Máy Quang Phổ Hồng Ngoại Biến Đổi Fourier (ATR-FTIR) Trong Nghiên Cứu Huyết Thanh (Blood Serum)

1. Giới Thiệu Kỹ Thuật Đo Tổng Phản Xạ Suy Giảm ATR-FTIR 

Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier phản xạ toàn phần suy yếu (ATR-FTIR) là một kỹ thuật tuyệt vời để phân tích chất lỏng sinh học. Bằng cách đo các rung động của liên kết phân tử khi được kiểm tra bằng ánh sáng hồng ngoại, có thể thu được chỉ vân tay sinh học từ mẫu dưới dạng phổ hồng ngoại.

‘Sinh thiết chất lỏng sinh học’ được các nhà nghiên cứu chăm sóc sức khỏe và bác sĩ lâm sàng quan tâm vì chúng đại diện cho phương pháp lấy mẫu xâm lấn tối thiểu. Nhiều chất lỏng sinh học, chẳng hạn như nước tiểu, nước bọt và máu, có thể được nghiên cứu bằng ATR-FTIR. Sự khác biệt về quang phổ giữa các mẫu chất lỏng sinh học cho phép phân biệt giữa bệnh nhân khỏe mạnh và bệnh nhân.

Máu là chất lỏng sinh học được sử dụng rộng rãi nhất trong y học chẩn đoán, nó bao gồm huyết tương, hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu. Đối với phân tích quang phổ, plasma hoặc huyết thanh thường được sử dụng, điều này là do cả hai dung dịch đều có thể được đông lạnh để bảo quản. Trong máu toàn phần, quá trình đông lạnh sẽ dẫn đến sự phá vỡ tế bào và huyết sắc tố có ảnh hưởng quang phổ lớn.

Huyết tương là một dung dịch nước được tách ra bằng cách ly tâm trong một ống chống đông máu, trong khi huyết thanh được tạo ra bằng cách tách các tế bào máu và tiểu cầu bằng cách cho phép máu đông lại, Hình 1. Huyết thanh thường được sử dụng nhiều hơn vì phương pháp chuẩn bị này hiệu quả hơn khi loại bỏ các tế bào hồng cầu.

ATR-FTIR ở vùng IR trung bình (4000 cm^-1 – 400 cm^-1) chứa các rung động cơ bản của các nhóm chức năng trong các mẫu sinh học, chẳng hạn như protein, lipid và axit amin. Kỹ thuật này yêu cầu một thể tích mẫu nhỏ theo thứ tự microlit mang lại kết quả nhanh chóng đồng thời là phương pháp chẩn đoán hiệu quả về chi phí và dễ sử dụng. Phân tích huyết thanh bằng quang phổ ATR-FTIR đã được chứng minh cho một số nghiên cứu về bệnh như ung thư, lạc nội mạc tử cung, rối loạn não và nhiễm vi-rút.

2. Tác động của nước đối với các phép đo chất lỏng sinh học

Một nhược điểm của ATR-FTIR đối với phân tích chất lỏng sinh học là ảnh hưởng của nước đến phổ IR, Hình 2. Nước tạo ra phản ứng IR mạnh do tính phân cực của nó và khi chất lỏng sinh học được phân tích ở pha lỏng bằng ATR-FTIR, phổ hồng ngoại của nước sẽ che đi thông tin sinh học từ mẫu. Thông thường, khi đo chất lỏng sinh học, người thực hiện phải đợi mẫu khô và hiển thị phổ sinh học, tuy nhiên, điều này tốn thời gian và làm chậm tổng thời gian của thử nghiệm.

Cách tiếp cận nhanh hơn là sử dụng phụ kiện ATR có gia nhiệt. Bằng cách làm nóng mẫu, nước sẽ bay hơi nhanh hơn và tổng thời gian thực hiện được giảm đáng kể. Trong lưu ý ứng dụng này, Máy quang phổ FTIR IR5 được trang bị phụ kiện ATR có gia nhiệt đã được sử dụng để loại bỏ nước và đo nhanh quang phổ của huyết thanh.

