Ⅰ 熒光定量PCR中分子信標技術的原理
分子信標是一段呈莖環結構的寡核苷酸探針,中間的環序列與目標核酸序列互補,莖的兩端分別連的熒光分子和猝滅分子,如下圖:
當無目標核酸序列時,熒光分子和猝滅分子距離近,熒光分子發出的能量被猝滅分子吸收並以熱能消耗,不發熒光;當有目標核酸序列時,中間的環序列與目標核酸序列結合,熒光分子和猝滅分子距離遠,此刻猝滅分子不能吸收熒光分子的能量,可以檢測到熒光。
大概原理就這樣,分子信標技術屬於RT-PCR中的熒光探針,詳細的原理和技術應用變化找幾篇文獻看看吧。
覺得可以別忘了給最佳答案哈,呵呵,還有疑問就追問或者網路HI我,都OK!
Ⅱ snp 分子標記的檢測技術
基因分型:是指利用資料庫中已有的SNP進行特定人群的序列和發生頻率的研究,主要包括因晶元技術,Taqman技術,分子信標技術和焦磷酸測序法等。
(一)、基因晶元技術
基因晶元技術:是在固相支持介質上進行分子雜交和原位熒光檢測的一種高通量SNP分析方法。
優缺點:
優點是高通量,一次可對多個SNP進行規模性篩選,被撿起始材料也很少,操作步驟簡單。缺點是晶元設計成本高,由於DNA樣品的復雜性,有些SNP不能被撿起。
(二)、Taqman技術
在pcr反應系統中加入2種不同熒游標記的探針,他們分別與兩個等位基因完全配對。探針運用了熒光共振能量轉換技術,探針的5』端和3』端分別用特殊染料標記,稱為供體-受體染料對或爆-猝滅燃料對。
(三)、分子信標技術
與Taqman技術相似,分子信標技術也是在PCR反應體系種加入熒游標記的探針與靶序列雜交,通過儀器檢測熒光值的變化,進行基因分型。
優缺點:
分子信法在選擇熒光染料時,不必像Taqman法那樣考慮染料之間光譜的重疊性,一次可以使用4種或4種以上染料,同時對多個SNP進行分析。Taqman法和分子信標法優點都是簡單操作,可以自動化;缺點是不能達到高通量分析,熒光探針費用高。
(四)、焦磷酸測序法
焦磷酸測序法是一種不依賴平板膠或毛細管電泳,不依賴DNA的熒游標記/激發/檢測體系的序列分析技術,適用於已知SNP的序列驗證及基因分型。焦磷酸測序法主要是由4種酶催化同一反應體系中的酶級聯反應,包括DNA聚合酶、硫酸化酶、熒光素酶和雙磷酸酶,反應底物為adenosine5』phosphosulfate 和熒光素
Ⅲ HIV核酸檢測的HIV核酸檢測方法及程序
1.1 方法和試劑
1.1.1 方法
(1)檢測方法為商品化試劑盒和實驗室自建方法,商品化試劑應嚴格按說明書操作。下面介紹的方法是實驗室自建方法,供參考。
(2)檢測血漿或血清樣品使用逆轉錄PCR(RT-PCR)方法,建議第一輪PCR擴增使用RT-PCR一步法;檢測血細胞或組織樣品使用PCR方法。一般使用擴增兩輪的套式PCR方法。
(3)設立陽性、陰性及空白對照。陽性對照為與待測樣品同質、含有目的基因的樣品;陰性對照為與待測樣品同質、不含有目的基因的樣品。陽性和陰性對照樣品應與待檢樣品處理程序一致。陰性對照的設置數量應根據實驗樣品的數量設置在不同的位置。
1.1.2 試劑
(1)PCR引物:一般使用擴增HIVgag和/或pol和/或env和/或LTR等引物。進行RNA逆轉錄時可使用下游特異性引物或隨機引物。引物設計可參考文獻或自行設計,應盡量涵蓋常見的HIV流行毒株,也可使用兼並性引物。
