我们的实验室开发了基于光的工具,为孕产妇健康应用提供诊断信息。我们经常使用光谱法,因为它可以无创地提供大量与健康相关的信息,例如监测血氧和血红蛋白浓度,这两者都是怀孕期间需要监测的重要生理参数。颗粒水中的一些溶剂具有很强的吸收性,可能会掩盖目标溶质。
此外,跨越 VIS-SWIR 区域的光谱在不同波长范围内的吸收通常具有很大的差异,我们必须更改不同区域的实验设置才能获得高 SNL 光谱。难以获得 VIS-SWIR 生物光谱导致已发表的生物吸收光谱有限,我们的目标是简化这一过程。此外,更好地了解每种生物成分的特定光谱特性将有助于选择优化的波长,以最大限度地减少由强烈黑色素吸收引起的皮肤色素沉着偏差。
我们希望我们的协议将使研究人员能够扩展当前的生物吸收剂 VIS-SWIR 库。这些结果还强调了黑色素对光学器件的影响作为波长的函数,可用于设计具有最小皮肤色素沉着偏差的系统,例如在 SWIR 中。要用全肝素化人血制备含氧血红蛋白样品,请将 1.8 毫升血液移液到微量离心管中。
将试管以 9.6 g 离心 10 分钟,弃去约 850 μL 上清液,不要干扰沉淀。在大约 850 μL 的氘水中复溶沉淀,然后再次以 9.6 g 离心 10 分钟。最后一次离心后,为了裂解红细胞,用 4.5 毫升氘代水重构红细胞沉淀。
如果颗粒粘附在管子上,请用一份氘代水冲洗以使其松动。使用钝头针头和注射器,从试管中取出裂解的血液溶液。然后从注射器上拆下钝头针头,并将其丢弃在生物危害锐器容器中。
接下来,将 0.22 微米注射器过滤器连接到注射器上,并将内容物过滤成 10 毫米光程、3.5 毫升玻璃或石英比色皿。用气密塞固定比色皿以防止污染。将 Parafilm 包裹在塞子周围,以确保完全气密密封。
用相同的光程、长度和体积填充干净的比色皿,并用氘代水进行基线和参考测量,以制备参比。为了制备脱氧血红蛋白样品,将连二亚硫酸钠添加到比色皿中的血液溶液中。用气密塞固定比色皿,并在塞子周围缠绕 Parafilm 以确保气密密封。
小心地将比色皿从一侧倾斜到另一侧,直到连二亚硫酸钠完全溶解。观察血液溶液的颜色从红色变为深紫红色。首先,打开光谱仪灯和检测器,让系统预热 5 到 20 分钟。
使用 Kimwipe 用乙醇清洁比色皿。对于双光束光谱仪,将装满氘水的比色皿作为参比溶液放入样品室和参比室中。根据要测量的光谱区域选择合适的波长范围和检测器。
使用默认参数获取参考测量值。接下来,将样品室中的比色皿更换为含有含氧血红蛋白的比色皿。切换到实时模式,在调整测量参数时连续查看吸光度。
从默认光谱仪参数开始,调整每个基准和带宽的读数,以获得定性干净的吸收光谱,而不会饱和。如果修改入射光功率、带宽、曝光时间和每个基准的读数不会导致高信噪比光谱,请更改样品浓度,将参比色皿置于样品或参比室中,或将样品和参比的光程长度放在样品或参比室中,以获得高信噪比光谱。为样品优化设置后,记录采集的每个光谱的设置。
使用优化的设置,在参比和样品室中使用相同的设置和参比溶液重新测量,以获得优化的参比测量值。接下来,将样品室中的参比色皿更换为含氧血红蛋白样品比色皿,并进行优化的样品测量。分别保存参考和样本测量值。
使用以下方程式,通过将参考测量值视为 I0 并将样品测量值视为 I.对于后处理,打开数据分析软件(如 MATLAB),并加载从光谱的不同区域获得的吸光度测量值。将倍增因子应用于一个光谱区域,以将具有不同样品浓度或光程长度的不同区域拼接在一起。含氧血红蛋白光谱与 Prahl 发表的光谱具有很强的相关性,在 415 纳米处具有明显的吸收峰,在可见光区域具有 540 至 575 纳米之间的双合透镜,在近红外范围内具有 800 至 1, 100 纳米之间的广泛吸收特征。
在短波红外区域。含氧血红蛋白谱显示低吸收,可能是由于残留水分含量。脱氧血红蛋白光谱与 Prahl 光谱具有很强的相关性,在 430 纳米、 560 纳米和 760 纳米处有突出的峰,在 1, 200 纳米附近和 1, 400 至 1, 600 纳米之间有较小的峰。