表面增强发光(SEL)分析牵涉利用光子(诸如利用激光束)的样品的撞击，以及光发射或表面增强发光的收集。将光发射与标识指纹的物质比较以标识样品的组成。表面增强发光分析的一个示例是表面增强拉曼光谱学(SERS)。
附图说明
图1是示例表面增强发光(SEL)分析器的示意图。
图2是用于使用SEL分析物质的示例方法的流程图。
图3是示例SEL分析器的示意图。
图4是用于使用SEL分析物质的示例方法的流程图。
图5是示例表面增强拉曼光谱学分析器、示例SEL分析器的示意图。
具体实施方式
图1示意性地图示了示例表面增强发光(SEL)分析器20。SEL分析器20利用表面增强发光来分析样品。表面增强发光的一个示例是表面增强拉曼光谱学(SERS)。具有多种物质的多物质样品的SEL分析有时易受由于具有重叠的SEL特性的不同物质所致的不精确性影响。
如此后将描述的，SEL分析器20为多物质样品中的化学组分标识提供增强的精确度。SEL分析器20通过分解样品的至少一种物质来修改被分析的样品，通过至少断裂样品的所述至少一种物质中的分子键来分解样品的所述至少一个物质。经修改的样品具有经更改的SEL特性，使得样品的不同物质的SEL特性不彼此重叠或彼此重叠到较少的程度。作为结果，SEL分析器20促进多物质样品的更精确的化学组分标识。
如通过图1所图示的，SEL分析器20包括激光源24、激光源30和SEL收集器34。激光源24包括具有发射波长或发射波长范围的激光器，该发射波长或发射波长范围通过至少断裂样品的物质的分子键来分解样品的物质，以更改由通过激光源30对样品的激发所引起的SEL。在一种实现方式中，激光源24提供具有单个发射波长的光子36的激光束，其中激光束聚焦于被分析的样品。在另一实现方式中，激光源24可以提供具有多个改变的发射波长的光子36的激光束。例如，在一种实现方式中，由激光源24提供的光子36的激光束可以具有跨波长的范围扫掠或扫描的发射波长。在另一实现方式中，由激光源24提供的光子36的激光束可以具有多个预定发射波长。
在一种实现方式中，激光源24包括紫外激光源。在一种实现方式中，激光源24具有40nm至400nm的发射波长。在一种实现方式中，激光源24输出具有254nm的波长的激光束。在其它实现方式中，激光源24可以输出具有其它波长的激光束。
在一种实现方式中，激光源24在被分析的样品处针对预先确定的持续时间或剂量而引导具有所选波长或波长群组的光子36的激光束，以便断裂样品的非目标物质的分子键，该非目标物质可能具有与目标物质的SEL特性重叠的SEL特性。所选波长或波长群组以及预先确定的持续时间或剂量使得目标物质的分子键不断裂，并且不具有经更改的SEL特性。在一种实现方式中，激光束36的波长和剂量断裂非目标物质的大部分、并且在一些实现方式中全部的分子键，而不蒸发非目标物质。在一种实现方式中，激光源24引导具有波长并且针对充足的持续时间或剂量的光子的激光束36，以便为非目标物质留下作为样品的部分的断开的分子键，而没有非目标物质的大部分的蒸发/消融。作为结果，支撑样品的底层SEL结构可以保持至少大体完整。在再其它的实现方式中，激光源24引导具有波长或波长群组并且针对预先确定的持续时间/剂量的光子36的激光束，以便蒸发或消融非目标物质的大部分。在一种实现方式中，激光源24引导具有波长或波长群组并且针对预先确定的持续时间的光子的光子36的激光束，以便完全蒸发和去除非目标物质。
激光源30包括具有被选择成激发样品使得样品发射由SEL收集器34收集和感测的光子40的波长的光子38的源。在一种实现方式中，激光器30以聚焦于被分析的样品上的激光束的形式输出光子38。在其它实现方式中，取决于样品及其底层支撑，光子38可以以除了激光束之外的形式应用。
在实现中，激光源30具有将样品激发到表面增强发光的状态的发射波长。在一种实现方式中，激光源30具有500和900nm之间的发射波长。在一种实现方式中，激光源30具有可见光的波长。在一种特定实现方式中，激光源30具有785nm的波长。在另一实现方式中，激光源30具有687nm的波长。在再其它的实现方式中，激光器30可以具有取决于被分析的样品的目标物质和支撑样品的衬底或台座的特性的其它发射波长。
