用于检测和测量诸如食物毒素的目标化合物的设备和方法

专利名称：用于检测和测量诸如食物毒素的目标化合物的设备和方法
技术领域：
本发明涉及用于检测并量化诸如食物毒素的目标化合物的设备和方法，所述食物 毒素诸如霉菌毒素(诸如黄曲霉毒素)。所述设备还可以用于检测其它感兴趣的毒素和无 毒化合物。
背景技术：
霉菌毒素是真菌的有毒代谢副产品，其可有害地污染各种人类食物和动物饲料， 包括可食用坚果、含油种子、谷粒和产自它们的饲料和产品。其中尤为重要的是，黄曲霉毒 素是由真菌黄曲霉和寄生曲霉所生成的一组密切相关的霉菌毒素。并非真菌的所有菌株都 生成黄曲霉毒素；因而，只存在黄曲霉或寄生曲霉并不意味着在基底中存在黄曲霉毒素。因 此，直接确定霉菌毒素水平是对食物和饲料进行质量控制的一个重要方面。通常通过利用高效液相层析法(HPLC)来执行这种测量。然而在HPLC设备是不可 用或不适当的那些情况下，也可以通过薄层层析法(TLC)来确定。使用发射波长为366nm 的汞灯作为光源来刺激荧光，商业扫描器可用于在TLC分隔之后确定霉菌毒素，所述荧光 通过光电倍增管来检测和量化。对于定量测试来说，还存在放射免疫测定技术和基于免疫化学的技术，诸如酶联 免疫吸附测定(ELISA)方法。可以使用小型色谱柱(在传统上被称作微柱)来定性检测霉菌毒素。各种微柱方法 已经被用作国际AOAC(官方分析化学师协会)的官方测试。对于黄曲霉毒素，主要使用微柱测 试作为“通过”或“不通过”现场测试以便例如接受或拒绝一货车花生或玉米，并且作为中心试 验室筛选测试以避免需要定量的测试样本，所述测试样本不包含可检测到的黄曲霉毒素量。在我们的一并待决的专利申请PCT/GB2006/050115中，我们描述了用于检测或 确定目标的设备，所述目标包括目标化合物、衍生的目标化合物或目标化合物刺激部分 (moiety)，所述设备包括用于安装样本盒的装置，所述样本盒包括能够将目标固定或隔离 在层或带中的包装或涂层，用于发射用来激发荧光辐射的辐射的激发单元，对所述荧光辐 射灵敏的检测单元，和用于相对移动安装装置和检测单元的装置，由此可以感测来自所述 目标的荧光辐射。虽然在专利申请PCT/GB2006/050115中描述的设备非常有用，但是其一次仅检测 单个目标化合物或目标化合物刺激部分。虽然有人尝试只具有单个目标化合物，但是在实 践中常常存在一种以上的目标化合物并且它能够识别和量化多个目标化合物将是有用的。能够一次检测一种或一种以上的目标化合物或衍生目标化合物以及一次检测不 会生成荧光辐射的一种或一种以上的目标化合物将是更有用的。并非所有感兴趣的目标化 合物都会发出荧光并且识别这样的目标化合物将是有用的。

发明内容
依照第一方面，本发明提供了一种用于检测或确定目标的方法，该目标包括多个目标化合物或衍生目标化合物，所述方法包括
将所述目标固定在载体上， 将辐射引导至所述目标，选择所述辐射以使所述目标发射相关辐射，检测由所述目标发射的所述相关辐射，以及
分析所检测的辐射以识别和/或量化所述目标中的该多个目标化合物。优选地，所检测的辐射包括光谱或光谱混合，并且光谱数据被存储为数据矩阵，所 述数据矩阵的行为波长而列为整个目标的光谱获取位置。优选地，使用诸如主成分分析的多元数据分解来分析所述光谱数据以分解所述数据。优选地，将所分解数据的矩阵与已知化合物的参考光谱比较以提供匹配光谱。在 数据矩阵中的匹配参考光谱可以用来识别目标化合物。在数据矩阵中的匹配参考光谱可以 用来导出目标化合物的相对浓度。优选地，使用最小二乘法来使用已知参考目标化合物的已知浓度的参考光谱由相 对浓度来估计绝对浓度。优选地，在光谱范围内的参考与预测光谱之间的相关度提供了关于目标的定性信 肩、ο依照第二方面，本发明提供了一种用于检测或确定目标的设备，该目标包括多个 目标化合物或衍生目标化合物，所述设备包括用于安装载体的装置，所述目标被固定在所述载体上，激发单元，用于发射辐射并且将所述辐射引导至所述目标，选择所述辐射以使所 述目标发射相关辐射，检测单元，对由所述目标发射的所述相关辐射灵敏，以及用于分析所检测的辐射以识别和/或量化所述目标中的该多个目标化合物的装置。