一 基础光路以及单色光检测的缺陷

1. Bioscreen‑C‑Pro单层垂直透射光路结构

仪器光源处在蜂窝微孔底部,光线自下而上穿透饮料基质与微生物悬浮液,上方光电采集器接收透射光强。单色检测通道依靠滤光片筛选单一波长光线完成浊度测定。

2. 有色饮料基质的干扰成因

果汁、茶饮品、发酵饮料等浑浊基质含有天然色素、焦糖、多酚类显色物质,色素具备选择性吸光特性。固定波长单色光会被背景色素大量吸收,初始基线偏高;在微生物增殖之后,色素还会随着代谢发生改变,单一波长下吸光度波动无法区分是菌体颗粒散射还是饮料色素变化,最终生长曲线出现严重失真。

普通可见光600nm通道很容易被黄色、棕红色饮料基质吸收,低浓度菌体产生的光散射信号很容易被背景颜色信号覆盖,信噪比下降,平行样重复性变差。


二 宽波段通道硬件工作方式

1. 光路去掉单色滤光片

开启宽波段检测模式之后,旋转滤光轮移出光路通路,氙灯输出350‑800 nm连续广谱光线直接穿过样品微孔,不会筛选特定波段。

2. 光电传感器收集全部透射光通量

检测器整合接收全部可见光波段的透射光线,输出的检测信号代表全光谱总的透光强度,而不是某一处波长吸光度。


三 宽波段削弱有色背景干扰的核心原理

1. 有色色素只对部分波段选择性吸收

饮料基质色素只会吸收特定区间波长,剩余其余光谱光线可以顺利穿过液体。单色通道恰巧选用色素强吸收波段,整体透光量很低;宽波段模式下未被色素吸收的光波依旧能够抵达光电探头,留下充足的基础透光信号。

2. 微生物菌体颗粒广谱散射

细菌、真菌孢子属于微米级颗粒,可以散射全部可见光波段的光线,菌体增加会均匀降低全部波段透光强度。

背景色素只影响局部光谱区间,菌体散射属于广谱信号。传感器整合全波段信号以后,菌体带来的光强衰减占据主导,局部色素吸收造成的干扰被平均稀释。

3. 基线稳定性得到改善

单色通道的基线极易受到饮料pH、色素氧化、物质代谢造成的波长吸收偏移;宽波段是所有波段光强总和,单一波段吸收变化对整体总光通量影响很小,基质颜色轻微波动很难改变整体读数。


四 实操优化注意事项

饮料基质内气泡会散射光线,加样之后需要静置消除微孔当中微小气泡再密封。

所有实验组、对照组必须统一使用宽波段通道,不可混用单色波长通道对比数据。

若是饮料基质沉淀十分严重,可以适当调低装液量,优化振荡参数减缓颗粒沉降。

宽波段OD数值不可和分光光度计单一波长吸光度数值进行直接对比。