CN109342393A - 一种利用拉曼光谱检测细胞培养基中葡萄糖含量的方法 - Google Patents

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杨小蓉
马良
许磊
李晓冉
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China Animal Husbandry Industry Co Ltd
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65—Raman scattering

Abstract

本发明提供一种利用拉曼光谱检测细胞培养基中葡萄糖含量的方法，包括以下步骤：1)用葡萄糖配制浓度从0.1g/L至350g/L的系列标准葡萄糖溶液，置于拉曼光谱仪的比色皿中，设定激光投射距离为1～2mm，利用拉曼光谱仪采集光谱信号；2)以不同浓度标准葡萄糖溶液拉曼光谱的特征峰与浓度建立标准模型。本发明用拉曼光谱检测细胞培养基中葡萄糖的含量的方法，应用于兽医细胞培养基检测领域，不存在血红蛋白干扰因素；同时通过拉曼光谱距离和波长时间的调节，排除了干扰因素。相比于兽用生物制品领域现有葡萄糖溶液检测技术，本发明具有快速、简便、准确、灵敏的特点。

Description

一种利用拉曼光谱检测细胞培养基中葡萄糖含量的方法
技术领域
本发明属于检测技术领域，具体涉及一种用拉曼光谱检测葡萄糖含量的方法。
背景技术
目前在兽用生物制品领域，检测培养基等样品中葡萄糖含量的方法主要是利用血糖仪或者生化分析仪等仪器设备取样检测。葡萄糖是微生物生长中重要的碳源，但必须控制其浓度，培养基中有葡萄糖存在时，微生物利用乳糖的能力即受到抑制。所以培养基中葡萄糖含量需要实时的定量检测。但现有的葡萄糖检测方法，存在操作偏繁琐，耗费耗材多，耗时长等缺点。
拉曼光谱是一种散射光谱，基于光被分子散射的发生的频率变化来获得分子结构方面的信息。
专利CN201610994505.3公开了一种葡萄糖的检测方法，需要用银纳米材料和葡萄糖氧化酶构建检测体系，加入到样品中。申请号为CN201610450103.7的专利—基于表面增强拉曼散射和双分子探针的葡萄糖检测方法，所描述的葡萄糖检测方法需要对样品经过复杂的前处理。申请号为CN201310254285.7的专利提出一种利用SERS技术间接检测血清中葡萄糖含量的方法，所描述的葡萄糖检测方法需要进行复杂的样品前处理，向样品中加入显色底物等，不是无损的检测。专利《用于通过拉曼光谱进行无创伤性活体测量的设备》(申请号：201180005627.0)描述的是检测葡萄糖检测装置，对方法没有具体的描述。
虽然拉曼光谱检测已在多个领域中应用，但对于像细胞培养基这样成分复杂的对象，还不能实现对样品完全无损的定量检测。
发明内容
针对本技术领域存在的不足之处，本发明的目的是提出一种利用拉曼光谱检测细胞培养基中葡萄糖含量的方法。本发明检测细胞培养基中葡萄糖的含量，具有快速、简便、准确、灵敏的特点，不需要对样品进行前处理，对样品无损耗，同时避免了对实验试剂的耗费。
实现本发明上述目的技术方案为：
一种利用拉曼光谱检测细胞培养基中葡萄糖含量的方法，包括以下步骤：
1)用葡萄糖配制浓度从0.1g/L至350g/L的系列标准葡萄糖溶液，置于拉曼光谱仪的比色皿中，设定激光投射距离为1～2mm，利用拉曼光谱仪采集光谱信号；
2)以不同浓度标准葡萄糖溶液拉曼光谱的特征峰与浓度建立标准模型。
进一步地，用葡萄糖配制浓度从0.1g/L至320g/L的系列标准葡萄糖溶液，浓度梯度为0.4～10g/L。
本发明的优选技术方案为，所述拉曼光谱仪采集光谱信号的参数为：积分时间25000ms，平均次数3次，激光开关频率100。
其中，步骤2)所述的特征峰为扣除暗电流和背景后，强度为6.41×104～0.21×104的峰。
进一步地，选取拉曼位移293.5～1775、2780～2992cm-1处的峰为特征峰。
标准模型的制定可采用光谱仪配套的软件进行。其中，所述标准曲线的最低检出浓度为0.1g/L，最高检出浓度为350g/L。
所述的方法，还包括步骤：将培养基的样品置于拉曼光谱仪的比色皿中，采用和步骤1)相同的方法测定拉曼光谱，代入所述标准模型，获得所述培养基的样品中葡萄糖的含量。
进一步优选地，对于根据标准模型获得葡萄糖的含量为6～7g/L范围内的结果，乘以修正系数0.76。
其中，所述培养基为液体培养基。
本发明的有益效果在于：
本发明用拉曼光谱检测细胞培养基中葡萄糖的含量的方法，应用于兽医细胞培养基检测领域，不存在血红蛋白干扰因素；同时通过拉曼光谱距离和波长时间的调节，排除了干扰因素。相比于兽用生物制品领域现有葡萄糖溶液检测技术，本发明具有快速、简便、准确、灵敏的特点，不需要对样品进行前处理，对样品无损耗，同时避免了对实验试剂的耗费。
本发明很好解决了用生物制品领域现有葡萄糖溶液检测技术存在操作偏繁琐，耗费耗材多，耗时长等缺点，对于兽用生物制品领域检测技术的提高有重要意义。
附图说明
图1为葡萄糖拉曼光谱信号波峰图。
图2为拉曼光谱检测葡萄糖标准模型可靠性图。
图3为拉曼信号峰相对强度-拉曼位移图。
具体实施方式
下面通过最佳实施例来说明本发明。本领域技术人员所应知的是，实施例只用来说明本发明而不是用来限制本发明的范围。
实施例中，如无特别说明，所用手段均为本领域常规的手段。
本发明所用到拉曼光谱仪(型号：i-Raman Plus)购自必达泰克光电公司。细胞培养基和葡萄糖水溶液购自赛默飞世尔公司。生化分析仪购自YSI，血糖仪购自北京赛宇公司。
试验例
以一种葡萄糖浓度(1gL)的标准溶液进行测试。把溶液装入比色皿，光谱调试：通过比色皿支架固定，调节比色皿支架的距离调节管套，获得激光投射最佳的工作距离2毫米，实验中发现，投射距离大于2mm会被其他杂峰干扰；设定激光投射距离为1～2mm。
实施例1：拉曼光谱定量测定葡萄糖标准模型的建立
(1)光谱调试：通过比色皿支架固定，调节比色皿支架的距离调节管套，获得激光投射最佳的工作距离2毫米；
