对多个试样进行化学反应的方法和装置

本申请要求申请号为60/407,899的美国临时申请的优先权，该 申请实际上已作为本申请的一部分全部结合在这里。

                         技术领域

本发明涉及一种为化学活性、化学平衡和/或分子运动而筛选多 个试样材料的装置。

                         背景技术

为化学活度、分子运动或潜在的催化特性而筛选参选材料是一个 耗时且需要使用大量人力的过程。在不同的组成和工艺条件下，如不 同的温度和压力下，获得与反应速率有关的信息需要进行系统研究并 进行许多试验。

这样一种装置被认为是有利的，其至少能部分地将同时进行多个 反应和同时或顺序进行分光仪测量以获得关于反应和分子运动动态的 信息的过程自动化。本发明即提供这样一种装置。

                         发明内容

本发明涉及一种对多个试样，如薄膜试样，同时进行化学反应和 同时或顺序进行分光仪测量或其它测量的方法和装置。本发明的装置 能够在外壳内试样保持器上的单个试样保持位置容纳多个试样，并且 能使那些保持位置之间保持相互化学隔离。在计算机化控制器的控制 下，该装置定位试样保持器，以便每一试样保持位置可以靠近与分配 歧管相连的一个或多个端口定位。该装置将每一试样暴露于以液相和 /或气相的一个或多个流体，从而在所控制的温度、组成和压力条件 下进行化学反应。该试样保持位置可以定位于外壳内的测量站中，如 光学测量站，以便对产生的化学状态定性。化学反应可以在测量站内 进行，并且可以对化学反应和分子运动动态进行实时监测。本发明的 另一实施例是一种测试多个试样的方法，其中，(a)同时将所有试 样与一种流体进行反应，和(b)在试样与流体反应的过程中，依次 对每个试样进行分析。

本发明的又一个实施例是一种测试多个试样的方法，其中，(a) 同时将所有试样与一种流体在密封容器内进行反应，和(b)在试样 与流体反应完成后，在该密封容器中依次对每个试样进行分析。

本发明的又一实施例是一种测试一组试样的方法，其中，(a) 同时将所有试样与一种流体在密封容器内进行反应，(b)在步骤(a) 之前或之后，同时将试样组的一个分组中的一个或多个成员与一种流 体在密封容器内进行反应，和(c)对每个试样进行分析。

本发明的又一个实施例是一种测试多个试样的方法，其中，(a) 将所有试样都置于容器第一室的预定温度下，(b)同时将每一试样 在该容器与第一室隔离的第二室内暴露于一种反应流体，和(c)对 每一试样进行分析。

本发明的又一个实施例是一种测试多个试样的方法，其中，(a) 将所有试样同时都暴露于容器第一室中的一种非反应流体，(b)同 时将与该容器第一室隔离的第二室中的所有试样都暴露于一种反应流 体，和(c)对每一试样进行分析。

本发明的又一实施例是一种在密封容器内测试一组试样的方法， 其中，(a)将该组试样的一个或多个成员放在容器中的一个位置上， 以便各自单独暴露于一种反应流体，(b)同时将那些试样暴露于该 流体，和(c)在该密封容器内对该试样组的每一成员进行分析。

本发明的又一实施例是一种测试一组试样的装置，其包括：(a) 用以同时将每一试样暴露于反应流体的流体分配系统，和(b)可相 对该流体分配系统滑动的试样组保持器，以及(c)分析仪。

本发明的又一实施例是一种测试一组试样的装置，其包括：(a) 用以同时将每一试样暴露于反应流体的流体分配系统，(b)分析仪， 和(c)可相对该分析仪滑动的试样组保持器。

本发明的又一实施例是一种测试一组试样的装置，其包括：(a) 用以同时仅将试样组的分组的成员暴露于反应流体的流体分配系统， 和(b)可相对该流体分配系统滑动的试样组保持器，以及(c)分析 仪。

本发明的又一实施例是一种测试一组试样的装置，其包括：(a) 用以同时仅将试样组的分组的成员暴露于反应流体的流体分配系统， (b)分析仪，和(c)可相对该分析仪滑动的试样组保持器。