在所图示的示例中，激光源24和激光源30包括分立的激光器或激光发射器件。在一种实现方式中，激光源24和激光源30共享光学引导和聚焦元件。例如，在一种实现方式中，激光源24和激光源30共享调节激光束并且朝向样品引导来自源24和30的激光束的透镜和镜体。作为结果，分析器20可以不太昂贵并且可以更加紧凑。在其它实现方式中，如通过断线46所指示的，激光源24和激光源30可以由单个激光器件提供，该单个激光器件是选择性可控或可调节的，以便充当用于光子36和光子38二者的源。在一种实现方式中，将激光源24、激光源30和SEL收集器34提供为单个单元。
SEL收集器34包括收集和感测从被分析的样品发出的光子40的器件。在一种实现方式中，SEL收集器34包括光电倍增器。在一种实现方式中，SEL收集器34包括电荷耦合器件(CCD)、电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)器件或光电倍增管(PMT)。如此后描述的，在一些实现方式中，可以提供附加的光学组件以在光子40被收集器34接收到之前聚焦、引导或更改从样品发出的光子。例如，这样的光学组件可以包括陷波滤波器(notch filter)或边缘滤波器、镜体或聚焦透镜。
图2是图示了用于使用表面增强发光来分析样品的示例方法100的流程图。出于描述的目的，将方法100描述为由如图1中图示的分析器20实施。方法100可以可替换地由此后描述的分析器或其它经适当设计的分析器中的任何一个来实施。
如通过方法100的块104所指示的，通过断裂样品的第二物质的分子键以形成经修改的样品来修改包括第一物质和第二物质的样品。经修改的样品具有减少第一物质和第二物质的SEL特性的重叠的经更改的SEL特性。
如通过图1中的示例所图示的，向分析器20呈现具有目标物质52(示意性地图示)和非目标物质54(示意性地图示)的示例样品50(示意性地图示)以实施方法100。在一种实现方式中，在SEL结构上呈现样品50，该SEL结构进一步增强或促进SEL在被光子38激发时从样品的发射。例如，在其中分析器20包括拉曼光谱学分析器的一种实现方式中，可以在表面增强拉曼光谱学(SERS)结构上支撑样品50。在再其它的实现方式中，可以在促进其它形式的SEL分析的SEL结构上支撑样品50。
物质52和54可以具有使得它们在其分子键完整时具有可能彼此重叠的SEL特性的性质。换言之，在缺少根据块104进行修改的情况下并且当被光子38激发时，物质52和54具有使得它们发射具有类似或相同特性的光子40的化学组成，从而损害表面增强发光分析适当地区分物质52和54并且标识目标物质52的特性的能力。
为了增强SEL收集器34适当地区分物质52和54并且标识目标物质52的特性的能力，激光源24通过在样品50处引导光子36来实施块104中描述的修改。由激光源24提供的光子36断裂物质54的分子键(如通过“X”示意性指示的)，而不断裂目标物质52的分子键，或断裂目标物质52的分子键以免损害或大体改变目标物质52的SEL特性。如通过1示意性示出的，跨样品50的大部分(如果不是样品50的全部的话)宽泛地引导光子36从而撞击物质52和54二者。
在一种实现方式中，激光源24引导具有波长并且针对充足持续时间的光子36的激光束，以便为非目标物质54留下作为样品的部分的断开的分子键，而没有物质的大部分的蒸发/消融。作为结果，支撑样品的底层SEL台座或结构可以保持至少大体完整。在再其它的实现方式中，激光源24引导具有波长或波长群组并且针对预先确定的持续时间的光子36的激光束，以便断裂分子键，而且还蒸发或消融非目标物质的大部分。在一种实现方式中，激光源24引导具有波长或波长群组并且针对预先确定的持续时间的光子36的激光束，以便完全蒸发和去除非目标物质54。在一个示例中，样品50被来自激光源24的断裂分子键的紫外电磁辐射撞击。在其它实现方式中，样品50可以被来自源24的具有其它波长的电磁辐射撞击。
如通过图2的块108所指示的，SEL收集器34收集由经修改的样品的激发导致的SEL数据。如通过1所示，样品50的激发导致可能被滤波和/或放大并且引导至收集器34的光子40的发射。收集器34、传感器输出取决于光子40的特性而变化的信号。
