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蔚海光學儀器(上海)有限...

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基于紫外-可見光譜的全血分析

閱讀:1356      發(fā)布時間:2022-11-3
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旁床診斷(POC)結(jié)合了光纖光譜學和生物流體學的優(yōu)勢,在應對從癌癥篩查到病毒檢測的醫(yī)療檢測的挑戰(zhàn)方面發(fā)揮著重要作用。在這篇應用案例中,我們使用Ocean ST來測量全血的吸光度。


研究背景


微型光纖光譜儀體積小巧,性能優(yōu)良,對于空間有限或需集成到其他設備或系統(tǒng)的POC應用中,是一個特別理想的選擇。此外,它的多功能性使它非常適合于進行吸光度,熒光和其他技術(shù)測試和診斷。
為測試Ocean ST微型光譜儀對血液樣品吸光度的可行性,我們測量了全血和高鐵血紅蛋白。高鐵血紅蛋白是一種氧化的、無功能的血紅蛋白形式,不會將氧氣輸送到組織。
如何通過吸光度測濃度?
根據(jù)朗伯-比爾定律,當一束平行單色光垂直通過某一均勻非散射的吸光物質(zhì)時,其吸光度A與吸光物質(zhì)的濃度c及吸收層厚度b成正比,而與透光度T成反相關(guān)。
A=lg(1/T)=Kbc
朗伯-比爾定律是線性方程,使用已知濃度的標準溶液測量吸光度值。吸光度與濃度之間可以建立一條線性關(guān)系的標準曲線。通過測量未知樣品的吸光度值,從線性關(guān)系曲線中讀取該樣品的濃度值。
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吸光度-濃度標準曲線示例

注意:隨著濃度的增加,由于檢測器的非線性,濃度值數(shù)據(jù)可能也會變得非線性。因此,在每個系統(tǒng)中需要對數(shù)據(jù)進行多項式校正。



實驗數(shù)據(jù)

我們選取新鮮人血豬血作為全血樣本,使用Ocean ST-UV進行紫外-可見吸光度測試以監(jiān)測人血和豬血全血樣品的光譜,兩者的光譜特征相似。

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圖1. 新鮮人血樣品和豬血樣品的紫外可見吸光度光譜

此外,我們還收集并測量了不同濃度水平的其他人類和動物全血樣本。這些樣品的吸光度光譜顯示出,單個紫外可見光度光譜中有關(guān)血液成分的大量可用信息,以及每個光譜因樣品而異(圖2)。

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圖 2.全血樣本的光譜特征根據(jù)類型(人與動物)和濃度水平等標準的不同而不同。


高鐵血紅蛋白樣品在405nm附近顯示出強烈的吸收峰(圖3,也有文獻報道了高鐵血紅蛋白在630nm處也有吸收峰)。


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圖 3.高鐵血紅蛋白是血紅蛋白的氧化形式。


由于可在500-600nm之間,光譜檢測到血紅蛋白中血紅素基團的分子鍵合,因此我們可考慮使用Ocean ST-VIS(350-810nm)在該范圍內(nèi)獲得更好的光譜響應。




實驗配置

實驗配置如下,我們使用 Ocean ST-UV(185-650 nm),基于OceanView光譜分析軟件進行測量,積分時間設置為3.8ms,掃描平均100,滑動平均3,扣除暗光譜并啟用非線性校正。測量前,光譜儀和光源預熱30分鐘,以確保穩(wěn)定性。

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實驗配置


結(jié)論


隨著世界向個性化醫(yī)療和可及性邁進,對非侵入性和非破壞性測量技術(shù)的需求將繼續(xù)增加,包括用于診斷、治療和分析疾病的光譜儀。從評估比色測定到分析血液成分,海洋光學光譜傳感工具通過定量測量確保準確性和可追溯性。



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Ocean ST是一款功能強大的微型光譜儀,具有出色的光譜響應、高速光譜采集和高信噪比性能,適用于各種應用。它與海洋光學光源、光纖、采樣附件和OceanView 軟件兼容,允許用戶優(yōu)化其應用的配置。




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