本发明的又一实施例是一种用于测试多个试样的密封容器，其包 括：(a)用以同时将试样暴露于反应流体的流体分配系统，和(b) 该密封容器内与该流体分配系统隔离的分析仪。

本发明的又一实施例是一种用于测试多个试样的装置，其包括： (a)第一室，该室内每个试样都同时暴露于一种非反应流体，(b) 与第一室隔离的第二室，该室内每个试样都同时暴露于一种反应流 体，和(c)分析仪。

本发明的又一实施例是一种用于测试多个试样的装置，其包括 (a)第一室，该室内每一试样都被同时置于预定温度下，(b)与第 一室隔离的第二室，该室内每个试样都同时暴露于一种反应流体，和 (c)分析仪。

本发明的又一实施例是一种用于测试多个试样的装置，其包括 (a)试样保持器，(b)保持器盖，和(c)分析仪，其中保持器盖 可相对保持器滑动，并且该保持器可相对该分析仪滑动。

本发明的又一实施例是一种用于测试一组试样的装置，其包括 (a)用以同时将每一试样暴露于反应流体的流体分配系统；(b)每 一试样与该流体反应的反应室，每一试样的反应室是单独的且与其它 试样的反应室相互隔离；和(c)分析仪。

                         附图说明

图1是本发明装置构件的方框图；

图2是本发明整个反应装置的透视图；

图3是该装置的正视图；

图4是沿图2的剖面线4-4截取的装置剖视图；

图5是沿图3的剖面线C-C截取的截面图；

图6是沿图3的剖面线C-C截取的局部截面图；

图7是反应组件的第一透视图；

图8是该反应组件的第二透视图，与图7视图相反；

图9是该反应组件的第一截面图；

图10是该反应组件的第二截面图；

图11是沿图2的剖面线4-4截取的该装置的局部截面图，所示 为处于装载/卸载位置的试样保持器；

图12是该装置的截面放大图，其放大了图11的一部分；

图13是沿图6的剖面线K-K截取的该装置的截面图；

图14是一个部分为截面的视图，所示为处于光学测量位置的试 样保持器；

图15是该试样保持器第一实施例的放大图；

图16A是具有试样压具的第二试样保持器的放大图，该压具处于 放松位置；

图16B所示为该试样压具转到保持位置时的第二试样保持器视 图，压具处于上位；

图16C所示为该试样压具转到保持位置时的第二试样保持器视 图，压具处于下位；

图17是沿图16C的剖面线17-17截取的截面图；

图18是沿图16C的剖面线18-18截取的截面图，所示为衰减的 全内反射(ATR)测量设备。

图18A是截面放大图，所示为光和试样在ATR测量设备中的相互 作用；

图19所示为控制计算机控制器的主要控制例程方框图；

图20所示为控制光学测量系统分光仪的控制例程方框图；

图21所示为记录参数和设置的例程方框图；

图22所示为配置系统元素的例程方框图；

图23所示为控制阀和显示设定点的例程方框图；

图24所示为记录参数和实验数据的例程方框图；

图25所示为显示光谱数据的例程方框图；

图26所示为控制定位系统的例程方框图。

                       具体实施方式

按照本发明，设置包括试样保持器的反应装置，以便将多个要进 行反应的试样装到所述试样保持器中，其中每一试样分别被装在试样 保持器各自的试样保持位置上。试样保持器可以从反应装置拆除，以 便在受控环境下装入试样。试样装入之后，试样保持器可以在反应装 置的内体处于装载位置时插入内体。机械制动组件将试样保持器保持 在内体中的适当位置。

当试样保持器已支撑在内体中时，它可以通过反应装置的装载/ 卸载部分装入反应装置。装载/卸载部分可以用人工安装的盖密封。 当装载/卸载部分被所述盖密封后，用气体控制系统净化装载/卸载部 分，以清除反应器组件内任何不需要的气体。

而后，如由计算机控制的自动系统设置反应参数，以便开始反应。 通过控制压力控制系统可以使反应器中的压力和气体浓度达到所需的 水平。通过控制温度控制系统可以使试样保持器中的试样达到所需的 温度，并且控制器可以控制流体控制系统以便注入反应流体，这种流 体可以是一种或多种气体和/或液体。然后控制器控制驱动系统，以 将内体和试样保持器拉进反应器壳，进入完全插入的反应位置，并控 制定位系统，以将内体移进外壳反应部分内的选定位置。

