光纖光譜儀如何助力醫療設備開發？

隨著世界從標準化醫療轉向個性化，應對公共健康危機需要更快、更高效的技術，對用于現場診斷、旁床監測和疾病治療的非侵入式測量技術的需求也在不斷增長。

光譜學技術正不斷發展，幫助醫學研究人員和設備開發人員通過更簡單、更智能、更強大的解決方案來滿足不斷變化的患者需求。

背景

光譜學技術的微型化始于 20 世紀 90 年代末期，這些早期儀器受益于的技術環境變革：為大批量市場開發成像檢測器，降低了系統成本，使設計人員能夠縮小儀器占用空間；個人計算機的發展，使光譜儀能夠處理高速光譜數據；光纖的發展，使光譜儀更容易接近樣品。

這些發展已使科學、研究和工業領域受益，并推動了光譜儀開發方面的其他進展。新一代微型光譜儀速度更快、更準確，并與包括以太網和 Wi-Fi 在內的數據傳輸通信協議，更加兼容。這實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備制造商和其他大容量用戶。

在生物醫學和生命科學應用中，通常將光譜儀集成到其他裝置中，并與光纖相結合用作子系統，或將其設計為完備的儀器，用于從生物流體控制到分子診斷的應用。以下是另外兩個示例 ：

例1 - 導管質量控制

一家制造商近期基于光譜學方法研究抗菌浸漬導管的質量控制。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驗室進行液相色譜（HPLC）定量。此過程費時、昂貴、對產品有破壞性，且無法保證涂層均勻。制造商需要一個能夠快速、準確測量濃度和涂層均勻度并不破壞樣品的現場系統。

為了測量抗微生物濃度，將高靈敏度 海洋光學 HDX 微型光譜儀與高功率 鎢鹵素燈 通過  反射探頭 相連固定于探頭支架上，以實現可重復性。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 HPLC 濃度數據繪制的值顯示，R2 相關系數為 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性，使制造商能將此配置用于質量控制過程。

例 2- 蛋白質濃度的定量測量

生物學測試和過程近期受到了主流新技術的關注，如快速病毒檢測、定制設計的醫學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。

根據樣品和應用的不同，需要在極低的限值或的濃度下進行紫外蛋白質檢測。可通過高靈敏度微型光譜儀在兩個條件下進行準確測量，Ocean HDX可在正常光水平下提供優異的分辨率，并在z低強度下提供穩定、有意義的讀數。