[發明專利]雙光程透射和熒光光譜測量游離血紅蛋白含量的方法

在審

• 申請號: 201710529535.1
• 申請日: 2017-07-02
• 公開（公告）號: CN107421922A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 林凌;王玉宇;王艷軍;羅永順;張夢秋;甄建蕓;李剛
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/31
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 李林娟

技術領域

本發明涉及光譜復雜溶液濃度分析化學計量領域，尤其涉及一種雙光程透射和熒光光譜測量游離血紅蛋白含量的方法。

背景技術

現有技術中，較為成熟的方式是通過化學檢驗來檢測血袋中游離血紅蛋白的含量，具有準確性高的突出優點，但化學檢驗的方式無法滿足快速、非接觸、以及無污染的需求，光譜測量由于其非接觸、無污染的特性也有可能實現血袋內游離血紅蛋白的含量檢測。

在光譜檢測中，根據朗伯-比爾定律：分別測量各個波長的入射光強I₀和出射光強I，通過公式(1)計算各個波長的吸光度A。∈為物質在某一波長下吸光系數，c為物質的濃度，b為光程長度。

實際上，由于種種原因未能測量入射光強I₀，例如：入射光強I₀太強而難以測量，但如果在入射光強I₀基本穩定不變的情況下，只測量出射光強I也可以得到不錯的結果。然而光譜檢測由于光源變化的影響以及測量容器的影響難以達到測量需要的精度。

光源的影響主要表現為光譜分布和光強的變化。導致光源變化的原因有很多，如光源電壓變化、燈絲老化，環境溫度變化等。在光譜分析中，鮮有文獻介紹光源對測量精度的影響，以及減小光源強度變化對測量精度影響的方法。在早前的研究中，用定標的方式來消除一些干擾，如用水來定標，但是由于光強過強，實際中難以操作。也有很多學者利用中性衰減片或光纖分光方式測量入射光強I₀。以中性衰減片為例(下面的討論除非特別說明，均在某個波長上討論)，測量通過中性衰減片的出射光強Iⁿ，則光源的光強I₀ⁿ可以用吸光度A和出射光強Iⁿ來表示：

然后將被測樣品替換中性衰減片，測出樣品的出射光強I^S，

注意到所以

式(4)中沒有(也即)出現，說明光源的強度(及其光譜)不會影響對樣品的測量，只要所有的測量都采用同一中性衰減片校準，即保持lgIⁿ+Aⁿ為恒定常數。

但不同場合很難找到完全一樣的中性衰減片，且很難保證樣品與中性衰減片的位置一致，給測量增加了難度難以保證測量精度。

針對血液成分的復雜性，單純的透射光譜得到的是全血的信息，針對性較差，為進一步提高游離血紅蛋白的測量精度，結合熒光針對性強的特點，但受到熒光激發光強、光程長和所測成分濃度的影響，導致熒光會有嚴重的自吸收問題，從而導致得到的熒光光譜具有很強的非線性，不能很好的反應所測物質的特征。

發明內容

本發明提供了一種雙光程透射和熒光光譜測量游離血紅蛋白含量的方法，增加了游離血紅蛋白的信息量，不僅消除了透射光源變化和血袋的影響，且測量針對性強，極大抑制了光譜的非線性影響，提高了血袋內游離血紅蛋白含量分析的精度。實現了快速、無污染的血袋內游離血紅蛋白的測量，可操作性強。詳見下文描述：

一種雙光程透射和熒光光譜測量游離血紅蛋白含量的方法，所述方法包括以下步驟：

光源的出光光口與光譜接收裝置的入射狹縫緊貼血袋且同軸，光源包括透射光源和熒光激發光源，透射光源對血液樣品進行透射，熒光激發光源激發游離血紅蛋白產生熒光，光譜接收裝置采集透射光譜和熒光光譜；

位移平臺在保證透射光源和熒光激發光源出光光口和光譜接收裝置入射狹縫同軸前提下，控制透射光源和熒光激發光源移動，由光譜接收裝置采集透射光譜和熒光光譜；

將兩個位置處透射光譜的各個波長下光強比值求對數得到吸收光譜，并結合兩個位置下的熒光光譜歸一化處理，結合化學檢驗的數據，建立數學模型；

采集未知血液樣本兩位置處的透射光譜和熒光光譜，將兩透射光譜的比值求對數得到的吸收光譜、以及兩個熒光光譜歸一化后帶入數學模型進行計算，得到游離血紅蛋白的含量；

所述透射光譜和熒光光譜是引起光譜非線性的因素共同作用下的光譜，增加游離血紅蛋白信息量；消除透射光源變化和血袋的影響；抑制光譜的非線性影響；提高血袋內游離血紅蛋白含量分析的精度。

其中，位移平臺控制透射光源和熒光激發光源移動，由光譜接收裝置采集透射光譜和熒光光譜的步驟具體為：

透射光源和熒光激發光源在位置a處對血液樣品分別進行透射和激發，由光譜接收裝置采集透射光譜和熒光光譜；

位移平臺控制透射光源和熒光激發光源移動至位置b，由光譜接收裝置采集透射光譜和熒光光譜；