學習重點 分清波長與吸光度校正:前者確認光譜位置,後者確認吸光度讀值;同一標準物質可能具有不只一種校正用途。 掌握校正材料:氧化鈥、Didymium 濾光鏡與水銀蒸氣燈是典型波長校正工具;重鉻酸鉀也可依其光譜特徵用於波長確認,不能限定它只能校正吸光度。 吸光度適中較準確:一般以約 0.2~0.8 作為實用量測範圍;吸光度太低或太高,都可能增加濃度測定的相對誤差。 記住特徵吸收:卟啉約 400 nm 的強吸收稱為 Soret 帶;分析物本身的吸收峰與檢驗反應產物的量測波長必須分開理解。 辨認常規技術:分光光度法、螢光法及離子選擇性電極常用於臨床生化;圓偏光二色性主要用於分子構形與手性研究。 核心觀念 一、波長校正與吸光度校正 波長校正是確認儀器設定的波長與實際光譜位置是否一致。適用標準應具有已知、穩定且可辨識的吸收峰、吸收谷或發射譜線,藉由比對其位置判斷波長是否偏移。 吸光度校正又稱光度準確度確認,是在指定條件與波長下,比較標準物質的測得吸光度與參考值。其重點在讀值大小,而非峰的位置。校正時須依標準物質的規定使用,不能忽略濃度、溶劑、光程及儀器光譜帶寬等條件。 材料用途與考試判斷 氧化鈥具有多個特徵吸收峰,可用於波長校正。辨識元素時應記住「鈥」,不是鈦、鉑或銫。 Didymium 濾光鏡利用已知吸收峰確認波長準確度,為典型波長校正工具。 水銀蒸氣燈提供已知位置的銳利發射譜線,可用於波長校正;此處利用的是發射線,不是溶液吸收峰。 重鉻酸鉀溶液常用於光度準確度確認,也可依規定條件下的特徵光譜位置進行波長確認,不宜將用途絕對限縮為吸光度校正。 硝酸鈷銨可作為比色計的光度校正材料,應列入可用的校正物質。 NADH 溶液常用於生化反應的光度測定,並非本單元所採用的波長校正標準。 氯化鈉不是一般比色計波長或吸光度校正所用的標準物質。 校正用途不必互斥。判斷時應看材料是否具有適合該項校正的已知特性,而不是將所有材料硬分成只能校正波長或只能校正吸光度兩組。 二、NADH 的吸收與波長校正不可混為一談 NADH 在 340 nm 有重要吸收,常利用反應前後吸光度的變化追蹤酵素反應。知道它的量測波長,不代表它就是波長校正標準。 波長校正需要適合定位、具有可靠參考位置的光譜特徵。不能只憑「某物質在某波長會吸光」就認定可用於校正,也不能單以「吸光度受濃度影響」作為排除理由,因為許多標準溶液的吸光度同樣與濃度有關。 三、最適吸光度與光度誤差 比爾-朗伯定律為 A=εbc,其中 A 為吸光度、ε 為莫耳吸光係數、b 為光程、c 為濃度。在適用條件內,吸光度與濃度成正比。吸光度與透光率的關係為 A=-log₁₀T,此處 T 以小數表示。 吸光度太低:樣品透光量與空白差異很小,吸收訊號不易與背景、讀值波動及空白誤差區分,因此濃度的相對誤差較大。 吸光度太高:透射光很少,偵測器雜訊及雜散光的影響變得明顯。雜散光會使測得透光率偏高,導致吸光度偏低,並造成偏離線性。 吸光度適中:一般可將約 0.2~0.8 視為實用範圍;實際可接受範圍仍依儀器與方法而定。 比較不同吸光度時,0.25 屬於適中的量測區間;接近零的吸光度訊號太小,而達到 2.5 時透光量已很低。不要因吸光度數值較大就判定較準確,也不要以吸收波長是 420 nm 推論吸光度應取何值。 若假設透光率的絕對誤差固定,理論上最低相對濃度誤差出現在吸光度約 0.434;這是特定誤差模型下的結果,不代表所有儀器都只有這個吸光度才準確。 四、分析物本身的特徵吸收波長 分析物應掌握的吸收特徵 卟啉(porphyrin)約 400 nm 附近有強烈的 Soret 帶,是重要的特徵配對;確切峰位可隨卟啉種類及環境改變。 尿酸(uric acid)直接紫外吸收測定常利用約 293 nm 的吸收,因此不應將 360 nm 背成尿酸的典型特徵波長。 未結合膽紅素在約 450 nm 附近有重要吸收,峰位會受溶劑及蛋白質結合等條件影響;560 nm 不是其典型直接吸收配對。 糖化血色素 HbA1c檢測可採分離、免疫或酵素等不同原理,不能將 480 nm 視為所有 HbA1c 方法共通的特徵波長。 直接測分析物與測反應產物,波長可能不同。例如尿酸可用直接紫外法,也可經酵素反應產生有色產物後測量;膽紅素本身的吸收與呈色反應產物的吸收也應分開記憶。遇到特徵波長配對,先判斷描述的是物質本身,還是某種檢驗方法。 五、常用臨床生化分析技術 技術原理與用途 分光光度法測量特定波長的光被吸收的程度,常用於分析物濃度及酵素活性測定。 螢光法測量物質受激發後放出的螢光,常用於具天然螢光或使用螢光標記的分析。 離子選擇性電極利用選擇性膜產生的電位差反映離子活性,常用於鈉、鉀、氯及游離鈣等測定。 圓偏光二色性測量物質對左、右圓偏極化光吸收的差異,主要用於蛋白質構形與手性研究,非常規臨床生化常用技術。 常考陷阱 「重鉻酸鉀只能校正吸光度,不能確認波長」:過度絕對化。它也可依規定條件下的光譜特徵用於波長確認。 「NADH 在 340 nm 吸光,所以可作波長校正標準」:將分析用途誤當校正用途;本單元應排除 NADH。 「透明、容易配製的氯化鈉溶液適合校正」:校正需要已知且適用的光學特性,成分單純並不足以成立。 「低吸光度主要怕雜散光,高吸光度愈高愈準」:低吸光度主要是訊號相對誤差大;高吸光度則須特別注意低透光量與雜散光。 「分析物名稱相同,所有方法就使用同一波長」:須區分直接吸收、反應產物及平台設計;卟啉約 400 nm 是應優先掌握的特徵配對。 「研究生物分子的儀器都是常規生化檢驗技術」:圓偏光二色性雖與生化研究相關,仍非常規臨床生化常用方法。 記憶口訣 「鈥、鏡、汞燈定波長;鉻可兼用,鈷校光。」鏡指 Didymium 濾光鏡,鉻指重鉻酸鉀,鈷指硝酸鈷銨。 「吸光適中較可靠;卟啉四百記得牢。」