基于紫外-可見光譜的全血分析

更新時間：2022-11-03 點擊次數(shù)：1152

旁床診斷（POC）結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時，其吸光度A與吸光物質的濃度c及吸收層厚度b成正比，而與透光度T成反相關。

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系的標準曲線。通過測量未知樣品的吸光度值，從線性關系曲線中讀取該樣品的濃度值。

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)

我們選取新鮮人血和豬血作為全血樣本，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。

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血液成分的大量可用信息，以及每個光譜因樣品而異（圖2）。

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）。

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。

實驗配置

結論

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。

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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