3. Vật Liệu và Phương pháp

Một mẫu albumin huyết thanh người được đo bằng Máy quang phổ IR5 của Edinburgh được trang bị phụ kiện ATR có gia nhiệt. Phần tử phản xạ bên trong – internal reflective element (IRE) của ATR là kim cương, một loại IRE thường được sử dụng do chỉ số khúc xạ cao và độ bền của nó. Do khả năng dẫn nhiệt tuyệt vời của chúng, ATR kim cương đặc biệt phù hợp với các thí nghiệm nung nóng.

Để chứng minh tác động của việc làm nóng ATR đối với thời gian sấy khô, 3 μL mẫu được hút vào ATR mà không làm nóng và quang phổ được thu thập. Quá trình này được lặp lại với ATR được làm nóng trước và giữ không đổi ở 50°C. Phổ IR được thu với độ phân giải 4 cm^-1 lấy trung bình 10 phổ với tổng thời gian thu là 35 giây cho mỗi phổ.

4. Kết quả và Thảo luận

Phổ hồng ngoại của albumin huyết thanh người thu được sau 2 phút làm khô ở nhiệt độ phòng (màu xanh) và ATR có gia nhiệt (màu đỏ) được thể hiện trong Hình 4. Trong phép đo ATR ở nhiệt độ phòng, phổ bị chi phối bởi các dải hấp thụ nước mạnh và phổ sinh học bị che khuất. Trong khi đối với ATR có gia nhiệt, thu được phổ sinh học đầy đủ mà không bị nhiễu của nước. Nếu để mẫu khô lâu hơn ở nhiệt độ phòng, thì sẽ mất hơn 15 phút sấy khô để phổ sinh học có thể hiển thị đầy đủ, làm giảm đáng kể thông lượng đo.

ATR-FTIR tiết lộ thông tin quan trọng về các thành phần sinh học trong mẫu chất lỏng sinh học và Hình 5 đưa ra sự phân bổ dải của phổ huyết thanh. Phổ sinh học IR có thể được coi là hai vùng: vùng có số sóng cao từ 2600 cm^-1 đến 3800 cm^-1 và vùng có số sóng thấp từ 2000 cm^-1 đến 500 cm^-1 bao gồm sự kéo dài liên kết đôi và vùng vân tay. Vùng số sóng thấp tạo ra dữ liệu phân biệt đối xử nhất và là vùng được sử dụng nhiều nhất để chẩn đoán.

5. Kết luận

Ghi chú ứng dụng này cho thấy độ nhạy cao của IR5 đối với việc phân tích chất lỏng sinh học bằng cách cung cấp chỉ vân tay sinh học của mẫu huyết thanh bằng Quang phổ ATR FTIR. Vấn đề hấp thụ nước ký sinh đã được khắc phục bằng cách trang bị cho IR5 một phụ kiện ATR có gia nhiệt. Bằng cách sử dụng ATR được làm nóng, thời gian sấy khô cần thiết trước khi thu nhận quang phổ đã giảm đáng kể mà không làm giảm chất lượng quang phổ.

Công ty CP Thiết Bị Khoa học H2TECH – Là đơn vị cung cấp các thiết bị khoa học kỹ thuật hàng đầu tại Việt Nam. H2TECH là đối tác của nhiều trường học các viện nghiên cứu và các trung tâm thí nghiệm. Là một trong những nhà phân phối tại Việt Nam, với nhiều hãng nỗi tiếng khác nhau trên thế giới như EDINBURGH…. Nếu bạn đang có nhu cầu về các loại máy đo quang phổ hoặc thiết bị phòng thí nghiệm khác hãy liên hệ với H2TECH để được hỗ trợ cung cấp các thiết bị với mức giá hợp lý nhất.

CÔNG TY CP THIẾT BỊ KHOA HỌC H2TECH
Chuyên cung cấp các thiết bị phòng thí nghiệm – Thiết kế phòng lab
Chúng tôi hợp tác lâu dài dựa trên uy tín, chất lượng và hỗ trợ cho khách hàng một cách tốt nhất
Hotline: 0934.07.54.59
    028.2228.3019
Email: thietbi@h2tech.com.vn
       salesadmin@h2tech.com.vn
Website: https://h2tech.com.vn
https://thietbihoasinh.vn 
https://thietbikhoahoch2tech.com