优选地，所述检测单元包括用于产生所检测的辐射的光谱的光谱仪。所述检测单元可以包括用于将辐射传递到光谱仪的光纤。所述设备可以包括数据存储装置，其适于将所检测的辐射的光谱存储为数据矩 阵，该数据矩阵的行为波长而列为整个目标的光谱获取位置。优选地，所述用于分析所检测的辐射的装置适于使用多元数据分解来分析所述光 谱数据。优选地，所述用于分析所检测的辐射的装置适于使用主成分分析来分析所述光谱 数据以分解所述数据。在一个方案中，用于发射辐射并且将所述辐射引导至所述目标的激发单元包括用 于发射使所述目标中产生荧光的辐射的装置。在另一方案中，用于发射辐射并且将所述辐射引导至所述目标的激发单元包括用 于发射使所述目标中产生拉曼散射的辐射的装置。可以提供用于相对移动安装装置和检测单元的装置，由此可感测来自目标的不同 点的相关辐射。依照第三方面，本发明提供了一种用于检测或确定目标的设备，该目标包括目标化合物或衍生目标化合物，所述设备包括用于安装载体的装置，所述目标被固定在所述载体上，激发单元，用于发射辐射并且将所述辐射引导至所述目标，选择所述辐射以使所述目标中产生拉曼散射，由此发射相关辐射，检测单元，对由所述目标发射的所述相关辐射灵敏，以及用于分析所检测的辐射以识别和/或量化目标化合物的装置。优选地，所述检测单元包括用于提供所接收的辐射的光谱的光谱仪。所述检测单元可以包括用于将辐射传递到光谱仪的光纤。优选地，所述激发单元包括用于提供适当波长的激光束以促进目标中拉曼激发的 激光器。可以提供用于相对移动安装装置和检测单元的装置，由此可感测来自目标的不同 点的相关辐射。优选地，所述用于安装所述目标的装置包括一装置，其用于将所述目标固定或隔 离在包装或涂层中或者表面上，或涂覆有用于所述目标的吸附剂的棒，或内部涂覆有用于 所述目标的吸附剂的管或试管，或者装有用于所述目标的矿物质或聚合物吸附剂的盒。用于安装目标的装置可以包括玻璃、金属或塑料的滑块。优选地，用于相对移动安装装置和检测单元的装置包括用于以扫描检测单元通过 整个目标的方式来相对移动它们的装置。优选地，用于相对移动安装装置和检测单元的装置包括用于在线性方向上相对移 动它们的装置和用于相对旋转它们的装置。所述设备还可以包括处理单元，其将检测器单元的输出转换为可读值，所述可读 值与在包装或涂层中或者表面上固定的目标化合物的量相关。所述载体例如可以包括盒。然而术语“载体”可以包括任何可拆卸的单元，其能够 支撑吸附剂的包装或涂层，在其上可以固定毒素层。适当的‘载体’包括包含适当的矿物 质或聚合物吸附剂包装的小玻璃微柱或塑料管，以及具有内部或外部吸附剂涂层的试管或 棒或滑块。


现在参照附图描述本发明的优选实施例，其中图1是依照本发明的设备的优选实施例的主要组件的示意性侧视图；图2是图1的方案的示意性平面图；图3是依照本发明的设备的进一步优选实施例的侧视图；图4是用于检测和测量多个目标的设备的电子组件的总体方案；以及图5是关于包括多个目标化合物的目标的原始荧光光谱数据的光谱轮廓。
具体实施例方式本发明的一个实施例基于以下认识某些波长的辐射会激发诸如食物成分或污染 物(诸如霉菌毒素)的目标化合物发出荧光，并且所发射的荧光的波长明显不同于(通常 长于)激发波长。所发射的光量与物质量成正比，所发射的光量的测量值可以用来量化在样本盒中固定的目标化合物(诸如霉菌毒素)的含量并且我们使用光谱分析来提供关于所 存在的多个毒素的识别信息。目前，我们已经发现我们可以使用拉曼光谱学来对不发出荧光的目标化合物进行 类似的分析。拉曼光谱学是一种分光技术，其依赖于通常来自激光器的可见光、近红外或近 紫外范围的单色光的非弹性散射(拉曼散射)。