一种氧自由基吸收能力测定分析仪中数据采集方法及加热系统

摘要

本发明涉及分析测定仪器领域中的抗氧化能力分析测定仪，特别是一种氧自由基吸收能力（ORAC）测定分析仪中数据采集方法及加热系统。它在具有PTC恒温加热系统的数据采集系统上采用扫描采集数据的方法，即在某个数据采集点的测定管直径范围内，在一小段时间内扫描采集数据集，选择该小段扫描得的最大数据，作为该时间点所采集的数据。实施本发明对可显著降低这类仪器所采集数据集在统计意义上的变异系数，从而直接显著降低批内和批间测定结果的误差。

说明书

技术领域

本发明涉及分析测定仪器领域中的抗氧化能力分析测定仪，特别是一种氧自由基吸收能力（ORAC）测定分析仪中数据采集方法及加热系统。

背景技术

现有的氧自由基吸收能力（ORAC）测定分析仪在测定分析中数据采集采用“点数据采集方法”，这种定点采集方法是将管式样品架上的待测定的几个样品管依次移到检测位置，逐管测定荧光数据值（见图1），其加热系统则采用仪器腔体电加热。

由于该类仪器在测定分析过程中以采集每个时间点荧光发射光的强弱的数据作为测定数据，在一定时间段（30分钟—60分钟），所采集的数据点集组成曲线，作为某一试剂在该时间段随时间变化的曲线，通过几种试剂组合，采集一定时间段内这几种试剂的数据点集组成几条曲线，并通过计算，可得到待测定样品的氧自由基吸收能力(ORAC)测定结果，因此在某一个时间点采集数据时，在被测定管内直径范围内，被测液体液面的凹月面使被测点液位有高低；采集数据位置与测定光路中心的些许偏移；被测定管在运行中的液面不稳定等许多因素，都会导致在采集数据这一时间点左右一小段时间内（5—10秒）所采集数据有一定的差异，而在某一时间点某一位置采得一个荧光发射数据，直接影响所采集数据的正确性。换句话说，即在被测定管内直径范围内的光标所在范围内（＜0.9cm）不同点采集的数据是有较大差异的。现有技术采集数据都是以“点数据采集方法”，其采集流程如图2所示，样品架从初始位置把第1支样品管的中心点向左移动到激发光焦点位置一次性定点采集数据。然后同样方法，再依采集2～8管数据。即发射波长的光原点在哪一时间哪一位置，就在该时间点采集该位置数据。从采集效果看，如图3所示：定点采集时，由于各种原因，采集点不一定在曲线的最高点。且可能出现对同一被测定管的每一次（每一循环）数据采集不一定完全在该测定管的同一完全相同位置及完全相同时间点，这样每个数据的些微差异，就会造成所采集数据集的变异系数增大，因此美国农业部（该类仪器的权威及创始者）规定，作为ORAC分析测定结果可靠的数据，其变异系数为≤15%。 

此外，由于现有ORAC分析仪是仪器腔体电加热，因此各个被测定管的温度不会严格相同，即各管被测液体温度差异很难达到＜0.05℃的严格相同范围，而温度恰恰是对ORAC测定数据结果有相当大的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧自由基吸收能力（ORAC）测定分析仪中数据采集方法及加热系统，主要解决上述现有技术所存在的问题，实施本发明对可显著降低这类仪器所采集数据集在统计意义上的变异系数，从而直接显著降低批内和批间测定结果的误差。

为实现上述目的，本发明是这样实现的。

一种氧自由基吸收能力测定分析仪中数据采集方法，其特征在于：它在具有PTC恒温加热系统的数据采集系统（如图1）上采用扫描采集数据的方法，即在某个数据采集点的测定管直径范围内，在一小段时间内扫描采集数据集，选择该小段扫描得的最大数据，作为该时间点所采集的数据。

所述的氧自由基吸收能力测定分析仪中数据采集方法，其特征在于：具体是移到每支样品管中心前30步开始扫描直到每管中心后30步为止，每步都要测试采集一次数据，用60次数据中的最大值作为采集数据值，如图4、5所示。从效果看，扫描定点采集时，无论什么因素干扰，都是在60个采集点中找到最高点。

