基于紫外-可見光譜的全血分析

旁床診斷（POC）結合了光纖光譜學和生物流體學的優勢，在應對從癌癥篩查到病毒檢測的醫療檢測的挑戰方面發揮著重要作用。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，性能卓越，對于空間有限或需集成到其他設備或系統的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，濃度值數據可能也會變得非線性。因此，在每個系統中需要對數據進行多項式校正。

實驗數據

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，以確保穩定性。

實驗配置

結論

隨著世界向個性化醫療和可及性邁進，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。

關于Ocean ST

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，允許用戶優化其應用的配置。