生化检测技术原理

2018-03-26 08:58:04 发布者:xinxinpink 来源:罗氏诊断DiaLog 浏览次数:0

作者:王晓生
自1957年世界上第一台全自动生化分析仪诞生后,随着科学技术的发展出现了许多不同的检测技术,但其原理核心都是光谱技术中的吸收光谱法,目前主流的生化分析仪应用的便是基于吸收光谱法的分光光度法。分光光度法

作者:王晓生
自1957年世界上第一台全自动生化分析仪诞生后,随着科学技术的发展出现了许多不同的检测技术,但其原理核心都是光谱技术中的吸收光谱法,目前主流的生化分析仪应用的便是基于吸收光谱法的分光光度法。分光光度法究竟有多神秘,让我们一起来揭开它的面纱。

 

科学发现的过程往往与现实生活有紧密的联系,例如万有引力定律的诞生据说就来源于牛顿被苹果砸到脑袋,生化检测原理的发现过程虽没有类似的轶事,但也可以用一个生活中的例子描绘:将溶液比作一杯水,待测物质比作滴入水中的墨水,水的颜色越深,间接说明墨的浓度越高,也就是可以根据颜色深浅判断出待测物质的浓度的高低。

 

 

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这里提到的颜色是指人对光的视觉效应,人肉眼所见到的光波长范围在400nm到700nm,不同波长的光表现不同颜色。例如波长400nm附近的光呈现紫色,波长逐渐升高,光的颜色从最冷色的紫色变为最暖色红色。

 

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如果待检物质本身是无色的,那么就需要引入生化反应,将无色的待测物质转有色的生成物质。

 

知道了颜色深浅与物质浓度存在关系,但不知道两者的转换关系,还是无法检测出待测物质的浓度。科学家自十八世纪便开始研究两者的关系: 1729年的布格和1760年的朗伯分别阐述了物质对光的吸收程度和其厚度之间的关系;1852年的比尔进一步提出光的吸收程度和吸光物质浓度有类似的关系,结合起来就得到了光吸收的基本定律:朗伯-比尔定律(Lambert-Beer Law)。

 

朗伯-比尔定律指出在吸光物质处于一定浓度范围内,且入射光线为单色光的情况下,吸光物质的浓度越高,摩尔吸光系数越高,容器的厚度越大,出射光线的强度越低。

 

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在衡量光穿过溶液时的吸收程度时,我们常用透光度T来描述,即:

T=I/I0*100,其中I为出射光强度,I0为入射光强度。

 

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为了方便计算,通过对透光度T的转换引入一个新的概念:

吸光度A,吸光度A与透光度T呈负对数关系,与浓度呈线性关系。

 

 

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因此,朗伯-比尔定律以数学公式可表示为:

A=εLc,其中为A为吸光度,ε为物质摩尔吸光系数,L为光径,c为物质浓度。

在ε和L为固定常数的情况下,A和c呈线性关系。

 

生化分析仪在结构上根据对光的分光是在待测溶液的前或后,分为前分光和后分光。后分光相比前分光,具有方便获得多个波长下吸光度和可连续监测的优势。因此,罗氏的生化分析仪使用的是更主流的后分光分析技术:首先光源发出复合光,然后光线被整理成平行光,平行光经过反应杯穿过溶液后,衍射光栅会将其分为十二个不同波长的单色光,最后照射在检测器上检测光线强度。

 

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除了后分光技术,双波长技术也应用到罗氏生化分析仪的检测中,即选择2个波长的吸光度进行检测。在这种模式下,由于用于计算的吸光度是主波长的吸光度减去副波长的吸光所得,因此电压不稳定及常见的干扰因素会因在主波长和副波长下具有相同的吸光度而被间接消除。

 

 

至此,生化检测技术的原理是否变得豁然开朗?

参考资料

1. CC region - CPS好培训项目资料:生化检测技术原理(作者:孙楠)

2. cobas 6000 analyzer series COBI-CD COBI Version 2.1

关键词:检测技术原理

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