电脑精密/自动化的地方，例如大的地理区域的网格采样，例如石油泄漏场景中数百平方英里的海洋等。另一个包装几何结构可包括平面阵列，例如见720。要注意的是，该平面阵列可包括集成于例如微孔板、微量滴定板等的“孔(well)”中的多个球形光学元件(出于清楚目的未显示)，从而允许光谱仪探头与各该多个孔可移除地连接以探询位于其中的样本。例如，该光谱仪探头可在孔之间步进，且在各孔处可与与探询位于该孔的样本相关联的球形光学元件相接。在另一个实施例中，平面可移除光学组件可经堆叠而不嵌套，例如见730。在另一个实施例中，以与弹匣中的弹药类似的方式，圆柱形或管状可移除光学组件也可经堆叠而不嵌套，见740。在一些实施例中，堆叠式管状可移除光学组件可为单个堆叠(未显示)，交错堆叠(例如740)等，其允许该管状可移除光学组件进给至供给端口(未显示)，在该供给端口，它们可被用于光学分析仪。

图8显示依据本揭露的态样包括辅助样本交互部件的示例可移除光学组件800。可移除光学组件800可包括通信接口部件818，其可支持可移除光学组件800与另一个装置例如光学分析仪102、202、402、502、602等之间的通信。在一些实施例中，该另一个装置可为移动装置、笔记本电脑、服务器等，且通信可通过无线链路进行。在一个态样中，通信部件818可支持与id部件(例如214等)的交互(interaction)。在另一个态样中，通信部件818可支持与端部交互部件接口890的交互。

端部交互部件接口890可支持与一个或多个端部交互部件892的通信。通过端部交互部件接口890与端部交互部件892的通信可包括控制通信、数据获取通信、功能查询通信、状态通信等。端部交互部件892可包括传感器，例如热电偶、ph传感器、盐度传感器、浊度传感器等。端部交互部件892还可包括微流控元件，例如阀、泵、反应器、混合器、采样器、试剂槽等。

在一个态样中，端部交互部件892可支持收集关于被引入样本区域842中的样本或其子样本的额外数据，例如除光谱以外的数据。例如，端部交互部件892可包括热电偶，其可支持样本温度数据的撷取。此信息可通过端部交互部件接口890被传递至另一个装置，例如通过通信接口部件818传递至附着的光学分析仪，通过无线链路传递至平板电脑等。

在一些实施例中，端部交互部件892可采集被引入和/或在样本区域842中交互的样本的子样本。例如，若端部交互部件892包括ph传感器、微流控部件、以及试剂的微流控槽，则通过通信接口部件818可指示可移除光学组件800来滴定被引入样本区域842中的样本的子样本。许多其它例子很容易理解并落入本揭露的范围内，尽管出于清晰简洁的目的在本文中未明确列出。

图9a至9c显示依据本揭露的态样形成可移除光学组件的示例方法。图9a的900显示整体式可移除光学组件。如图所示，整体式可移除光学组件900可形成为单个组件，例如，该光学元件、光学元件座、本体、耦接部分、遮罩、流控等可全部形成为一个整体部件，而不是自子组件组装。整体式可移除光学组件900的形成可通过3d打印、注入模压等进行。通常，整体式可移除光学组件900包括可提供合格但不优秀的性能特性的光学元件。另外，典型的整体式可移除光学组件900可能缺乏较复杂的结构及部件，该些结构及部件通过组装独立的子组件可能更容易形成。不过，典型的整体式可移除光学组件900通常可批量生产以降低单位成本且通常可被视为经济级可移除光学组件。

图9b的910显示通常以自动方式自多个子组件形成的可移除光学组件。如图所示，形成可移除光学组件910的结构的主体可围绕光学元件子组件生产。在一个态样中，光学元件子组件可独立生产并以通常自动的方式与其它子组件结合。例如，在第一制程中可研磨球形玻璃透镜。接着可将此玻璃光学元件置于例如注入模压夹具中，其中，可移除光学组件910的剩余部分可通过围绕该示例玻璃光学元件进行注入模压来形成。针对3d打印等、可移除光学组件910的其它子组件等可执行类似的制程。通常，可移除光学组件910包括可提供良好至优秀的性能特性的光学元件，例如，好于通常与整体式可移除光学组件900相关联的光学元件。不过，若可移除光学组件910通常以自动方式形成，则优秀品质光学通常被视为“大材小用”(尽管仍在本揭露的范围内)，且实际上可移除光学组件910的光学元件通常会为中等品质光学，例如高品质塑料光学、玻璃光学等，但不太可能是矿物质光学等。可移除光学组件910通常可批量生产以降低单位成本并通常可被视为中级可移除光学组件。

图9c的920显示通常以不太自动的方式自多个子组件形成的可移除光学组件。如图所示，形成可移除光学组件920的结构的主体可单独生产并围绕光学元件子组件组装或与其结合。光学组件920的组装通常可包括与910相比不太自动的制程，以围绕高品质光学元件生产高品质光学组件。例如，在第一制程中可无心研磨并抛光球形蓝宝石透镜。然后将此蓝宝石光学元件例如压合于光学元件载体922中，接着可将该子组件置于光学元件座924中，该光学元件座可例如被钎焊926进入不锈钢本体928中。通常，可移除光学组件920包括可提供优秀的性能特性的高品质光学元件。不过，这通常是非限制性的，且要注意的是，在可移除光学组件920中可采用其它品质的光学元件。由于可移除光学组件920的高精度级，批量生产可能是困难的，且通常预期单位成本大于可移除光学组件900或910。可移除光学组件920通常被视为高级可移除光学组件。要注意的是，其它级可移除光学组件落入本揭露的范围内，不过出于清晰简洁的目的未列出。