如通过块112所指示的，由收集器34输出的信号然后用于标识目标物质52的特性。所收集的SEL数据用于标识目标物质52的特性。在一种实现方式中，将所收集的SEL日期和与化学品或化学组成相关联的历史SEL数据(化学品或化学组成的SEL指纹)比较以标识目标物质52的化学组成和/或样品50的组成。在一些实现方式中，还可以基于光子36的特性和由光子36的应用导致的样品50的SEL特性或属性中的改变而标识或估计非目标物质54的特性。
图3示意性地图示了SEL分析器220，SEL分析器20的示例实现。SEL分析器220类似于SEL分析器20，除了附加地将SEL分析器220图示为包括分析器台座222和控制器250。分析器台座222包括在被分析时可去除地或可释放地支撑样品50的结构。在所图示的示例中，分析器台座222包括可释放地和/或可去除地支撑其上提供样品50的SEL结构224的结构。出于本公开的目的，关于两个结构的附接或耦合的术语“可释放地”或“可去除地”意味着这两个结构可以重复地连接到彼此和从彼此断开而没有对这两个结构中的任一个或其功能的实质损害。在所图示的示例中，台座222允许样品50和底层SEL结构224从分析器220分离，从而促进分析器220在多个不同的样品及其底层SEL结构224上的使用。
SEL结构24增强或促进在被光子38激发时SEL从样品的发射。SEL结构224包括增强荧光光谱学结构或增强发光光谱学结构。例如，在一种实现方式中，SEL结构224可以包括SEL颗粒。SEL颗粒的示例包括但不限于电解池和金属胶体溶液中的电极。
在其中分析器20包括拉曼光谱学分析器的一种实现方式中，结构224可以包括表面增强拉曼光谱学(SERS)结构。在这样的实现方式中，结构224可以包括金属表面或结构，其中分析物与金属表面之间的相互作用导致经拉曼散射的辐射强度中的增加。这样的金属表面可以包括粗糙化的金属表面，诸如周期性光栅。在另一实现方式中，这样的金属表面可以包括经组装的纳米颗粒。在一些实现方式中，这样的金属表面可以包括金属岛。在一种实现方式中，这样的金属岛包括柔性柱状支撑物，诸如柱、针、指状物、颗粒或线。在一些实现方式中，柔性柱状结构可以包括其上可以沉积分析物的金属帽或头。在一些实现方式中，这样的柱状结构由材料形成和/或进行尺寸设计，以便响应于所施加的电场而朝向和远离彼此弯折或弯曲。在一些实现方式中，SERS结构是可移动和自致动的，其中这样的柱状结构响应于微毛细管力而朝向彼此弯折或弯曲以便自组织，其中这样的弯折促进结构之间的紧密间距，以得到更大的经散射的辐射强度。
在一些实现方式中，柱状结构是导电的，使得柱状结构和/或其金属帽或头提供强化分立点处所生成的电场以增强分析物的带电离子对结构224的柱状结构的吸引的分立充电点。例如，在一些实现方式中，柱状结构由导电聚合物形成，所述导电聚合物诸如聚(3，4-乙二氧噻吩)或PEDOT(或有时PEDT)、基于3，4-乙二氧噻吩或EDOT单体的导电聚合物。在一种实现方式中，SERS结构具有纳米尺度以促进纳米增强拉曼光谱学(NERS)。这样的纳米尺度NERS结构可以使得在这样的结构上吸收的分析物所散射的辐射的强度增加至如1010倍那样高或甚至如1016倍那样高。在再其它的实现方式中，这样的柱状结构可以由非导电材料(诸如非导电聚合物)形成，或者可以由金属材料(诸如拉线灯丝等)形成。
在所图示的示例中，分析器台座222通过单个框或框架256固定耦合至激光源24、激光源30和收集器24，从而提供单个自包含的单元258。出于本公开的目的，术语“耦合”应当意味着两个构件直接或间接结合到彼此。这样的结合可以在性质上是静止的或在性质上是可移动的。这样的结合可以利用这两个构件或这两个构件和任何附加的中间构件与彼此一体地形成为单个单元体或利用这两个构件或这两个构件和任何附加的中间构件附接到彼此来实现。这样的结合可以在性质上是永久的，或者可替换地可以在性质上是可去除的或可释放的。在所图示的示例中，分析器台座222还物理耦合到控制器250作为单个单元。在其它实现方式中，控制器250可以是连接到或插入到单元258中的独立单元。
