• 【下篇】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 11:11:45   瀏覽量 :537
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    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?


    化學發光儀中PMT的安裝有什么講究?

    1、距離

     安裝距離是一個用戶問的比較多的問題,安裝距離主要會影響PMT的探測率。例如下圖所示,同樣面積的探測器距離點光源越遠,如果不加其他光學系統的情況下,探測效率越低。而在化學發光免疫分析儀中,一般情況是不加其他的光學系統的直接探測,所以我們建議安裝時盡量靠近樣品池,這樣會保證較好的光耦合效果。如果是安裝空間有限制,可以考慮使用光纖,但是使用光纖會帶來耦合效率的降低,也不是特別推薦。

    安裝距離對探測效率影響

    2、探測窗口大小

    在全自動化學發光免疫分析儀中,大部分采用直徑為1cm左右的圓形的試管,也有其他的異形的試管,當然還有使用微孔板的反應器皿。濱松在化學發光免疫分析儀中使用的典型產品H10682光子計數探頭的光窗尺寸為φ8mm,CH326光子計數探頭的光窗尺寸為φ25mm,一般情況下,我們建議客戶使用PMT80%的有效面積,這樣在光子計數中能夠保證比較好的穩定性和一致性。

    φ8mm接近試管尺寸,建議使用光孔小于φ8mm,這樣可以避免由于試管和PMT的對齊問題,造成的臺間差。如果使用φ25mm的產品,就不用考慮對齊問題,也可以保證探測率。

    3、窗材

    一般在應用反應皿(試管)和光子計數探頭窗口之間不需要加任何的隔離窗口材料,但是有些用戶考慮到隔離、污染、腐蝕等因素,希望在窗口和光子計數探頭進行隔離,如果有這樣的需求,我們建議使用石英玻璃作為窗材,并且要求窗口和光子計數探頭窗口之間保持3mm以上的距離。

    4、光子計數探頭接地

     光子計數探頭要安裝到一個暗室系統中,大部分用戶在進行暗室系統設計時會選用金屬材質,利用探頭提供的螺孔進行探頭固定。一般情況下,在化學發光分析儀設計中,整個機架都要進行接地處理,暗室也和大地相連。

     由于探頭的外殼和內部電路地線相連,如果探頭外殼再和大地相連的話,可能會帶來干擾。所以在探頭安裝時,我們建議探頭外殼不要和大地連接,采用絕緣連接,或者暗盒系統采用聚四氟乙烯的外殼。

     

    從探測器的角度,如何校正同一型號化學發光儀的臺間差?

    臺間差是設備品控的重要指標,設備臺間差和設備的各個部件的臺間差是相關的,光子計數探頭作為化學發光免疫分析儀的重要部件,它的輸出差異也會對設備的臺間差造成影響,怎么去減小或者消除這種差異,是用戶經常遇到的問題。

    1、 軟件校正

     光子計數探頭是目前來說測試極微弱光能力最強的探測器,是目前化學發光免疫分析中唯一的探測器選擇。正常工作環境下,探頭靈敏度完全可以滿足設備探測器下限信噪比的需求。對于同一個探測器,輸出的結果能夠反應被探測光的強度和變化,一般情況下這種變化是線性的。所以對于一個探測器來說,只要滿足探測信噪比,滿足輸出線性,輸出的絕對值大小就變的沒有意義了。

     在這個前提下,我們建議用戶用標準試劑對每臺設備進行一致性標定,在光子計數探頭的輸出基礎上進行系數的校正,在線性范圍內只需要一個系數校正即可,如果是在非線性區,需要根據實際輸出情況進行校正。

    標準試劑校正

    2、光子計數探頭出廠控制

    雖然我們上面介紹到,光子計數探頭只要在滿足信噪比的情況下,臺間差可以通過軟件進行修正,不過也有用戶希望在探頭上做挑選控制。濱松也在該方面為用戶提供了諸多保障,有著多款經典光子技術探頭的北京濱松會根據客戶要求,出廠前對光子計數探頭例如CH326進行靈敏度挑選,在其內部測試條件下,可以將靈敏度離散型控制在±10%以內。

     

    在實際使用中,PMT探頭有壽命問題么?其靈敏度還會受什么因素影響?