(2)主要試劑:包括核酸提取純化、逆轉錄、PCR所需的試劑。使用商品化核酸提取純化試劑、逆轉錄酶反應試劑和PCR擴增試劑。
(3)抗污染試劑:實驗室自建檢測方法可使用抗污染試劑,參考尿嘧啶DNA糖基化酶抗污染方法。
1.2 擴增目的基因片段
1.2.1 樣品的採集和處理
1.2.2 核酸提取
可使用硅膠柱離心、磁性硅膠顆粒分離方法以及自動化儀器等商品化試劑或設備並按說明書操作。提取RNA時應注意防止RNA降解。DNA應置於-20℃保存,RNA和需長期保存的DNA應置於-80℃保存。
1.2.3 逆轉錄合成cDNA
使用商品化試劑並按說明書操作。逆轉錄cDNA合成反應需使用逆轉錄引物、dNTPs、逆轉錄酶、RNA酶抑制劑、DTT、緩沖液和適量無RNA/DNA酶的超純水以及RNA模板。在擴增儀或水浴箱中,在規定的溫度和時間下進行逆轉錄反應。建議使用商品化RT-PCR一步法試劑進行第一輪擴增反應。
1.2.4 PCR擴增反應
使用商品化試劑按說明書操作。PCR反應需使用引物、dNTPs、DNA聚合酶(如Taq酶等)、緩沖液、和適量無RNA/DNA酶超純水、以及模板(DNA或cDNA)。在擴增儀中,按照設定的程序進行擴增。一般使用二次擴增的套式PCR擴增方法。
1.3 擴增產物分析及結果報告
1.3.1 擴增產物分析
擴增產物常用分析方法是瓊脂糖凝膠電泳法,與分子量標准比較,判斷擴增片段是否在預期的分子量范圍內。其它擴增產物分析方法還有限制性內切酶酶切分析、特異性探針雜交分析以及DNA序列分析等。自動化核酸擴增儀使用酶聯比色分析或熒光探針雜交等原理測定。
1.3.2 結果判定和報告
(1)實驗成立的條件:每一次檢測需同時做兩個陽性對照、兩個陰性對照,只有陽性對照擴增出預期的片段、陰性對照沒有擴增出任何片段、雙份平行樣品結果一致的情況下實驗才成立,可以作出核酸陽性或陰性反應結果的判定。
(2)HIV核酸檢測陽性:使用商品化檢測試劑,發現核酸陽性反應,應該重復採集樣品進行復測,復測結果呈核酸陽性反應則判定為核酸陽性,復測結果為核酸陰性反應則判為不確定結果,需進一步隨訪檢測。
(3)HIV核酸檢測陰性:只可報告本次實驗結果陰性。
(4)應在完成檢測後7個工作日內發出檢測報告。 2.1 方法
HIV核酸定量檢測主要基於靶核酸擴增RT-PCR和信號放大擴增兩種方法。國內常用的方法中,NucliSens Esay Q HIV-1 v1.1採用國際單位(IU/ml),與NASBA的拷貝數關系基本為1:1;Amplicor Cobas 的拷貝數約為1.2~1.5國際單位;bDNA方法的拷貝數約為0.8~1.0國際單位。不同方法的關系與HIV的亞型有關。
2.2 試劑
必須使用經中國葯品生物製品監督管理局注冊批準的商品化試劑並嚴格按說明書操作。
2.2.1 靶核酸擴增試劑和性能
(1)RT-PCR擴增試劑
1)Amplicor HIV-1 Monitor v1.5(RT-PCR微孔板捕獲比色分析法),核酸手工提取(異丙醇沉澱),比色分析測定。擴增靶核酸位置是gag基因區,可擴增HIV-1M組的A-H基因亞型。標准法的檢測線性范圍是400~750,000;超敏法的線性范圍是50~100,000 RNA拷貝/毫升。