可以采用多种试样保持器。当用光学方法分析试样时，一种类型 的适当的试样保持器的实例可以容纳安装在吸光、透光或反光基质上 的薄膜试样。所述基质可以是平面的，或可以包含能容纳试样的槽。 第二种类型的光学试样保持器的实例可容纳安装在基质上的试样，其 有与每个试样都接触的衰减内全反射(ATR)晶体，并有夹持组件， 其将所述ATR晶体夹持到试样上，以保持光学接触。当进行其它种类 的分析测量时，可以使用其它种类的试样保持器。

化学反应环境和测量所用的协议在控制计算机的控制之下进行。 在反应开始之前，试样位置可以用一种非反应的惰性气体，如氮气， 来冲洗。在反应阶段，定位系统将保持在内体中的试样保持器移动到 反应位置。而后，定位系统将试样保持器移动到分析监测部分，并依 次将每个试样定位在正确的位置上，以便在反应期间或反应完成之后 进行分析测量。而后着手安排所需类型的分析(即必要设备、指令和 激励源)，且对每一试样进行分析测量，以对起反应的试样定性。完 成测量之后，试样保持器被再次送到装载/卸载部分，在那里，如果 有必要的话，可以用惰性气体冲洗试样，可以升高或降低温度以结束 反应，且压力恢复到环境压力，如大气压。

图1为显示本发明装置构件的方框图。系统10包含计算机控制 器20，如戴尔计算机公司的Optiplex GX1；相关联的定位系统30； 流体分配系统40；温度控制系统60；压力控制系统80；和反应装置 100。所述流体分配系统40可以包含一个或多个能够控制如气体或流 体的液体通过的电力激活阀，如Swagelok型SS-4BG-3C气体阀，以 及相关联的管道。所述温度控制系统可以包含可购置的温度控制器， 如康奈提格州斯特拉特福德的欧米加公司生产的CN3390型，如华特 隆公司生产的A型加热带的加热带，以及相关联的RTD温度传感器， 如DRW713237型，以及由技术工业产品公司购置的J型热电偶。所述 压力控制系统80可以包含可购置的部件，如压缩气体供应装置，一 个或多个电力控制压力调节器，和电力激活气体阀，如Swagelok型 SS-4BG-3C气体阀。

图2是本反应装置100的透视图，示出大体圆柱形的外壳120， 分析监测部分160，以及附加的驱动部分180。图3和4是反应装置100 的侧正视图，示出圆柱形外壳120，其包含具有气锁132和盖134的 装载/卸载部分130；反应部分140；分配歧管系统150；分析监测部 分160；以及附加的驱动部分180。

如图7和8的透视图和图9和10的截面图所示，可见反应器组 件300，其包含在外壳120之中，并可沿外壳120的轴线120A的方向 移动。反应器组件包含圆柱形外体320，其具有有轴线330A和多个口 340的大体呈圆柱形的孔330。如图3和4所示，所述装置还包含加 热件380，其可以是夹在反应器外壳周围的一个或多个带式加热器； 以及相关联的温度感测元件390。如图9和10所示，外体320包含流 体分配歧管360。孔330容纳可滑动的圆柱形内体400。一对恒张力 弹簧390和392将圆柱形外体320和圆柱形内体400向有螺纹的传动 螺杆810偏压。在一个可选实施例中，不使用张力弹簧390和392， 外体320、内体400和试样保持器500均可从反应器组件300的两端 滑进滑出。

内体400具有大体呈圆柱形的第一孔430，其有与轴线330A重合 的轴线430A，和多个口440(如图11和12所示)。第一孔430容纳 可滑动的试样保持器500。内体400具有有螺纹的第二孔450，其与 定位系统30的有螺纹的传动螺杆810啮合(如图1所示)。如图16A～ 16C所示，试样保持器500具有多个用于容纳将要进行反应的试样的 反应试样保持位置504。

再参见图7和8，试样保持器500可沿轴线430A滑动到内体400 中的完全插入位置。当试样保持器500处于内体400中的完全插入位 置时，如图14的截面图所示，多个试样保持位置504中的每一个都 与外体320的多个口340中的每一个对齐。