上面有关本揭露的示例实施例的说明(包括摘要部分所述)并非意图详尽无遗或将所揭示的实施例限于所揭示的精确形式。本领域人员应当意识到，尽管出于示例目的，本文说明特定的实施例或示例，但可作各种变更，该些变更被视为在此类实施例及示例的范围内。

在此方面，尽管本文已联系各种实施例及相应附图说明了本揭露主题，但应当了解，若适当，可使用其它类似的实施例，或对所述实施例进行修改及添加，以执行本揭露主题的相同、类似、备选或替代的功能，而不背离本揭露主题。因此，本揭露主题不应当限于本文中所述的任意单个实施例，而是应当按照下面所附权利要求的广度及范围进行解释。

本说明书中所使用的术语“处理器”可指大体上任意计算处理单元或装置，包括但不限于单核处理器；具有软件多线程执行功能的单处理器；多核处理器；具有软件多线程执行功能的多核处理器；使用硬件多线程技术的多核处理器；并行平台；以及具有分布式共享存储器的并行平台。另外，处理器可指集成电路、专用集成电路、数字信号处理器、现场可编程门(gate)阵列、可编程逻辑控制器、复杂可编程逻辑装置、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件，或经设计以执行本文中所述功能的上述任意组合。处理器可开发纳米级架构，例如但不限于基于分子及量子点的晶体管、开关及门，以优化空间使用或增强用户设备的性能。处理器还可被实施为计算处理单元的组合。

本申请中所使用的术语“部件”、“系统”、“平台”、“层”、“选择器”、“接口”等可指与电脑相关的实体，或与具有一个或多个特定功能的操作装置相关的实体，其中，该实体可为硬件、硬件与软件的组合、软件，或执行中的软件。例如，部件可为但不限于运行于处理器上的过程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序和/或电脑。作为示例但非限制，运行于服务器上的应用程序及该服务器都可为部件。一个或多个部件可驻留于过程和/或执行线程内，且部件可位于一台电脑上和/或分布于两个或更多电脑之间。另外，这些部件可从储存有各种数据结构的各种电脑可读媒体执行。该些部件可例如依据具有一个或多个数据包的信号(例如，来自通过该信号与本地系统、分布式系统中的另一个部件及/或与其它系统在网络例如因特网上进行交互的一个部件的数据)，通过本地和/或远程过程通信。又例如，部件可为具有由电性或电子电路操作的机械部件提供的特定功能的装置，该电性或电子电路可由处理器执行的软件或固件应用操作，其中，该处理器可为该装置内部或外部的处理器并执行该软件或固件应用的至少部分。又例如，部件可为不具有机械部件而是通过电子部件提供特定功能的装置，该电子部件可在其中包括处理器，以执行软件或固件，从而至少部分提供该电子部件的功能性。

另外，术语“或”意图指包含性“或”而非排除性“或”。也就是说，除非另外说明或者上下文中明确指出，否则“x采用a或b”意图指任意自然的包含性排列组合。也就是说，如果x采用a；x采用b；或x采用a及b，则任意上述情形都符合“x采用a或b”。而且，用于本说明书及附图中的冠词“一个”通常应当被解释为“一个或多个”，除非另外说明或上下文中明确地指单数形式。

另外，术语“包括”意图为开放性或包含性术语，而不是封闭性或排除性术语。术语“包括”可由术语“包含”替代并被视为具有类似范围，除非以其它方式明确地使用。例如，“包括苹果的一篮水果”将被视为与“包含苹果的一篮水果”具有相同的范围广度。

此外，术语“用户”、“技术人员”、“操作者”、“消费者”、“代理人”等在本说明书中可互换使用，除非上下文确认该些术语之间的特定区别。应当了解，此类术语可指人类实体或自动部件(例如通过人工智能支持，如通过基于复杂的数学形式体系进行推理的能力那样)，其可提供模拟视觉、声音识别等。

本发明主题的态样、特征或优点可以大体上任意或任意、有线、广播、无线通信、无线电技术或网络，或其组合的方式来开发。此类技术或网络的非限制性例子包括广播技术(例如亚赫兹、极低频、甚低频、低频、中频、高频、甚高频、特高频、超高频、太赫兹广播等)；以太网；x.25；功率线类型网络，例如功率线音频视频以太网(powerlineaudiovideoethernet)等；家庭基站技术；wi-fi；微波接入全球互通(worldwideinteroperabilityformicrowaveaccess)；增强型通用分组无线电服务；第三代合作伙伴计划、长期演进技术；第三代合作伙伴计划通用移动电信系统；第三代合作伙伴计划2，超移动宽带；高速分组接入；高速下行分组接入；高速上行分组接入；全球移动通信系统演进无线电接入网络的增强型数据速率；通用移动电信系统陆地无线电接入网络；或长期演进升级版。

上面的说明包括示例本揭露主题的系统和/或方法的例子。当然，本文中不可能说明部件或方法的每个组合。本领域的普通技术人员可意识到，所请求保护的主题的许多另外的组合及排列是可能的。另外，若详细说明、权利要求书、附录及附图中使用术语“包括”、“具有”、“具备”以及类似词语，则此类术语意图是包含性的，其方式类似术语“包含”，如术语“包含”在权利要求中被用作连接词时被解释的那样。