2)COBAS Amplicor HIV-1 Monitor v1.5, 核酸手工提取(異丙醇沉澱),儀器測定。擴增靶核酸位置是gag基因區,可擴增HIV-1M組的A-H基因亞型。標准法的檢測線性范圍是400~750,000;超敏法的線性范圍是50~100,000 RNA拷貝/毫升。
3)COBAS AmpliPrep/COBAS Amplicor HIV-1 Monitor v1.5 (COBAS Amplicor 分析儀),儀器提取核酸,儀器測定。擴增靶核酸位置是gag基因區,可擴增HIV-1M組的A-H基因亞型。標准方法的檢測線性范圍是400~1,000,000;超敏方法的線性范圍是50~100,000 RNA拷貝/毫升。
以上三種試劑均採用基於PCR擴增靶核酸檢測法,僅在設備的使用、自動化程度和樣品制備的方法有所不同。
4)COBAS AmpliPrep/COBAS TaqMan HIV-1 Test(實時熒光探針RT-PCR分析法), 儀器提取核酸,實時熒光探針PCR擴增儀器測定。擴增靶核酸位置是gag基因區,可擴增HIV-1M組的A-H基因亞型。檢測線性范圍是40~10,000,000 RNA拷貝/毫升,比上述三種方法的檢測線性范圍要寬,樣品可不經稀釋一次完成檢測。
以上四種試劑均使用一個內部定量標准品,1個陰性、1個弱陽性和1個強陽性外部外部質控品。均使用dUTP/UNG防污染試劑。
5)LCx HIV RNA Quantitative Assay(競爭性RT-PCR微顆粒酶免疫分析法),手工或儀器提取核酸(活化硅膠柱純化),儀器測定。擴增靶核酸位置是pol(整合酶)基因區,可擴增HIV-1基因M組的A-G亞型和0組病毒,尤其可檢測M組C基因亞型和一些重組病毒。檢測線性范圍是50~1,000,000 RNA 拷貝/毫升;使用一個內部定量標准品和六個外部定量標准品。
6)RealTime HIV-1 Assay(實時熒光探針RT-PCR分析法),使用獨特的雙鏈熒光探針。手工或儀器提取核酸(磁性顆粒純化),儀器測定。擴增靶核酸位置是pol(整合酶)基因區,擴增HIV-1基因亞型是M組的A-G亞型和0組以及N組病毒。檢測線性范圍是40~1,000,000 RNA 拷貝/毫升。使用一個內部定量標准品。檢測結果與LCx HIV RNA Quantitative Assay結果高度相關。
(2)基於核酸序列擴增試劑(NASBA擴增技術):以等溫方式直接擴增HIV-1 RNA。
NucliSens Esay Q HIV-1 v1.1(實時熒光探針分析法), 使用熒游標記的分子信標探針技術檢測擴增子。手工或儀器提取核酸(硅膠純化,異丙醇沉澱),儀器測定。擴增靶核酸位置是gag基因區,擴增HIV-1基因亞型是M組的A-G亞型。檢測線性范圍是50~3,000,000 RNA 國際單位/毫升;使用一個內部定量標准品,沒有陰陽性外部外部質控品。每次檢測8的整數倍樣品,直至48個。檢測結果與Versant HIV-1 RNA、和Amplicor HIV-1 Monitor v1.5 方法的結果有著高度的相關性。國際上已經推薦使用V2.0試劑盒。
2.2.2 信號放大擴增試劑和性能