如图1所示，位置控制系统30包括螺杆810、驱动电动机820(如 步进电动机)和相关联的减速齿轮830，传动螺杆位置编码器840和 与系统控制器20接口的驱动控制器850。

当内体400的口440与外体320的口340对齐时，从输入分配歧 管到每个试样保持位置504建立进气通道906；并从每个试样保持位 置504到排出歧管362建立起出气通道908。这可以在截面图9和10 中看到。

分析监测部分160的一种类型的实例是在图4、5和6中看到的 光学监测部分。其包括基本组件600，至少一个分析口(如光学口)610， 和至少一个光学设备640(即必要的装备、指令和用于特殊类型光学 分析的激励源)，如成对的光源650和检测器660以及相关联的分光 仪700或710。在光学分析中，光可以通过反光镜662的反射由光源 650传递到光学检测器660。

例如，光学设备640可以通过使用分光仪700(如图3所示)来 实现，该分光仪700可在试样保持位置504的试样保持器中容纳的试 样的紫外或可见波长进行测量，从而对所述试样定性。可选的是，可 以用能够在红外波长进行测量的分光仪710(也如图3所示)来对试 样定性。所使用的具体的光学设备可以根据试样的特性进行选择。对 于至少部分透明的试样可以采用如图10所示的光透射测量法642。对 于不透明的试样可以采用如图6所示的光学反射设备644。

在一个实施例中，可以采用如图18A所示的衰减全内反射(ATR) 设备646对试样S进行表面测量。试样S由如晶体一样的刚性光导衰 减全反射(ATR)透明光学盖530固定在顶部或底部。这一组件可以 用刚性支架506、508固定在所述ATR晶体的顶部和底部。所述ATR 晶体的截面最好是梯形。光L垂直于端面中的一个进入ATR晶体，与 面F1、F2形成反射角，结果形成全内反射条件。每一反射都会发出 消散驻波，其按指数规律随着从晶体界面进入任何与ATR晶体表面接 触的材料的距离而衰减。在图18A中，在射入试样S的每一反射处， 在消散波中监测试样S的顶部。由于试样吸收了消散波中的大量光， 可以用光检测器从离开ATR晶体的光中检测到该吸收。

其它可以代替或者除光学分析之外的分析类型包括从包括超声 波、静电、磁、无线电频率或X光分析的组中选定的分析。

在操作中，系统10能够进行多个化学反应。首先，试样保持器500 装入要进行反应的试样。当进行光学分析，如ATR测量时，如图16A 所示，压具520被定位在放松位置，以便使试样和支架508插入试样 保持位置504。安装在支架508上的试样S插入试样保持位置504， 透明的光学盖530置于支架508之上，且顶部支架506置于盖530之 上。如图16B所示，将压具520转动到保持位置，且使其处于上位。 而后，如图16C和18A所示，压具520移动到下位将盖530紧紧地固 定在顶部支架506上，并将试样S密封在试样保持位置504。当反应 器组件和内体均位于脱离位置时，试样保持器500插入反应器组件300 的圆柱形内体400的孔430内。

然后，反应器组件300的圆柱形内体400被定位控制单元30移 动到外体320中的停放位置。如有必要，此时控制器20可以命令温 度控制系统60将外体320的内部调节到预定温度。在这种情况下， 温度控制系统60激励加热件380，并且温度感测元件390向温度控制 系统60提供反馈信号。如果所用压力与环境压力不同，控制计算机20 会命令压力控制系统80将装置内的压力升高或降低到所需压力。普 通的压力传感器(未示出)会为压力控制系统80提供压力反馈信号。

接下来，控制器20使流体分配系统40向试样保持位置504内的 试样引入一种或多种反应物流体，如气体和/或液体，反应物流体与 试样发生反应。当反应完成后，定位控制单元30依次将反应器组件300 定位和再定位，以便每个试样保持位置504都单独地与分析监测部分 160对齐。试样保持位置可以按任何顺序并不只一次地单独与分析监 测部分160对齐。