    1、壽命問題

     光電倍增管的壽命只與輸出的總電荷數有關,我們定義光子計數探頭靈敏度下降到50%的時間為光子計數探頭的壽命。光子計數法是光電倍增管用于極微弱光探測的一種方法,相比于常規的模擬法應用,一般情況下光子計數探頭平均輸出電流要小很多,所以說光子計數法壽命非常長,可以達到幾十萬小時,在正常的工作狀態下化學發光免疫分析儀設備,不需要太多考慮光子計數探頭的壽命問題。

     2、溫度對靈敏度影響

     光電倍增的靈敏度受溫度的影響,在可見光波段溫度升高,光電倍增管靈敏度則下降。光子計數探頭也繼承了光電倍增管的特性,下圖所示濱松光子計數探頭H11123溫度靈敏度變化曲線,可以看到每升高10℃靈敏度會下降2-3%。

    光電倍增管靈敏度隨工作溫度變化曲線

     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?

    EMC特性是醫療設備必須考慮的問題,不僅僅是安全的問題,更重要的是EMC對于設備穩定性的影響。濱松公司設計的光子計數探頭是充分考慮到EMC特性的,雖然目前還沒有針對光電倍增管或者光子計數探頭的EMC標準,不過濱松在光子計數探頭的設計和開發過程中有嚴格的內控指標和測試。光子計數探頭的EMC特性主要體現在電磁干擾對光子計數探頭輸出穩定的影響上。

     1、磁場對光子計數探頭輸出的影響

     光電倍增管有空間電子運動,所以在磁場作用下,電子軌跡會發生改變,影響光電倍增管的輸出特性。并且不同方向的磁場影響的大小也是不同的,同樣光子計數探頭輸出也會受到磁場影響,下圖是濱松光子計數探頭H10682輸出受磁場影響的典型曲線。

     H10682受磁場影響輸出曲線

     在全自動化學發光免疫分析儀中有大量的電磁閥和蠕動泵,這些器件在工作的時候都會產生磁場,這種磁場是光子計數探頭干擾磁場的主要來源。濱松在設計光子計數探頭時已經做了部分的磁屏蔽措施,如果用戶再另外增加磁屏蔽處理,起到的作用也比較有限,所以我們不建議進行此操作。而降低磁場影響非常有效的手段,是要盡量把探測器遠離磁場干擾源,距離一般要求在10cm以上。 

    2、信號干擾

    磁場會對輸出信號造成影響,但是在化學發光免疫儀設計中并不是最棘手的問題,信號輸出不穩定、波動、跳點才是最難處理的,并且一般在遇到類似問題時,很難找到問題所在。對于信號干擾,我們建議在設備設計之初就要進行考慮。一般要注意以下幾個方面:

    a)電源選擇,我們建議用戶選擇正規的,有EMC認證的電源給光子計數探頭進行供電;

    b) 運動控制、探測電路、線路隔離;

    c)光子計數探頭外殼與機殼隔離;

    d) 信號輸出線排布不橫穿、橫跨電磁干擾源;

    e) 做好整體機殼的屏蔽、接地,防止周圍大功率用電器干擾。

     

    濱松有沒有針對探測器評價用的穩定光源產品?

    用戶一直希望有一個穩定的光源,能夠用于探測器的評價以及設備的標定?;诳蛻舻男枨鬄I松開發了穩定光源產品,一個是試管狀、一個是試劑卡狀,型號分別為L11416和L11494。

     在這里我們主要想向用戶說明,穩定光源產品僅僅是一個能夠實現穩定輸出的光源,由于內部使用LED作為發光器件,所以光譜是一種窄線光譜,與化學發光試劑發光的光譜并不完全相同,所以一般不用于設備一致性的標定。我們將該產品定位為:主要用于評價探測器的輸出穩定性、評價設備的輸出穩定性。而用戶可以根據自身的需求,進行產品的選擇。

    H10682-110
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