Versant HIV-1 RNA 3.0.bDNA(分枝狀DNA探針雜交微孔板捕獲比色分析法), 利用分枝狀DNA多級信號放大原理。無需RNA純化和PCR擴增步驟。離心濃縮病毒子並用去垢劑和蛋白酶K消化病毒釋放病毒RNA,儀器測定。擴增靶核酸位置是pol基因區,擴增HIV-1基因亞型是M組的A-H亞型,檢測線性范圍是50~500,000 RNA 拷貝/毫升;使用六個外部定量標准品,1個陰性、1個弱陽性和1個強陽性外部外部質控品。每次可檢測12的整數倍樣品。
以上試劑均可使用EDTA和ACD作為樣品的抗凝劑,NucliSens HIV-1 QT和NucliSens Esay Q HIV-1 v1.1以及Versant HIV-1 RNA 3.0.bDNA試劑還可以使用肝素作為抗凝劑。如果必須使用經肝素處理的血漿樣品進行RT-PCR擴增,則必須在樣品中直接加肝素酶消化肝素。
2.2.3 實時熒光定量PCR技術
實時熒光定量PCR技術,是指在PCR反應體系中加入熒光基團,利用熒光信號積累實時監測整個PCR進程,最後通過標准曲線對未知模板進行定量分析的方法。每個反應管內的熒光信號到達設定的域值時所經歷的循環數Ct值與該模板的起始拷貝數的對數存在線性關系。利用已知起始拷貝數的標准品可作出標准曲線,其中橫坐標代表起始拷貝數的對數,縱坐標代表Ct值)。因此,只要獲得未知樣品的Ct值,即可從標准曲線上計算出該樣品的起始拷貝數。
實時熒光定量PCR擴增的實驗檢測過程可分為:(1)樣品制備,抽提和濃縮目標RNA分子,並除去可能存在的抑制因子。(2)Real-time PCR,檢測PCR的產物使用熒游標記的寡核苷酸探針。檢測的原理基於熒光信號增長曲線與循環數相關。(3)RT-PCR反應,病毒RNA利用逆轉錄酶將RNA逆轉錄為cDNA,然後通過DNA聚合酶對特定片段進行擴增。(4)擴增產物的檢測,基於檢測閾值的設定,當病毒載量高時,低循環數即能檢測到熒光信號,當病毒載量低時,高循環數時才能檢測到熒光。循環數與樣品載量成線性關系。利用標准品製作循環數與載量的標准曲線就能對樣品載量進行定量檢測。 使用集合核酸擴增檢測技術和方法,利用核酸檢測方法的高度敏感性,對高度懷疑感染人群且抗體陰性的樣品進行集合核酸檢測,可及時發現窗口期感染者。該方法較單份樣品的核酸檢測具有更高的成本效益。
3.1 樣品集合程序
3.1.1 根據預處理樣品量,計算預形成一級和二級集合數量,在登記表格上記錄一級和二級集合及對應的原始樣品編號。
3.1.2 吸取130mL樣品,移入標記二級集合的離心管中;10份樣品形成一個1300mL的二級集合樣品,充分渦旋震盪混勻。
3.1.3 從5個二級集合管中分別吸取210mL樣品,移入標記有一級集合的離心管中,形成由50份樣品1050mL體積組成的一級集合樣品,充分渦旋震盪混勻。
3.1.4 從每個一、二級集合管中吸取500mL集合樣品,分裝至另一相應標記的離心管,用超敏感核酸檢測試劑進行檢測。
3.1.5 制備陰性集合外部質控品:使用50份HIV抗體和核酸陰性樣品,按上述步驟,分別集合成5個陰性二級集合外部質控品和1個一級集合外部質控品。
3.1.6 制備陽性集合外部質控品:從9份HIV抗體和核酸陰性樣品和一份至少含有HIV RNA10c/ml陽性樣品中,分別移取130mL加入離心管中,形成一個1300mL的陽性二級集合外部質控品。再分別從4個已制備好的陰性二級集合外部質控品和上述陽性二級集合外部質控品中,移取210mL至標記為一級陽性集合外部質控品的離心管中,形成一級陽性集合外部質控品。