由于每个试样保持位置504都可滑动地与分析口610单独对齐， 所以该试样至少会做一次分析测量。一完成分析测量，反应器组件300 即返回其靠近装载/卸载部分130的初始位置。如需要，此时装置内 的温度和压力可以恢复到环境水平。这可以通过使用如处于环境温度 和压力的惰性气体冲洗反应组件来抑制反应而促进。当达到所需的条 件时，反应器组件300的内体400移动到脱离位置，盖134移开，试 样保持器500从反应器组件300移开。

在各种可选的实施例中，本发明提供一种用以测试多个试样的方 法，其中，(a)同时将所有试样与一种流体进行反应，和(b)在试 样与流体反应的过程中或反应后，依次对每个试样进行分析。一旦气 锁132关闭，试样与流体的反应和分析就在密封的容器内进行。当试 样处于密封容器中时，如果需要，可以使其中的一个或多个与流体进 行第二次同时反应，并进行第二次分析，并且这些步骤的顺序可以按 所需的次数重复。

试样保持器500的每一试样保持位置504提供室，其中的温度或 压力在处于那一位置的试样反应时可以控制。每个这样的反应室都与 由另一试样保持位置提供的反应室相隔。之所以可以相互隔开，是因 为试样保持器500在内体400中可滑动，且内体400在外体320内可 滑动。在任何试样保持位置，在内体上都有一个对应的口，当内体移 动以便内体上的所述口与外体的口对齐时，试样就暴露于外体歧管中 的流体。当外体和内体上的口都与一个试样保持位置对齐时，存在一 个反应室，且所述口与流体分配歧管相通。然而，那一试样保持位置 通过外体的环面和内体的环面与所有其它试样保持位置以及分析口隔 开。这样，本发明提供一种方法，其中试样暴露于流体或与流体进行 反应的室与试样进行分析的室被隔开。

分析可在试样与流体反应期间或反应完成之后进行。

在一段反应装置中，当内体的口与外体的口对齐时，所有试样保 持位置都暴露于歧管中的流体，该流体可以是反应的也可以是非反应 的。因而在这一段反应装置中，可以同时将所有试样都暴露于流体或 将所有试样与流体进行反应。然而，在所述装置的另一任选段中，内 体的口并不能用于与外体的每一口都对齐。因而，在这一段中可以同 时将试样分组中的一种或多种成员暴露于流体或将分组的一种或多种 成员与流体进行反应。试样保持器中试样组的分组有多个试样，其数 量少于整个组的数量。分组中的数量可以是一个或少于整个组数量的 任何数量。将分组暴露或进行反应的步骤可以在整个组暴露或反应步 骤之前或之后进行。

可以在试样保持器的试样保持位置对齐外体中的口之前在一段反 应容器或反应容器的室中将试样设定在预定温度。这样，试样的暴露 和反应可以在所述装置的室中进行，通过滑动试样保持器使其与外体 中的口对齐，所述室与温度调节室隔开。当试样保持器如此对齐定位 后，移动内体以便使它的口也同样对齐，将试样暴露于歧管中的流体。

完成反应和分析后，试样保持器返回前一位置，此时可以进一步 调节所有试样的温度，使其高于或低于预定温度。按类似的方法，试 样可以暴露于所述装置中与其暴露于反应流体的段不同的段中的非反 应流体。

如上所述，当试样保持位置对齐外体的口时，试样被放置在适当 位置以暴露于一种流体。然后，通过相对外体部件滑动所述装置的内 体部件，产生输入通道，以使流体从歧管流入试样保持位置的区域。 从这个意义上讲，内体形成了试样保持器的盖，其结果当内体的口与 外体的口对齐时该盖可以打开，且当所述口没有对齐时可以关闭。当 试样保持器后来移动到与分析口对齐时，试样保持位置通过内体的环 面依旧与此前当内体和外体对应的口在试样保持位置上直接对齐时形 成的反应室隔开。

将试样保持器500从反应容器上移开之后，如果使用了，试样压 具520从下保持位置释放到上位(图16C)，然后所述压具可以旋转 到试样释放位置(图16B)，且处于上位(图16A)。

图19到26以方框图形式描述了控制系统10的软件。图19是一 个方框图，示出控制计算机控制器的一个主要控制例程。图20是一 个方框图，示出在光学测量系统中使用分析方法时控制分光仪的例 程。图21示出记录参数和设置的例程。图22示出设置系统构件的一 个程序。图23描述了控制阀和显示设定点的例程。图24示出记录参 数和实验数据的例程。图25描述了在光学测量系统中使用分析方法 时显示光谱数据的例程。图26示出控制定位系统的例程。