(2)精确配置标准葡糖糖浓度溶液如下：0.1g/L到320g/L不同浓度的葡糖糖浓度，具体为：0.1g/L、0.5g/L、1g/L、2g/L、5g/L、10g/L、15g/L、20g/L、25g/L、30g/L、35g/L、40g/L、45g/L、50g/L、55g/L、60g/L、65g/L、70g/L、75g/L、80g/L、85g/L、90g/L、95g/L、100g/L、110g/L、120g/L、130g/L、140g/L、150g/L、160g/L、150g/L、160g/L、170g/L、180g/L、190g/L、200g/L、210g/L、220g/L、230g/L、240g/L、250g/L、260g/L、270g/L、280g/L、290g/L、300g/L、310g/L、320g/L。
各标准溶液样品装入比色皿，进行测定。
(3)构建并调试拉曼光谱标准模型：利用拉曼光谱仪采集葡糖糖拉曼光谱信号，探索拉曼光谱最佳参数条件组合为积分时间及25000ms、平均次数3次、激光开关频率100；采集不同浓度标准葡萄糖溶液光谱信号特征峰，各浓度标准溶液叠加的拉曼谱见图1。
扣除暗电流及背景，选择拉曼光谱强度在6.41×104～0.21×104范围内的峰，进一步选择拉曼位移293.5～1775、2780～2992cm-1处的特征峰，结果参见图3。用BWIQ-D1.132软件计算，制定成葡萄糖拉曼光谱标准模型，模型R值0.99997，R值非常完美，可靠度非常高。
图2为拉曼光谱检测葡萄糖标准模型可靠性图，在0.1g/L至320g/L的范围内均十分准确。
若投射距离小于2mm，有较大偏差，不符合上述的标准模型。因此进一步优选投射距离为2mm。
对比例1拉曼光谱检测方法和生化分析仪检测方法测定培养基中葡萄糖浓度结果对比
拉曼检测方法：检测一定浓度的细胞培养基中的葡萄糖：通过拉曼光谱扫描无需耗费样品，检测细胞培养基溶液拉曼光谱强度，代入标准模型，得到细胞培养基中葡萄糖浓度。
生化分析仪检测方法：需要使用生化分析仪和葡萄糖检测包。在生化分析仪的酶膜位置安装上葡萄糖酶膜，标准液体管道接好葡萄糖标液，缓冲液管道接好工作浓度的缓冲液；装上试剂后,选择葡萄糖浓度测试菜单按钮，点击开始，取样作化学处理，测样品。试剂包一旦打开，必须在21天以内使用，否则试剂失效无法完成检测，葡萄糖检测包安装一次费用2363元左右。
本对比例的样品为葡萄糖浓度0.1～50g/L的细胞培养基。
表1拉曼光谱和生化分析仪测定培养基中葡萄糖浓度结果对比
可能是因为培养基自身物性，各种检测方法对葡萄糖含量5g/L左右的检测结果均偏高。在此提出修正办法：对于根据本标准模型获得葡萄糖的含量为6～7g/L范围内的结果，乘以修正系数0.76。修正后的浓度值为5.02g/L。
对比例2拉曼光谱检测方法和血糖仪检测方法测定培养基中葡萄糖浓度结果对比
拉曼检测方法：检测未知浓度的细胞培养基中的葡萄糖：通过拉曼光谱扫描无需耗费样品，检测未知浓度的细胞培养基溶液拉曼光谱强度，代入标准模型，得到细胞培养基中葡萄糖浓度。
血糖仪检测方法：打开仪器，选择葡萄糖检测通道菜单按钮，点击开始，取样点在血糖试纸上，测样品。一个样品耗费一张血糖试纸条，每条试纸条约3元。
表2拉曼光谱和血糖仪测定培养基中葡萄糖浓度结果对比
*：表示修正后的浓度值。
通过对比试验表明，拉曼光谱检测兽用领域细胞培养基中葡萄糖含量具有快速、简便、准确、灵敏的特点，不需要对样品进行前处理，对样品无损耗，同时避免了对实验试剂的耗费。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种利用拉曼光谱检测细胞培养基中葡萄糖含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)用葡萄糖配制浓度从0.1g/L至350g/L的系列标准葡萄糖溶液，置于拉曼光谱仪的比色皿中，设定激光投射距离为1～2mm，利用拉曼光谱仪采集光谱信号；
2)以不同浓度标准葡萄糖溶液拉曼光谱的特征峰与浓度建立标准模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用葡萄糖配制浓度从0.1g/L至320g/L的系列标准葡萄糖溶液，浓度梯度为0.4～10g/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拉曼光谱仪采集光谱信号的参数为：积分时间25000ms，平均次数3次，激光开关频率100。
4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，步骤2)所述的特征峰为扣除暗电流和背景后，强度为6.41×104～0.21×104的峰。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，选取拉曼位移293.5～1775、2780～2992cm-1处的峰为特征峰。
6.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，所述标准曲线的最低检出浓度为0.1g/L，最高检出浓度为350g/L。
7.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，还包括步骤：将培养基的样品置于拉曼光谱仪的比色皿中，采用和步骤1)相同的方法测定拉曼光谱，代入所述标准模型，获得所述培养基的样品中葡萄糖的含量。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对于根据标准模型获得葡萄糖的含量为6～7g/L范围内的结果，乘以修正系数0.76。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述培养基为液体培养基。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11358984B2 (en) 2018-08-27 2022-06-14 Regeneran Pharmaceuticals, Inc. Use of Raman spectroscopy in downstream purification

