光纖光譜儀如何助力醫(yī)療設(shè)備開發(fā)？

隨著世界從標(biāo)準(zhǔn)化醫(yī)療轉(zhuǎn)向個性化，應(yīng)對公共健康危機(jī)需要更快、更高效的技術(shù)，對用于現(xiàn)場診斷、旁床監(jiān)測和疾病治療的非侵入式測量技術(shù)的需求也在不斷增長。

光譜學(xué)技術(shù)正不斷發(fā)展，幫助醫(yī)學(xué)研究人員和設(shè)備開發(fā)人員通過更簡單、更智能、更強(qiáng)大的解決方案來滿足不斷變化的患者需求。

背景

光譜學(xué)技術(shù)的微型化始于 20 世紀(jì) 90 年代末期，這些早期儀器受益于的技術(shù)環(huán)境變革：為大批量市場開發(fā)成像檢測器，降低了系統(tǒng)成本，使設(shè)計(jì)人員能夠縮小儀器占用空間；個人計(jì)算機(jī)的發(fā)展，使光譜儀能夠處理高速光譜數(shù)據(jù)；光纖的發(fā)展，使光譜儀更容易接近樣品。

這些發(fā)展已使科學(xué)、研究和工業(yè)領(lǐng)域受益，并推動了光譜儀開發(fā)方面的其他進(jìn)展。新一代微型光譜儀速度更快、更準(zhǔn)確，并與包括以太網(wǎng)和 Wi-Fi 在內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸通信協(xié)議，更加兼容。這實(shí)際上消除了早期微型光譜儀固有的性能折衷，并使其更適合原始設(shè)備制造商和其他大容量用戶。

在生物醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)應(yīng)用中，通常將光譜儀集成到其他裝置中，并與光纖相結(jié)合用作子系統(tǒng)，或?qū)⑵湓O(shè)計(jì)為完備的儀器，用于從生物流體控制到分子診斷的應(yīng)用。以下是另外兩個示例 ：

例1 - 導(dǎo)管質(zhì)量控制

一家制造商近期基于光譜學(xué)方法研究抗菌浸漬導(dǎo)管的質(zhì)量控制。為防止生物膜的形成和隨后造成的感染，使用含有懸浮抗菌劑的聚合物溶液涂覆其可植入的導(dǎo)管，然后固化該涂層。。

為確保z低抗微生物濃度及涂層均勻涂覆，將固化的抗微生物層的液化樣品送至外部實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行液相色譜（HPLC）定量。此過程費(fèi)時(shí)、昂貴、對產(chǎn)品有破壞性，且無法保證涂層均勻。制造商需要一個能夠快速、準(zhǔn)確測量濃度和涂層均勻度并不破壞樣品的現(xiàn)場系統(tǒng)。

為了測量抗微生物濃度，將高靈敏度 海洋光學(xué) HDX 微型光譜儀與高功率 鎢鹵素?zé)?通過  反射探頭 相連固定于探頭支架上，以實(shí)現(xiàn)可重復(fù)性。取每個濃度光譜的平均值，然后除以清晰的參比樣品光譜。如此得出了每種濃度的平均相對反射率（圖 1）。  根據(jù) HPLC 濃度數(shù)據(jù)繪制的值顯示，R2 相關(guān)系數(shù)為 0.9924。微型光譜儀的相對反射率與 HPLC 測定濃度之間存在顯著的相關(guān)性，使制造商能將此配置用于質(zhì)量控制過程。

例 2- 蛋白質(zhì)濃度的定量測量

生物學(xué)測試和過程近期受到了主流新技術(shù)的關(guān)注，如快速病毒檢測、定制設(shè)計(jì)的醫(yī)學(xué)治療和家庭基因測試。在許多此類測試中，紫外吸光度用于測定組分的濃度。

根據(jù)樣品和應(yīng)用的不同，需要在極低的限值或的濃度下進(jìn)行紫外蛋白質(zhì)檢測。可通過高靈敏度微型光譜儀在兩個條件下進(jìn)行準(zhǔn)確測量，Ocean HDX可在正常光水平下提供優(yōu)異的分辨率，并在z低強(qiáng)度下提供穩(wěn)定、有意義的讀數(shù)。