控制器250包括在至少控制激光源24、激光源30和SEL收集器34的操作中遵循指令的处理单元。出于本申请的目的，术语“处理单元”应当意味着执行非暂时性存储器中所包含的指令序列的电子或计算硬件。指令序列的执行使得处理单元执行诸如生成控制信号之类的步骤。可以从只读存储器(ROM)、大容量存储设备或某种其它持久性储存在随机存取存储器(RAM)中加载指令以供处理单元执行。在其它实施例中，可以取代于软件指令或与软件指令组合地使用硬连线电路以实现所描述的功能。例如，控制器250可以体现为一个或多个专用集成电路(ASIC)的部分。除非另行具体地指出，否则控制器不受限于硬件电路和软件的任何具体组合，也不受限于用于由处理单元执行的指令的任何特定源。
在所图示的示例中，遵循非暂时性存储器中包含的指令的控制器250实施图4中图示的示例方法300以用于测试和分析样品。如通过图4的块304所指示的，遵循非暂时性存储器中包含的指令的控制器250命令激光源30通过利用光子38撞击样品50来激发样品50。在所图示的示例中，以激光束的形式传输光子38。如通过块304进一步指示的，控制器250命令收集器34收集初始或第一SEL数据，其中数据是基于由样品50(和可能地，底层结构224)响应于被光子38激发而发射的光子40。
如通过块306所指示的，在接收到初始SEL数据之后，控制器250命令激光源24向样品50应用第一光子36。在一种实现方式中，以激光束的形式应用第一光子36。第一光子36针对持续时间/剂量而被应用，并且具有导致非目标物质54的分子键断开的发射波长。在一种实现方式中，第一光子的持续时间和波长断开非目标物质54的分子键而不蒸发/消融非目标物质54中的任何或至少大部分。在另一实现方式中，第一光子的持续时间和发射波长足以不仅断开分子键，而且蒸发非目标物质54的部分或大部分。第一光子的持续时间和波长不分解并且不断开目标物质52的分子键。由于非目标物质54的键断开，因此来自非目标物质54的光子40的贡献被更改或降低，使得至少减少来自非目标物质54和目标物质52的SEL之间的任何重叠。
如通过块308所指示的，在第一光子36的应用之后，控制器250再一次命令激光源32通过利用光子38再一次撞击现在经修改的样品50来激发现在经修改的样品50。在所图示的示例中，以激光束的形式传输光子38。如通过块308进一步指示的，控制器250命令收集器34收集后续或第二SEL数据，其中数据是基于由经修改的样品50(和可能地，底层结构224)响应于被光子38激发而发射的光子40。作为块306中的样品50的在先修改的结果，第二SEL数据可以不同于第一SEL数据。
如通过块310所指示的，遵循非暂时性存储器中包含的指令的控制器250比较第一SEL数据和第二SEL数据。
如通过块312所指示的，控制器250命令激光源24向样品50应用第二光子36。在一种实现方式中，以激光束的形式应用第二光子36。第二光子36具有不同于之前应用的第一光子36的对应特性的至少一个特性(除了撞击位置之外)。控制器250基于块310中的第一SEL数据和第二SEL数据的在先比较而确定或选择针对第二光子的所述至少一个特性的一个或多个值。作为结果，方法300牵涉闭环反馈以调节光子36向样品50的重复应用，以增强样品50的不同物质的重叠的SEL特性的减少或消除。
在一种实现方式中，应用于样品50的第二光子的所述至少一个特性是第二光子的波长，其中第二光子的波长不同于在先应用的第一光子的波长。在又一实现方式中，第二光子的所述至少一个特性是在此期间向样品50应用第二光子的持续时间。在一种实现方式中，控制器250基于第一SEL数据和第二SEL数据的比较而调节第二光子36的波长和应用持续时间二者。
如关于块306中的第一光子的应用那样，块312中的第二光子的应用是针对一持续时间，并且具有一波长，所述波长导致非目标物质54的附加其余分子键断开和/或其它非目标物质的分子键断开以更改其SEL特性并且减少其与目标物质52的SEL特性的重叠。例如，第一SEL数据和第二SEL数据的比较可以指示非目标物质54的分子键尚未令人满意地断开，要不是并非所有分子键都已经利用第一光子的应用的在先波长和/或持续时间而断开。控制器250可以调节第二光子的应用持续时间和/或波长以更加完整地断开非目标物质54的分子键，以得到通过分析器220的增强性能。作为另一示例，第一SEL数据和第二SEL数据的比较可以指示附加的非目标物质或来自应当更改的其它非目标物质的附加的重叠SEL特性。控制器250可以调节第二光子的应用持续时间以及这样的波长以断开样品50中的附加的非目标物质的分子键。