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101437556A (zh) * 2005-09-20 2009-05-20 皇家飞利浦电子股份有限公司 体外葡萄糖传感器
CN103411949A (zh) * 2013-06-24 2013-11-27 吉林大学 利用sers技术间接检测血清中葡萄糖含量的方法
CN103505221A (zh) * 2012-06-28 2014-01-15 广西科学院 一种利用拉曼光谱定量检测血糖的无损方法
CN104122250A (zh) * 2014-07-04 2014-10-29 华东理工大学 一种快速检测牛奶中乳糖的方法
CN104897642A (zh) * 2015-05-15 2015-09-09 天津大学 一种基于拉曼光谱的氯气含量检测装置
CN107860761A (zh) * 2017-12-26 2018-03-30 同方威视技术股份有限公司 拉曼光谱检测设备和用于拉曼光谱检测的样品安全性检测方法
CN108072639A (zh) * 2016-11-10 2018-05-25 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种葡萄糖的检测方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101437556A (zh) * 2005-09-20 2009-05-20 皇家飞利浦电子股份有限公司 体外葡萄糖传感器
CN103505221A (zh) * 2012-06-28 2014-01-15 广西科学院 一种利用拉曼光谱定量检测血糖的无损方法
CN103411949A (zh) * 2013-06-24 2013-11-27 吉林大学 利用sers技术间接检测血清中葡萄糖含量的方法
CN104122250A (zh) * 2014-07-04 2014-10-29 华东理工大学 一种快速检测牛奶中乳糖的方法
CN104897642A (zh) * 2015-05-15 2015-09-09 天津大学 一种基于拉曼光谱的氯气含量检测装置
CN108072639A (zh) * 2016-11-10 2018-05-25 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种葡萄糖的检测方法
CN107860761A (zh) * 2017-12-26 2018-03-30 同方威视技术股份有限公司 拉曼光谱检测设备和用于拉曼光谱检测的样品安全性检测方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴小琼: "激光拉曼光谱内标法测定葡萄糖浓度", 《光谱学与光谱分析》 *
夏邦顺: "《临床分子诊断学》", 31 July 2012, 中山大学出版社 *
郭会荣: "《地质封存温压条件下CO2溶解、扩散及水岩反应实验研究》", 31 December 2014, 中国地质大学出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11358984B2 (en) 2018-08-27 2022-06-14 Regeneran Pharmaceuticals, Inc. Use of Raman spectroscopy in downstream purification

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