例如，激光器可以是波长为633nm(可见的 红光)的HeNe源或者波长为785nm的NIR 二极管。在该系统中激光与声子或其它激发相 互作用，导致激光器光子的能量向上或向下偏移。能量的偏移给出了与系统中的声子模式 有关的信息。本发明的优选实施例涉及从食物中提取诸如多个化学毒素的目标，将毒素作为层 或带固定在柱状包装或涂层中或者作为层固定在滑块(slide)的表面或其它表面上。在使用荧光方法中，所述方法涉及通常利用UV辐射以适当的波长辐照带以激发 由该带发射荧光，检测所述荧光并且分析荧光光谱并且分析所检测的信号以提供多个毒素 的浓度测量值和识别(一般是十亿分之几)。在使用拉曼光谱学中，所述方法涉及将适当的激光辐射传递到层，检测所产生的 拉曼效应，分析光谱以提供多个毒素的浓度测量值和识别(一般是十亿分之几)。因此，用于荧光的设备通常包括用于样本盒的支架(例 如微柱、塑料、玻璃或金属 管、试管或棒)，其包括能够将一个或多个目标化合物固定或隔离在层或带中的包装或涂 层；激发单元，其发射用于在包装或涂层中固定或隔离的目标化合物或衍生目标化合物中 激发荧光的辐射；检测单元，其对每个发荧光的目标化合物发射的辐射灵敏；用于相对移 动样本盒和检测单元的装置，借此可以感测到辐射；以及处理单元，将检测器单元的输出转 换为与在层或带中固定的目标化合物的量相关的可读值。所述输出可以被馈送到计算机以 用于分析或馈送到相关联的显示屏幕。样本盒和检测单元的相对移动不仅允许通过相对对 准它们来感测辐射而且允许发荧光的目标化合物被扫描，从而确保检测发荧光的目标化合 物的程度以给出所存在的一个或多个发荧光的目标化合物的量的定量测量值。典型地，外壳还包含电源或者连接到电源的装置，用于向激发单元、检测单元和处 理单元供电。在设备中使用的典型的‘盒’包括装有一层或多层吸附剂的透明管，所述吸附剂是 适于隔离和固定待检测的目标化合物的聚合物。在使用中，从可能被霉菌毒素污染的样本 或其它目标中提取的溶液通过检测管传输或者借助适当的溶剂或溶剂混合物通过管传输。 盒系统的本质在于通过具体吸附剂来固定感兴趣的霉菌毒素，使得所述霉菌毒素在该盒中 作为能够被荧光检测的层或带。一些霉菌毒素是自然发出荧光的，而其它霉菌毒素需要将 衍生剂添加到溶液或柱来产生发荧光的衍生物。在霉菌毒素混合物通过设备并且由各种吸附剂接触时，所选择的霉菌毒素被固定。可商购的用于检测黄曲霉毒素的盒一般装有硫酸钙、硅胶、氧化铝、硅酸镁载体 (TM)和硫酸钙层，在每一端的适当塞子将这些层保持在柱中。例如我们的专利申请PCT/ GB2006/050115的图1示出了针对UV黑光(365nm)以下的最小蓝色荧光而选择的硼硅玻璃 的微柱，其具有5mm的外径，3. 4mm的内径以及12cm长，该微柱被熔化为14mm外径、3cm长 度的硼硅玻璃以用作储存器。
这一固定现象还使得感兴趣的霉菌毒素与干扰化合物(interferingcompound) 相分隔。干扰化合物是最普遍的其它发荧光的物质。然而，为了本公开的目的，还可考虑抑 制分析物的荧光和/或妨碍激发分析物的物质作为干扰化合物。可以通过选择适当的矿物质来固定各种霉菌毒素，所述矿物质包括三羟铝石、拟 薄水铝石、三水铝矿、薄水铝石、铝土矿和酸性、碱性或中性氧化铝。用于赭曲毒素A的盒例如可以包括(从柱底部开始)蓝色Tac塞子(0. 3cm)；脱 水硫酸钠(Icm)；酸洗砂(0. 5cm)；拟薄水铝石(0. 5cm)；脱水硫酸钠(2. Ocm)。用于固定霉菌毒素及其它目标的盒可以包括专用的聚合物。用于黄曲霉毒素的盒 例如可以包括由功能单体亚甲基双丙烯酰胺衍生的聚合物。类似地，用于赭曲毒素A的盒 可以包括由功能单体衣康酸和二乙氨乙基丙烯酸甲脂衍生的聚合物。盒和吸附剂的相同或类似的方案可以用于使用拉曼光谱学来分析，但是在可替换 方案中所述盒可由包括表面的载体来代替，例如其上沉积有一个或多个目标化合物的玻璃 或塑料或金属滑块或棒。