为什么要同时测量反射和透射?

为什么要同时测量反射和透射?

在本视频中,高级产品科学家 Derek Guenther 演示了 SquareOne 比色皿支架如何轻松实现对同一个液体样品同时进行透射和反射测量。通过获取这两种互补的光学信息,可以更清晰地了解光与复杂样品间的相互作用。

同时测量反射和透射有助于:

  • 更准确地解读散射样品
    在细胞培养、悬浮液和纳米颗粒检测中,把吸收和散射区分开来。
  • 监测配方和介质的变化
    检测由溶剂组成、浓度或温度变化引起的折射率偏移。
  • 增强对时间依赖性研究的信心
    随着光学性质的变化,跟踪反应、聚集或稳定性的变化。

实际案例

生物技术难题:生物样品的表现与理想状态不一致

在生物技术的日常工作中,液体样品很少具有简单的光学特性。细胞悬液会散射光,蛋白溶液会在界面处产生反射,而介质成分、浓度和温度都会悄悄改变折射率。

因此,传统上只测透射光的吸光度方法,往往把多种光学效应混在一个数据点里,让数据解读变得格外困难。

在细胞生长监测、蛋白质表征、酶测定或配方开发等应用场景中,这会带来以下不确定性:

  • 信号变化是因为浓度变高了吗?
  • 吸光度偏移是化学反应引起的吗?
  • 样品中那些细微的变化是不是根本没测出来?

当你需要准确解读数据时,只测量透射往往是不够的。

水溶液近红外测量挑战:样品阻挡了感兴趣的波长

近红外光谱可以实时观察化学物质的生成或消耗,这一点非常有价值。但问题是,水在 1700 nm 以上会强烈吸收近红外能量,导致透射测量很难做,甚至根本没法做。不过,如果用对光学元件,通常在反射模式下还是能看到这些近红外信号的;然后再把它跟透射模式下可靠的紫外‑可见光测量结合起来就行。

在药物合成、微塑料分析或生化反应这类应用中,把两种方法结合起来可提供更深入的信息:

  • 可以在见光区域监测变色物质(如指示剂染料),同时跟踪近红外峰的形成或衰减情况
  • 可以在紫外区域定量蛋白质浓度,再把结果与相应的近红外活动关联起来。

当整个光谱范围都很重要时,通过巧妙的光路设计,原本看不到的信息也能显现出来。

荧光测量挑战:不能让激发 LED 干扰吸光度测定

很多荧光化合物同时也具备很有意思的宽带吸收特性。不过,传统的 90° 荧光测量会占用三个可用端口中的两个,而这三个端口的信号本来是可以用来做宽带测量的。如果我们在 90° 端口上用一个荧光探头同时完成激发和发射,那么剩下的 180° 端口就可以专门用来测量宽带吸光度。对于检测植物提取物中的叶绿素含量,或者研究卟啉的淬灭情况,这种方法能让我们做更深入的分析:

  • 通过吸光度跟踪植物提取物的总浓度和组成,同时获取实时的荧光谱图
  • 既能显示卟啉淬灭的程度,又能保证样品在其最大吸收波长处被激发。

当你的化合物具有多种光学活性时,该方法就可以在一个装置上同时完成两项研究。