3.1.7 一級和二級陰、陽性集合外部質控品分別用於RT-PCR中每一輪一級和二級集合樣品的檢測。
3.2 集合樣品的檢測和分解路線
使用商品化核酸檢測試劑,應嚴格按照試劑說明書操作。按照各商品化核酸試劑集合PCR的方案進行檢測,集合樣品的數量根據各試劑方案操作。方法簡述如下:
3.2.1 用HIV RNA RT-PCR超敏檢測方法對一級集合樣品進行檢測,陽性反應的一級集合樣品進入下一檢測步驟。
3.2.2 用HIV RNA RT-PCR超敏檢測方法對所有組成陽性一級集合的二級集合樣品進行檢測,陽性反應的二級集合樣品進入下一檢測步驟。
3.2.3 用HIV RNA RT-PCR標准檢測方法檢測所有組成陽性二級集合樣品的的10份單個樣品,確定核酸陽性的單個樣品。 HIV感染產婦所生嬰幼兒在出生後18個月內可應用HIV核酸(DNA或RNA)檢測進行早期HIV感染診斷。盡管HIV RNA檢測敏感性在感染早期較高(出生後1個月內),但是HIV DNA檢測不受母親圍產期抗逆轉錄病毒治療和人乳汁中抗逆轉錄病毒葯物以及嬰幼兒預防性抗逆轉錄病毒治療的干擾而影響早期診斷。另外,考慮母親血液污染因素,不推薦使用臍帶血進行HIV核酸檢測。嬰幼兒的抗體檢測流程和結果判斷見第二章(HIV抗體檢測)。
4.1 適用范圍
未滿18個月的HIV感染產婦所生嬰幼兒;未滿18個月的嬰幼兒,其母親HIV感染狀態不詳,兒童出現HIV相關臨床表現,臨床懷疑HIV感染者。
4.2 檢測程序及結果報告
4.2.1 於嬰兒出生後6周(42天)採集第一份血樣本(血樣本可制備成DBS或EDTA抗凝全血),送檢。
4.2.2 若第一份血樣本檢測呈陽性反應,盡快再次採集第二份血樣本進行檢測。若兩份血樣本檢測均呈陽性反應,報告「嬰兒HIV感染早期診斷檢測結果陽性」,診斷兒童HIV感染。及時對HIV感染兒童進行追蹤和病情監測,將其轉介到兒童抗病毒治療醫療服務機構,並為其提供機會性感染預防等服務措施;若第二份血樣本檢測呈陰性反應,待嬰兒滿3個月再次採集血樣本進行檢測。若第一份血樣本檢測呈陰性反應,繼續提供兒童保健和隨訪服務,待嬰兒滿3個月再次採集血樣本進行檢測。
4.2.3 若嬰兒滿3個月再次檢測呈陰性反應,報告「嬰兒HIV感染早期診斷檢測結果陰性」,按照未感染兒童處理,繼續提供兒童保健隨訪服務;於兒童滿12個月時,按照「HIV感染產婦所生兒童HIV抗體檢測流程」(圖4),開始HIV抗體檢測,最終確定兒童感染狀態。若嬰兒滿3個月再次檢測呈陽性反應,盡快再次採集血樣本進行檢測。第三份血樣本檢測呈陽性反應,報告「嬰兒HIV感染早期診斷檢測結果陽性」;若第三份血樣本檢測呈陰性反應,報告「嬰兒HIV感染早期診斷檢測結果陰性」;分別按照前述流程提供相應服務。
4.2.4 不同時間「嬰兒HIV感染早期診斷」檢測均呈陰性反應的喂哺母乳的兒童,應在完全停止喂哺母乳後的6周和3個月(若6周時檢測結果為陽性可盡快)再次采血進行核酸定性檢測,進行早期診斷。兒童滿18個月後則可直接進行抗體檢測。