因此，在用于检测拉曼光谱的设备中，我们优选分析目标化合物， 所述目标化合物通过沉积在诸如玻璃或塑料或金属滑块或棒的表面上来固定。所述表面优 选涂覆有适当的吸附剂和/或表面增强剂，诸如胶态金，以增强拉曼光谱的强度。我们将描述图1和2，它们示出了该设备的一般形式。在图1到3中示出了设备的 优选实施例。所述设备适于允许包含样本的载体可相对于设备的其它部分相对移动以便实 现360°评价所述样本。如图1所示，管状支架安装在支撑平台上以容纳盒3。所述盒3包含如先前所述的毒素。提供激发单元5。如果该设备使用荧光来分析毒素，则激发单元5是图1和2中示出类型的激发单 元，其提供某一波长的辐射(例如可见光或紫外光、氙气灯或具有基本上UV成分的发光二 极管或UV发光二极管是适当的源)以激发目标毒素中的荧光。如果该设备使用拉曼方法来分析毒素，那么替代图1和2中示出的激发单元，提供 拉曼激发单元，其提供某一波长的辐射以激发拉曼效应并且通过毒素中的激发声子来提供 拉曼散射。拉曼激发单元优选是激光器，其提供在可见、近红外(NIR)或近紫外范围内的适 当波长的激光束。例如，该激光器可以是波长为633nm(可见红光)的HeNe源或者波长为 785nm的NIR 二极管。支架1具有第一侧孔4，用于允许来自激发单元5的激发能量通过盒 3的壁施加到毒素层上。例如与孔4处于90°但是与孔4处于相同水平面的第二侧孔6允许荧光辐射或拉 曼辐射根据情况从毒素层发射以由与孔6对准的光纤31捕获。光纤31将所检测的辐射传 递到适当的光谱仪107。光谱仪107提供所检测辐射的光谱(使用适当的光谱仪来检测荧 光或拉曼信号)。来自光谱仪107的信号被传递到独立的计算机32或者被传递到在内置在该工具 中的软件以用于分析。盒3位于支架1内，使得固定的毒素层与孔4和6处于相同的平面内或与之重叠。用于提供荧光的激发单元5 (在图1和2中图示的)包括与孔4对准的光学镜筒 8，具有吸收光线的内表面。光学镜筒8的远离支架1的一端由电路板9封闭，所述电路板9具有用于镜筒8内的电路板9上安装的发光(优选为UV) 二极管的电连接。在镜筒8内，准直透镜11准直由二极管10发射的辐射，并且该准直的辐射由镜筒8另一端的透镜12经由 孔4引导至支架1内的焦点。在透镜11和12之间插入干涉滤光片13，其使具有适于在所 需的目标中激发荧光的能量带的辐射通过。适当地，滤光片13可在镜筒8中的槽内滑动， 使得其可以被容易地替换或改变以提供不同特性的波长带来用于激发。虽然我们已经图示了具有包括玻璃微柱的盒3的设备，其中所述设备与拉曼光谱 学一起使用，但是毒素更通常地沉积在包括表面的载体上，诸如由玻璃或塑料或金属制成 的滑块或棒。在滑块或棒的情况下，毒素被固定在滑块或棒的表面上或者更通常地固定在 其上的涂层上。在使用图1和2的设备中，当盒、棒或滑块3位于支架1中时，其下端相对于支撑 板21定位。因为固定毒素层在盒或滑块中的位置可以在连续分析中改变，所以板21优选 上下垂直调节，使得毒素层可以被带入到孔4和6的平面中。另外，垂直移动允许该系统用 于检查多个带，其中不同的毒素被固定在吸附剂的叠层上。由暴露于激发孔4的辐射的一小部分毒素层产生从发射孔6发出的荧光或拉曼辐 射。由荧光或拉曼散射所生成的辐射随后沿着光纤31发送到光谱仪107。通过将盒、滑块 或棒配置为可相对于激发和发射孔垂直旋转和移动，意味着接收激发辐射并且被观看到的 该一小部分毒素在旋转和垂直移动期间改变(即被观看到的该一小部分毒素在毒素的整 个表面上被扫描)，才而在整个毒素层暴露于激发孔4时可以从其中获取读数。适当地，盒 /滑块/棒的端部牢固地定位于在支撑板21上安装的夹持插槽22中，使得旋转支撑板21 也旋转了盒/滑块/棒3。因为支撑板21被安装在螺纹棒23上，其中该螺纹棒23由采用数字线性致动器形 式的致动器电机24来驱动，所以方便地组合了旋转和垂直运动。