在操作中，可以通过软件控制系统10，其使用图形用户界面以使 用户能够以自动方式操作反应装置100。用户能够在试验开始之前对 所有过程、测量和分析参数进行编程。这一编程分为三个主要阶段： 设置、试验和分析。

在设置阶段，用户选择所有过程和测量参数。过程参数包括温度 控制系统60对装载、反应器和卸载部分的所有温度设定点；压力控 制系统80的真空或压力级；电动机驱动控制器参数，如运动速度； 装载、预热和卸载急冷气流的占用时间；以及对于处理装载预热流体 和卸载急冷流体的螺线管激励的阀对流体分配系统40的激活调度。 当所采用的分析方法为光学测量系统时，测量参数可以包括，例如， 紫外/可见光分光仪700和FTIR710的光谱规格；对所要测量的试样 位置504的识别；采样周期之间的任何需要的延迟时间；采样周期的 总数；以及数据存储路径。所有这些参数完整地定义了试验，并记录 在单独的方法文件中。所述方法文件允许用户以实验室记录记录实 验，并且可以用来作为今后实验的模板。

用户点击“设置”控制按钮可以选择设置阶段参数。这一动作又 可激活几个可存取不同类型实验参数的附加控制按钮。比如，“设定 点”控制按钮显示用户可输入所有温度设定点的窗口。“数据通路” 控制按钮所显示的窗口允许用户定义或指定现有的文件系统目录或创 建一个新的文件系统目录，在其中可以存储实验数据文件。“电动机 采样”按钮显示的窗口允许用户校准电动机820、指定实验期间的主 动采样位置，并报告由驱动控制器850送出的动作数据。当所使用的 分析方法是光学测量系统时，一个按钮，如“Ocean Optics”按钮显 示的窗口允许用户为如Ocean Optics分光仪700的分光仪指定紫外/ 可见光谱参数。一个如“Nicolet”按钮的按钮显示的窗口允许用户为 如Nicolet分光仪710的分光仪指定FTIR光谱参数。

“参数”按钮显示允许用户对实验方法和顺序进行编程的窗口。 实验方法包括命名为“开始”、“采样”和“结束”的部分。这些部 分的每部分可选择，并可在实验期间被选为运行或忽略。如果用户激 活“开始”部分，则用户可以指定装载区温度、装载流体处理流和曝 光时间。如果用户激活“采样”部分，则用户可以指定采样周期数、 采样动力学以及采样周期之间的任意延迟时间。而且用户可以在“结 束”部分之前指定卸载温度，以便在实验期间通过温度控制器调节温 度。

有两种类型的采样动力学。在线性采样动力学中，用户指定采样 周期间的常量延迟时间，其可在所有采样周期中得以保持。在对数采 样动力学中，用户指定采样周期之间的初始延迟时间。这里，延迟时 间可以在10个采样周期内保持常量，之后在下一10个采样周期加倍。 这一过程一直重复到所有指定的采样周期均已完成。对数动力学的特 性对于这种反应来说很理想，它在开始的时候反应很快，渐次变慢， 但最终要持续很长一段时间。这样就可收集最佳数量的数据并可存储 起来以供用户分析。如果用户激活“结束”部分，用户可以指定卸载 区温度、卸载急冷气处理流和曝光时间。

在实验阶段，用户启动“设置”阶段设置的编程指令集。这时， 计算机自主操作反应器，并且无需用户的进一步存在即可控制过程环 境和数据收集。当需要采取某种动作时，该软件还为用户提供了诸如 暂停和重新启动以及中止实验的能力。用户在软件中可通过敲击图形 用户界面的“实验”控制按钮访问实验阶段。

在分析阶段，当采用的分析方法为光学测量系统时，用户可以利 用用于分析在实验期间收集的光谱系列的实用子程序。红外、紫外/ 可见光或其它光谱单独都可独立访问和分析。可选的是，用户可以选 择整个系列或一个系列的子集来按同一方式分析。这种分析通常包括 选择波长范围上的基线，然后将该区域集成在另一波长范围内的光谱 吸光度内。该光谱吸光度归一化，且被记录为文本数据简略文件中的 实验时间的函数。该文本数据文件可以导入合适的动力学分析软件， 以便从测量数据导出比率表达式。用户在软件中可以通过敲击“数据 分析”控制按钮访问分析阶段实用子程序。