在一种实现方式中，第二光子的持续时间和波长断开非目标物质54的分子键，而不蒸发/消融非目标物质54中的任何或至少大部分。在另一实现方式中，第二光子的持续时间和发射波长足以不仅断开分子键，而且蒸发非目标物质54的部分或大部分。第二光子的持续时间和波长不分解并且不断开目标物质52的分子键。由于非目标物质54的键断开，因此来自非目标物质54的光子40的贡献被更改或降低，使得至少减少来自非目标物质54(和针对其通过第二光子断开分子键的任何附加的非目标物质)和目标物质52的SEL之间的任何重叠。
如通过块314所指示的，控制器250命令收集器34收集第三SEL数据，其中第三SEL数据是基于由经进一步修改的样品50(和可能地，底层结构224)响应于被光子38激发而发射的光子40。作为块306中的样品50的在先修改的结果，第三SEL数据可以不同于第二SEL数据，其中第三SEL数据可以具有更少的重叠SEL特性以更好地促进关于源自样品50中的其它非目标物质的SEL数据的部分区分源自目标物质52的SEL数据的部分。作为结果，方法300促进物质52和/或其特性的精确且可靠的标识。
在一种示例实现方式中，可以向包含有时一起出现的两种单独化学化合物的样品应用方法100或方法300，所述化合物诸如三聚氰胺，有时为目标物质，以及1，1′-偶氮二(环己甲腈)。在许多情境中，三聚氰胺和1，1′-偶氮二(环己甲腈)可以具有150、650和1000cm-1处的重叠的拉曼峰值。作为结果，化合物中的每一种将掩蔽另一个的信号。
在示例实现方式中，方法100或方法200可以由系统20或系统220在包含1，1′-偶氮二(环己甲腈)和三聚氰胺二者的样品上实施，以增强这样的化学化合物标识的精确度。在一种实现方式中，当分析这样的示例样品时，引导激光源24以在样品上应用紫外激光束。在10-100ms(10-100mJ)的持续时间内应用UV激光束以形成经修改的样品。作为结果，分解非目标物质或化合物1，1′-偶氮二(环己甲腈)，其中分子键断裂以改变1，1′-偶氮二(环己甲腈)化合物的SERS频谱。在所图示的示例中，降低或消除出现在150、650和1000cm-1处的拉曼频谱峰值(SEL或SERS特性)。由于三聚氰胺更加鲁棒，因此应用于样品的UV激光束不断裂三聚氰胺的充足数目的分子键以更改其SERS频谱或其在150、650和1000cm-1处的拉曼峰值。由于非目标物质或化合物的重叠的拉曼峰值被降低或消除而同时目标物质或化合物的对应峰值存留，方法100和300提供目标物质三聚氰胺的拉曼频谱峰值的增强的标识。作为结果，由收集器34从三聚氰胺和1，1′-偶氮二(环己甲腈)的经修改的样品收集的SERS数据可以更好地区分三聚氰胺和非目标化合物，从而促进更加精确的化学组分应用。
分析器20和220以及方法100和300可以应用于具有不同的同时出现的物质的许多其它样品。例如，可以在诸如具有254nm的波长的光之类的UV光之下分解的其它非目标物质或化学组成包括但不限于，偶氮二异丁腈；4,4′-偶氮二(4-氰基戊酸)；2,2′-偶氮二(2-甲基丙脒)二盐酸盐；以及苯偶姻甲基醚。在其它实现方式中，可以调节由激光源24应用的光子的波长和/或持续时间以在激发经修改的样品以用于SEL数据收集和分析之前断开其它非目标物质或化合物的分子键。
图5是示意性地图示了SEL分析器520，分析器20或分析器220的示例实现方式的图。在所图示的示例中，SEL分析器520包括SERS分析器，其可以实施以上描述的方法100或方法300。分析器520包括台座522、激光源524、激光源530、激光引导光学器件532、SERS频谱光学器件533、SERS收集器534和控制器550。
台座522可去除地或可释放地支撑其上呈现样品50(示意性地图示)的SERS结构524。激光源524和激光源530类似于以上描述的激光源24和激光源30。在所图示的示例中，激光源524和530包括分离且独立的激光源，其中这样的激光源二者使用激光引导光学器件532的共享集合向台座522支撑的样品50和结构524引导激光束。
