• 【上篇】光子計數探頭H10682-110使用注意事項,化學發光免疫分析儀應用

    發布日期:2023-07-21 10:50:22   瀏覽量 :677
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    化學發光(Chemiluminescence)是體外診斷使用的光學法中“發光法”的一種,指伴隨化學反應過程所產生的光的發射現象。某些物質(發光劑)在化學反應時,吸收了反應過程中所產生的化學能,使反應的產物分子或反應的中間態分子中的電子躍遷到激發態,當電子從激發態回復到基態時,以發射光子的形式釋放出能量,這一現象稱為化學發光,其中有酶促反應、電化學發光等。

    化學發光免疫分析儀是極微弱光探測應用的典型設備,也是目前國內體外診斷市場中,備受熱寵的應用。

    光子計數探頭,是在化學發光免疫分析儀中主要使用到的探測器。其包括了大家熟悉的光電倍增管(PMT)外,還根據不同的類型,搭配了電路、電源、計數器、制冷器等元件,構成了整體的探測單元。作為化學發光免疫分析儀的“眼睛”,它的發揮直接決定了儀器的性能。

    # 上篇

    PMT使用中光的安全注意?

    什么樣的光對于PMT是會造成損傷的“強光”?

    測試中發現背景高/信噪比不好,從PMT出發有可能是哪些原因?

    濱松的光子計數探頭輸出線性如何?如果需要更大的線性范圍是否有方案?

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    化學發光儀中PMT的安裝有什么講究? 

    從探測器的角度,如何校正同一型號化學發光儀的臺間差?       

    在實際使用中PMT探頭是否有壽命問題?靈敏度會受什么因素影響?     

    在化學發光儀的設計中,如何減小電磁干擾對光子計數探頭的影響?

    有沒有針對探測器評價用的穩定光源?


    PMT在使用中有什么需要注意的安全問題?

    1、高壓問題

    光子計數探頭內部有1000V左右的高壓,濱松已經做了良好的屏蔽,所以在正常使用情況下,不會有高壓電擊的問題,不建議進行探頭拆解,如果拆解使用謹防高壓損傷。

    2、 曝光損壞問題

    光子計數探頭核心是光電倍增管,光電倍增管受到強光照射以后,會發生光敏效應,造成光子計數探頭一段時間內的暗計數上升。

    一般在不通電的情況下,這種暗計數上升是可恢復的,需要在暗環境下靜置一段時間,為加快這種恢復,可以加電在環境下靜置。

    但是如果是帶電見強光的話,可能會對PMT造成不可恢復的損壞。帶電見強光是造成光子計數探頭損壞的主要原因,對于這種損失我們也叫曝光損壞。 

    3、光窗擠壓問題

    光子計數探頭的光窗就是PMT的窗口,都是屬于玻璃易碎產品,不允許大力擠壓,其中有部分光子計數探頭的光窗和外殼基本上在一個平面上,安裝過程中要特別注意避免對光窗的擠壓。


    都說PMT對光很敏感,有可能被強光打壞,那么如何判斷什么樣的光對于PMT是會造成損傷的“強光”?

    對于沒有通電的PMT,如果被夏天中午的太陽直射,就會造成永久損傷——所以說,只要環境光顯著地弱于夏天中午的太陽直射(如日常的室內環境),是不會對沒有通電的PMT造成永久損傷的。

    對于已經通電的PMT,如果被滿月的月光直射,就能使其輸出飽和——所以說,強于滿月月光直射的環境光對于已經通電的PMT是需要避免的。

    需要強調的是,以上提到的都是會對PMT造成損傷的光強;為了在使用中得到高信噪比,PMT需要非常嚴格的避光,具體要求可以看看接下來的內容。


    測試中發現背景高/信噪比不好,從PMT的角度,有可能有哪些原因?

    1、漏光影響

    暗計數是光子計數探頭的主要參數,影響暗計數因素主要有溫度、漏光等,大部分在應用中遇到的暗計數高、本底高的問題,都是由于漏光引起的。PMT是非常靈敏的探測器,對于單光子信號就有非常好的響應。

    我們通常會聽到這樣的問題,例如:“在晚上我把燈關掉,還是暗計數很高呀”;“我沒有拆開你們提供的窗口紙呀”;“光窗我是用黑膠帶貼上的”。而類似這樣的避光是遠遠不夠的,遠遠沒有達到光子計數探頭要求的工作環境。

    光子計數探頭要求絕對暗室,不允許有任何的光線透過,所以在光子計數探頭使用過程中,完全避光應該是最基本的要求。如果僅僅是評價暗計數的測試,建議用黑布進行多層的包裹,并且上電穩定半小時以后進行暗計數評價。

    2、溫度對暗計數的影響

    另外一個影響暗計數的因素就是溫度,工作溫度升高熱電子發射加劇,暗計數上升,溫度降低,暗計數下降,對于化學發光免疫分析中使用的光子計數探頭,一般情況溫度下降到10℃以下,暗計數就變化很小了。

    濱松光子計數探頭H10682典型的暗計數和溫度的關系圖

    3、暗計數對化學發光免疫分析儀的影響

    暗計數特性和儀器的檢測下限有關系,常溫下(25℃)光子計數探頭的暗計數都在150cps以內,而化學發光試劑發光要遠強于這個數值,所以在常規的試劑體系和設備中,暗計數都不會對測試造成太大影響。

    全自動化學發光設備中由于有溫浴系統,溫度一般會高于25℃,暗計數會有所上升,對于大部分的設備中都影響不大。不過在設備設計過程中要全面考慮到充分散熱,盡量使光子計數探頭安裝到遠離熱源的地方,且做好通風散熱。

    濱松的光子計數探頭的輸出線性如何?如果我的化學發光儀需要更大的線性范圍有沒有什么方案?

    動態范圍是化學發光免疫分析儀的關注的一個重要參數,也是光子計數探頭的重要參數。

    1、光子計數探頭線性

    光子計數探頭的動態范圍受到光電倍增管、放大電路等因素的影響,考慮到成本、功耗,一般情況下濱松公司的光子計數探頭設計最大輸出線性為5Mcps或者6Mcps,這樣的線性范圍完全可以滿足化學發光免疫分析儀的使用。

    濱松光子計數探頭H10682典型線性曲線

    2、線性校正

    一般情況下光子計數探頭最大線性輸出5-6Mcps就可以滿足用戶的使用,但是有個別用戶提出在特殊的試劑下,需要更高的線性輸出上限,一般情況下有兩種處理方法:1)對試劑進行稀釋以后測試,可以有效的降低光產額;2) 對光子計數探頭的輸出進行線性校正,例如CH326配合CH297-011,在輸出線性校正前,最大輸出線性為6Mcps。如果使用CH297-011內嵌的線性校正功能最大線性輸出可以達到20M,當然H10682配合CH297-011也可以實現這個功能。

    線性校正前后光子計數探頭H10682的最大輸出特性曲線

    另外,我們通常也提供線性輸出校正公式供用戶參考:

    N:真實計數(cps,count per second)

    M:測量計數(cps,count per second)

    t:脈沖分布率(s)

    H10682-110
    化學發光免疫分析儀
    光子計數探頭
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