因此，棒23的旋转既旋转 了支撑板21又将其垂直移动。重要的是，棒23的螺纹螺距限于将盒、滑块或棒旋转360° 也不会将毒素层移出孔4、6的窗口的值。在实践中，由于在盒、滑块或棒中毒素的固定带的位置可变，所以当盒、滑块或棒 被置于支架1中并且与夹持器22啮合时，支撑板21 —般被设置在其最低位置。随后电机 24被致动以向上移动盒或滑块，同时检测单元观察从孔6发出的荧光/拉曼辐射。随后该 系统‘捕捉’更高强度的一个或多个区域的位置，这将揭示毒素的存在。在更高强度的区域 中，光谱仪在盒、滑块或棒的垂直移动和旋转期间产生许多光谱。图5示出了在柱中被发现为多个黄曲霉毒素的目标化合物的荧光光谱的例子(不 过如果光谱是拉曼光谱可进行类似考虑)。在这种情况下，该视图是以二维来示出光谱的强 度和波长并且以第三维示出该柱上不同扫描位置的检测光谱的三维视图。在图3示出的替换物理方案中，本发明的设备被包含在大致矩形的外壳107内。 在该外壳内安装底架。底架的顶部安装呈盒、棒或滑块104形式的样本盒的安装装置102。 安装装置102可以适于安装其它类型的样本保持盒或容器。矩形外壳107在安装装置102和激发单元106的顶部延伸(未示出)并且在其顶 表面上具有适当的孔，盒、棒或滑块104可以经由该孔插入到安装装置102中。步进电机116被配置为步进地旋转或轴向移动盒支撑管117(其可以被结合以便 平滑地旋转或移动安装装置102)。
步进电机116由安装在一个或多个印刷电路板118上的电子组件控制。由在矩形 外壳107的正面上安装的按钮或开关119提供手动输入，并且信息输出可以经由适当的电 子耦合。显示器121也被安装在矩形外壳107的正面上。现在我们参照图4，其示出了安装在PCB 118上的组件的总体布置。经由电源适配器123向该设备提供电力并且该电力被提供到板118上的电源管理 模块126。用于运行设备的程序和操作系统包含在连接至现场可编程门阵列(FPGA) 127的 微控制器128内。光学组件并且特别是激发单元106(图1和2中的激发单元5)和光谱仪114(在 图1和2中的光谱仪107)由光学接口模块130分别经由线路136和137控制。另外，提供 了电机驱动器模块129，包括3个输入/输出到步进电机A的第一输出131，所述步进电机 A线性地或轴向地上下移动安装装置102(图3)；到步进电机B的第二输出132，所述步进 电机B旋转安装装置102 ；以及输入133，其接收来自霍耳效应位置开关120的信号(参见 图3)，用于指示安装装置102 (轴向和旋转上)的精确位置。用户接口模块138设置用于经由链路向主机计算机123、按钮119以及显示器121 发送和接收信号。包括两个步进电机A和B的致动器116 (图3)可以方便地由Haydon开关仪器公 司提供的HSI混合双重运动电机来实现。该方案可以设置为步进电机B的200步旋转轴117 —周(因此每步等于1. 8° ) 并且线性移动可以是步进电机A的每步20微米。这使得能够以非常精细的方式来扫描目 标。例如可以由连续或间歇驱动的氙气灯，或连续或间歇驱动的发光二极管来实现源 106。在使用计算机中的软件来分析光谱时，应当注意以下内容_光谱响应被传递到 计算机。软件使用诸如主成分分析的技术利用多元数据分解来进行分解。所产生的光谱数据被存储为数据矩阵，其行为波长并且列为光谱获取位置。多元数据分解(使用诸如主成分分析、目标因素分析(TFA)、主成分回归(PCR)、偏 最小二乘回归(PLS)和或人工神经网络(ANN)的技术)用来分解由所描述的设备的扫描动 作组成的数据矩阵。然后将分解的矩阵与在仪器库内存储的已知化合物的参考光谱相比较。然后在数据矩阵中识别的匹配参考光谱用来导出每个扫描位置中的相对浓度。典型情况下，TFA最小二乘回归算法用来使用目标参考光谱的已知浓度(校准)来 由相对浓度估计绝对浓度。