本发明的其他各种实施例的例子如下所述。本发明的一个实施例 是测试多个试样的方法，其中(a)同时使所有试样与流体反应，和 (b)在所有试样同时反应期间对每种试样依次进行分析。本发明的 另一个实施例是测试多个试样的方法，其中(a)同时使所有试样与 流体反应，和(b)用两种或更多的光学方法光学分析每种试样，每 种方法所利用的光的波长不同，其范围在约190纳米到约900纳米之 间或在约2500纳米到约25000纳米之间。

本发明的另一个实施例是用于测试多个试样的方法，其中(a) 在第一室改变所有试样的温度，(b)在与第一室隔离的第二室同时 将所有试样暴露于反应流体，(c)分析每一试样，和(d)在分析完 成后，改变第一室内所有试样的温度。试样的温度可以通过同时将试 样暴露在非反应流体的方法改变，并且试样的温度可以在任何步骤增 加或降低，如至少增加或降低约100℃。可做示范的非反应流体是氮。

本发明的另一个实施例是用于测试多个试样的装置，其包括(a) 反应室，所有试样在该室与流体反应，和(b)可实现两种或更多光 学方法的分析仪，每种方法所使用的光的波长不同，其范围在约190 纳米到约900纳米之间或约2500纳米到约25000纳米之间。

在上述实施例中，在测试程序期间，试样可以和温度或压力可控 的室内的流体反应。该流体可以是一种或多种气体和/或一种或多种 液体。在试样与第二室的流体反应之前，所有试样的温度可以在第一 室改变，第一室与第二室隔离。第一室内所有试样的温度也可以在试 样与流体反应之后改变。例如，试样的温度可以在反应之前增加，和 在反应之后降低，或者反过来。第一室可以与第二室通过滑动试样载 体隔开。

本发明的另一个实施例是用于测试多个试样的装置，其包括(a) 用于同时将每种试样暴露于反应流体的流体分配系统，和(b)用于 一种或多种试样的透明保持器，和(c)光学分析仪。本发明的另一 实施例是用于测试多个试样的装置，其包括(a)用于同时将每种试 样暴露于反应流体的流体分配系统，和(b)用于一种或多种试样的 保持器，其有衰减全反射晶体，和(c)分析仪。

本发明的另一个实施例是用于测试多个试样的装置，其包括(a) 所有试样在其中同时暴露于非反应流体的第一室，(b)与第一室隔 离的第二室，所有试样在该室同时暴露于反应流体，和(c)分析仪。 非反应流体或反应流体可以是一种气体，非反应流体可以是氮。本发 明的另一实施例是用于测试多个试样的装置，其包括(a)所有试样 的温度可以在其中通过同时暴露于流体的方法加以改变的第一室， (b)与第一室隔离的第二室，所有试样在该室通过同时暴露于流体 进行反应，和(c)分析仪。

本发明的另一实施例是用于测试多个试样的装置，其包括(a) 同时将所有试样暴露于反应室的反应流体的第一流体分配系统，(b) 单独将每种试样依次暴露于反应室内反应流体的第二流体分配系统， 和(c)分析仪。反应流体可以是气体，并且反应流体可以不同。不 同的流体分配系统可以通过将试样保持位置放置在外体不同口下的方 法加以访问，其靠不同的流体分配歧管支持。

在上述所有实施例中，分析可以是光学分析，如使光波穿过试样， 或从试样表面反射光波。如果需要的话，可以采用两种或更多的光学 方法，每种方法所用的光的波长不同，其范围例如在约190纳米到约 900纳米之间或约2500纳米到约25000纳米之间。所有的光学方法可 以同时实现，分析可以在所有试样同时反应时操作。其他有用的分析 方法包括声波分析、超声波分析、静电分析、磁分析、无线电频率分 析或X光分析。

从这里所述的本发明教示受益的本领域的技术人员，可以实现由 本发明引申出的众多改进。