上述的氧自由基吸收能力测定分析仪中数据采集方法中使用的加热系统，如图6、7所示：它包括一样品架支撑盒11和盖设在样品架支撑盒11上的样品架金属板12，该样品架金属板12背面通过导热胶13分别固定有PTC加热片14和温度传感器15，该样品架金属板12正面则具有用于置放样品架的测定样品架槽16。所述的样品架和样品架金属板12采用相同的金属材料。

具体的，加热器采用功率100w 的PTC电子陶瓷，温度传感器Pt100，为了提高控制精度，采用恒流的Pt100电桥电路，仪表放大和标准电源作为37℃给定电压，以提高温度控制灵敏度；PTC驱动电流在220V~ 20MA～500MA范围内变化，所以样品架的温度精度较高。其温度控制原理图如图8所示。

由于原有的加热系统采用仪器腔体电加热，需要使样品室环境保持恒温，但这种恒温方法不但不能严格的恒温要求(各管被测液体温度差异＜0.05℃)，且这种温控往往具有滞后性，一般恒温精度在0.5℃～1.0℃，而温度差异对ORAC测定结果又有很大影响。而本发明加热系统采用 PTC控温，PTC加热片与样品架安装在一体，整体密切接触，且PTC加热片与样品架一起在移动伺服机构带动下共同移动，代替通常的腔体电加热恒温系统。

附图说明

图1是氧自由基吸收能力（ORAC）测定分析仪的逐管数据采集系统结构示意图。

图2是现有的定点采集流程图。

图3是现有的定点采集效果图。

图4是本发明方法的流程图。

图5是本发明方法扫描数据采集效果图。

图6是本发明加热系统的结构示意图。

图7是本发明加热系统的样品架金属板背面的结构示意图。

图8是本发明加热系统的PTC温度控制原理。

具体实施方式

一、样品试管架温度稳定性考察结果

方法：将两个温度计分别放置与测定样品架槽（图6）近两端，并与槽表面紧密接触。同时样品架槽在步进电机驱动下，按测定时同样方式来回移动，在一定时间段内，定时读取样品架槽表面温度值。结果见下表1。

表1：样品架金属板的控温效果（样品管内溶剂温度在设定温度（37）±0.1℃）：

                                                 

由表可见，在两个小时的测定时间内（一般ORAC分析测定时间为0.5～1小时），两端温度变化都很小，极差分别为0.05℃和0.04℃。变异系数分别为0.015136％和0.018684％。两端温度差最大为0.03℃。都远低于设计误差±0.1℃

本发明涉及一种氧自由基吸收能力(ORAC)测定分析仪中数据采集方法及加热元件的改变，其发明目的在于降低氧自由基吸收能力（ORAC）测定仪在相同条件下所采集数据的变异系数，并将温度对测定结果的影响降低至最小限度，将直接降低测定结果的误差。

二、两种数据采集方法测定同一样品荧光值结果比较

方法：将一定浓度的合成荧光素Sodum Fluorescence（3’,6’-dihydroxyspiro[isobenzofuran -1[3H],9’[9H] -xanthen] -3-one，简称FL）分别置于每个测定管架上的试管中（共有8个测定管），用定点数据采集法和扫描数据采集法测定分别以激发光波长：485nm；发射光波长：538nm 逐个测定8管的的荧光值数据，每管测定10次，分别考察两种采集方法的稳定性，结果见表2（表中扫描数据采集法为“方法1”；定点数据采集法为“方法2”）

表2：8管每管测定10次荧光发射光值

由表2可见用扫描数据采集法（方法1）每管测定的10次数据变异系数（CV%）最大为0.43％，而用定点数据采集法（方法2）每管测定10次数据的变异系数最大为16.87％，两者变异系数相差近40倍。可见扫描数据采集法异常显著优于定点数据采集法。

表3  各管均值之间的差异显著性统计

由表3可见，从8个测定管的总平均值看，定点法比扫描法低近21％，可见定点法测定结果体现的不完全是被测试剂的真实数据值。8管之间的变异系数差16.3倍，可见两种方法测定结果的稳定性方法1显著优于方法2。经TTEST检验，两种数据采集方法测定结果差异性P=3.01×10-6＜0.01,表明两种数据采集方法测定的数据有极显著性差异。