在光谱范围内的参考和预测光谱之间的相关度用来提供光谱数据矩阵中的定性 fn息ο典型情况下，所产生的光谱数据集被组成到数据表或矩阵中，其行为波长索引并且列为来自盒、滑块或棒的光谱获取位置。所产生的数据矩阵可以借助化学计量(多变 量)方法，诸如主成分分析(PCA)、目标因素分析(TFA)、主成分回归(PCR)、偏最小二乘回 归(PLS)和或人工神经网络(ANN)来分析。典型情况下，从测量仪器获得的毒素的参考光谱被用作目标以分别使用主成分分析和TFA最小二乘回归算法来导出毒素的存在和量。本发明不局限于上述例子的细节。
例如，来自发射孔6的辐射可以由替代光学装置而不是光纤105被传递到光谱仪， 该替代光学装置包括波导、透镜、镜子等。
权利要求
一种用于检测或确定目标的方法，该目标包括多个目标化合物或衍生目标化合物，所述方法包括将所述目标固定在载体上，将辐射引导至所述目标，选择所述辐射以使所述目标发射相关辐射，检测由所述目标发射的所述相关辐射，以及分析所检测的辐射以识别和/或量化所述目标中的所述多个目标化合物。
2.如权利要求1所述的方法，其中所检测的辐射包括光谱或光谱混合，并且该光谱数 据被存储为数据矩阵，所述数据矩阵的行为波长而列为整个所述目标的光谱获取位置。
3.如权利要求2所述的方法，其中使用多元数据分解来分析所述光谱数据。
4.如权利要求2所述的方法，其中使用主成分分析来分析所述光谱数据以分解所述数据。
5.如权利要求4所述的方法，其中将所分解数据的矩阵与已知化合物的参考光谱比较 以提供匹配光谱。
6.如权利要求5所述的方法，其中该数据矩阵中的匹配参考光谱被用于识别所述目标 化合物。
7.如权利要求5所述的方法，其中该数据矩阵中的匹配参考光谱被用于导出目标化合 物的相对浓度。
8.如权利要求7所述的方法，其中最小二乘法被用于使用已知参考目标化合物的已知 浓度的参考光谱由所述相对浓度估计绝对浓度。
9.如权利要求8所述的方法，其中光谱范围内的参考与预测光谱之间的相关度提供关 于该目标的定性信息。
10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，包括所述检测步骤，所述检测步骤包括检 测由所述目标的定义部分发射的所述相关辐射，所述方法还包括相对移动所述载体和所述 目标的该定义部分，由此可感测来自所述目标的不同点的相关辐射。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述相对移动包括线性和旋转移动。
12.一种用于检测或确定目标的设备，该目标包括多个目标化合物或衍生目标化合物， 所述设备包括用于安装载体的装置，所述目标被固定在所述载体上，激发单元，用于发射辐射并且将所述辐射引导至所述目标，选择所述辐射以使所述目 标发射相关辐射，检测单元，对由所述目标发射的所述相关辐射灵敏，以及用于分析所检测的辐射以识别和/或量化所述目标中的所述多个目标化合物的装置。
13.如权利要求12所述的设备，其中所述检测单元包括用于产生所检测辐射的光谱的 光谱仪。
14.如权利要求12所述的设备，包括数据存储装置，适于将所检测辐射的所述光谱存 储为数据矩阵，所述数据矩阵的行为波长而列为整个所述目标的光谱获取位置。
15.如权利要求13所述的设备，其中所述用于分析所检测的辐射的装置适于使用多元 数据分解来分析所述光谱数据。
16.如权利要求13所述的设备，其中所述用于分析所检测的辐射的装置适于使用主成分分析来分析所述光谱数据以分解所述数据。
17.如权利要求14或15所述的设备，其中所述用于分析所检测的辐射的装置适于将所 分解数据的矩阵与已知化合物的参考光谱比较以提供匹配光谱。17.如权利要求16所述的设备，其中所述用于分析所检测的辐射的装置适于使用该匹 配参考光谱来识别所述目标化合物。