激光引导光学器件532在不同时间向台座522上的SERS结构524引导光子36和光子38。在所图示的示例中，光学器件532包括分束器551、扩束器552、激光滤波器554、分色镜556和聚焦透镜558。分束器551通过激光源524和530中的每一个促进扩束器552、激光滤波器554、分色镜556和聚焦透镜558的共享。扩束器552扩展从激光源524、530中的任一个接收的激光束，而滤波器554减少或消除不想要的激光背景、散射和等离子体以优化信噪比。尽管被示意性地图示为单个滤波器554，但是滤波器554可以包括多个分离的接连滤波器。分色镜556朝向聚焦透镜558重定向激光束。聚焦透镜558将来自激光源524和530的单独激光束聚焦到样品50和SERS结构524上。在其它实现方式中，激光引导光学器件532可以取决于由激光源524、530中的每一个提供的激光束的特性和用于使这样的激光束到达SERS结构524和台座522的路径而包括附加的或更少的这样的光学组件。
SERS频谱光学器件533校正由样品50朝向收集器534发射的SERS频谱、光激发光或SEL。光学器件533可以在SEL到达收集器534之前聚焦或放大SEL。在所图示的示例中，光学器件533包括聚焦透镜558、分色镜556(以上描述了其中的每一个)、激光滤波器560、光栅透镜562、镜体564、镜体566和聚焦透镜568。聚焦透镜558捕获由受激发的样品50发射的光子，并且通过分色镜566和通过激光滤波器560和光栅透镜562将经聚焦的光子传递到镜体564上。激光滤波器560，类似于激光滤波器554，减少或消除不想要的激光背景、散射和等离子体以优化信噪比。光栅透镜562在向镜体564上引导所捕获的光子之前扩展所捕获的光子。镜体564和566重定向光，而同时在光被捕获并且由聚焦透镜568聚焦到收集器534上之前扩展光子或光。
收集器534类似于以上描述的收集器34。收集器534输出指示所捕获的光子的频谱的信号。在图5和6中示出用于一个示例样品的这样的频谱的示例。如以上所描述的，可以将这样的频谱与频谱指纹比较以标识样品50的化学组成。在其它实现方式中，SERS频谱光学器件533可以具有附加的或更少的组件，并且可以取决于在被激发时从样品50发射的光子的属性以及用于使这样的光子从台座522到收集器534的路径而具有可替换的布置。
控制器550类似于以上描述的控制器250。控制器550包括遵循非暂时性计算机可读介质或存储器中的指令以实施以上描述的方法100和/或方法300的处理单元。控制器550通过断裂非目标化合物或物质的分子键而同时留下目标化合物或物质不受更改来修改SERS结构524和台座522上的样品50。在一种实现方式中，由激光源524应用的激光束断裂非目标化合物或物质的分子键而没有大幅损害或更改目标物质或化合物的分子键并且没有损害或更改底层STRS结构524。对目标物质的分子键的“大幅”损害意味着SEL或拉曼频谱具有经更改的特性，以便不再可匹配于用于标识化学化合物的指纹SEL或拉曼频谱。非目标化合物或物质的重叠的拉曼频谱被减少或消除。作为结果，控制器550具有关于利用来自收集器534的所收集的数据来标识目标化合物或衬底的特性的增强的精确度。
尽管已经参照示例实现方式描述了本公开，但是本领域技术人员将认识到，可以在形式和细节方面做出改变而不脱离于所要求保护的主题的精神和范围。例如，尽管可能已经将不同的示例实现方式描述为包括提供一个或多个益处的一个或多个特征，但是设想到所描述的特征可以与彼此互换或可替换地与彼此组合在所描述的示例实现方式中或在其它可替换的实现方式中。由于本公开的技术相对复杂，因此并非技术中的所有改变都可预见到。参照示例实现方式描述并且在随附权利要求中阐述的本公开清楚地意图是尽可能宽泛的。例如，除非具体地另行指出，否则叙述单个特定元件的权利要求还涵盖多个这样的特定元件。权利要求中的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅区分不同的元件，并且除非另行陈述，否则不与本公开中的元件的特定顺序或特定编号具体地相关联。