18.如权利要求15所述的设备，其中所述用于分析所检测的辐射的装置适于使用该匹 配参考光谱来导出目标化合物的相对浓度。
19.如权利要求18所述的设备，其中所述用于分析所检测的辐射的装置适于使用最小 二乘法来使用已知参考目标化合物的已知浓度的参考光谱来由所述相对浓度估计绝对浓 度。
20.如权利要求19所述的设备，其中所述用于分析所检测的辐射的装置适于使用光谱 范围内参考与预测光谱之间的相关度来提供该光谱数据矩阵中的定性信息。
21.如权利要求12至20中任一项所述的设备，其中用于发射辐射并且将所述辐射引导 至所述目标的所述激发单元包括用于发射使所述目标中产生荧光的辐射的装置。
22.如权利要求12至20中任一项所述的设备，其中用于发射辐射并且将所述辐射引到 所述目标的所述激发单元包括用于发射使所述目标中产生拉曼散射的辐射的装置。
23.如权利要求12至22中任一项所述的设备，包括用于相对移动该安装装置和检测单 元的装置，由此可感测来自所述目标的不同点的相关辐射。
24.如权利要求23所述的设备，其中用于相对移动该安装装置和检测单元的装置包括 用于在线性方向上相对移动它们的装置和用于相对旋转它们的装置。
25.如权利要求12至24中任一项所述的设备，其中所述检测单元包括用于将辐射传递 到光谱仪的光纤。
26.一种用于检测或确定目标的设备，该目标包括目标化合物或衍生目标化合物，所述 设备包括用于安装载体的装置，所述目标被固定在所述载体上，激发单元，用于发射辐射并且将所述辐射引导至所述目标，选择所述辐射以使所述目 标中产生拉曼散射，由此发射相关辐射，检测单元，对由所述目标发射的所述相关辐射灵敏，以及用于分析所检测的辐射以识别和/或量化所述目标化合物的装置。
27.如权利要求26所述的设备，其中所述检测单元包括光谱仪，用于提供所接收的辐 射的光谱。
28.如权利要求27所述的设备，其中所述检测单元包括光纤，用于将辐射传递到所述 光谱仪。
29.如权利要求26至28中任一项所述的设备，其中所述激发单元包括激光器，用于提 供适当波长的激光束以在该目标中促进拉曼激发。
30.如权利要求26至29中任一项所述的设备，包括用于相对移动该安装装置和检测单 元的装置，由此可感测来自所述目标的不同点的相关辐射。
31.如权利要求12至27中任一项所述的设备，其中该载体装置包括一装置，该装置用 于将所述目标固定或隔离在包装或涂层中或者表面上，或涂覆有用于所述目标的吸附剂的棒，或内部涂覆有用于所述目标的吸附剂的管或试管，或者装有用于所述目标的矿物质或 聚合物吸附剂的盒。
32.如权利要求26至29中任一项所述的设备，其中所述载体装置包括玻璃、金属或塑 料的滑块。
33.如权利要求26至32中任一项所述的设备，其中用于相对移动该安装装置和检测单 元的装置包括用于以扫描该检测单元通过整个所述目标的方式来相对移动它们的装置。
34.如权利要求26至33中任一项所述的设备，其中用于相对移动该安装装置和检测单 元的装置包括用于在线性方向上相对移动它们的装置和用于相对旋转它们的装置。
35.如权利要求26至34中任一项所述的设备，还包括处理单元，其将检测器单元的输 出转换为可读值，所述可读值与在所述包装或涂层中或者表面上固定的目标化合物的量相 关。
全文摘要
一种用于检测或确定目标的方法，该目标包括多个目标化合物或衍生目标化合物，所述方法包括将所述目标固定在载体上，将辐射引导至所述目标，选择所述辐射以使所述目标发射相关辐射，检测由所述目标发射的所述相关辐射，并且分析所检测的辐射以识别和/或量化所述目标中的该多个目标化合物。
文档编号G01N21/65GK101828104SQ200880110840
公开日2010年9月8日 申请日期2008年9月22日 优先权日2007年10月8日
发明者J·特特赫, 迈克尔·保罗·安德里欧, 雷蒙德·道格拉斯·科克尔 申请人:托克斯梅特有限公司