4.2.5 如果嬰兒第一次采血時已滿3個月,但未滿12個月,則應盡快在不同時間採集兩份血樣本;同時將兩份血樣本送檢,按照前述流程進行檢測。如果兒童第一次采血時已滿12個月,則應首先按照「艾滋病感染產婦所生兒童HIV抗體檢測流程」( 圖4)進行HIV抗體檢測。若兩種不同原理或廠家生產的HIV抗體檢測試劑檢測結果均為陰性,則排除兒童感染;若HIV抗體檢測試劑檢測結果呈陽性反應,不能通過抗體檢測確定兒童感染狀態,則可在不同時間採集兩份血樣本,按照前述流程進行「嬰兒HIV感染早期診斷」檢測。如果兒童第一次采血時已滿18個月,則應按照HIV抗體檢測流程(圖1)進行HIV抗體檢測,無需進行「嬰兒HIV感染早期診斷」檢測。
Ⅳ 分子信標熒光定量pcr和熒光定量pcr有區別嗎
分子信標熒光定量pcr和熒光定量pcr有區別
實時熒光定量PCR技術,是指在PCR反應體系中加入熒光基團,利用熒光信號積累實時監測整個PCR進程,最後通過標准曲線對未知模板進行定量分析的方法。
PCR(聚合酶鏈式反應)是利用DNA在體外攝氏95°高溫時變性會變成單鏈,低溫(經常是60°C左右)時引物與單鏈按鹼基互補配對的原則結合,再調溫度至DNA聚合酶最適反應溫度(72°C左右),DNA聚合酶沿著磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互補鏈。
恆溫PCR和實時熒光定量PCR的不同,是不同在實時熒光定量PCR的系統中加入了熒光染料(SYBR Green 或Taqman 探針等等)。以SYBR Green為例,這種染料可以結合在雙鏈的DNA上,當PCR不斷進行時,每一次退火生成的雙鏈DNA也在增加,熒光染料結合也越多,熒光也越強。在機器中有一個探測熒光的探頭,可以定量檢測熒光的強度,轉換成數值。這樣就可以實時記錄反映體系中DNA的反應情況。
熒光PCR更有優勢,因為熒光PCR靈敏度高於恆溫PCR,同樣價格也高一些。
Ⅳ 分子信標的原理
自由狀態時,發夾結構的兩個末端,使熒光分子與猝滅分子靠近(約為7—10nm)。此時發生熒光共振能量轉移,使熒光分子發出的熒光被猝滅分子吸收並以熱的形式散發,熒光幾乎完全被猝滅,熒光本底極低。,當分子信標與序列完全互補的靶標分子結合形成雙鏈雜交體時,信標莖桿互補區被拉開,熒光分子和猝滅分子距離增大。根據Foerster 理論, 中心熒光能量轉移效率與兩者距離的6 次方成反比。雜交後,信標分子的熒光幾乎100%恢復。且所檢測到的熒光強度與溶液中靶標的量成正比。
Ⅵ 光學分析的分類
光學分析可分為非光譜法及光譜法兩大類方法。 分子信標技術是熒光分析方法在DNA檢測領域的又一延伸。分子信標的概念是1996年由Tyagi等提出的。分子信標是一段與特定核酸互補的DNA探針,空間結構上呈「發夾」結構,其中環序列是與靶DNA互補的探針;莖的一端連接上一個熒光分子,另一端連上一個淬滅分子。當靶序列不存在時,分子信標呈「發夾」結構,莖部的熒光分子與淬滅分子非常接近(7~10nm),熒光分子發出的熒光被淬滅分子吸收,此時檢測不到熒光信號;當有靶序列存在時,分子信標的環序列與靶序列特異性結合,形成穩定的雙鏈體線性結構,此時熒光分子與淬滅分子分開,產生可被檢測的熒光信號。分子信標技術具有背景信號低、靈敏度高、特異性強等優點,在DNA檢測中有著廣闊的應用前景。目前,分子信標技術已應用於PCR靶標的實時熒光定量檢測。Perlette等在袋鼠腎細胞質中注入分子信標,實時檢測了活細胞中的RNA及RNA/DNA雜交過程。通過選擇不同的熒光分子-淬滅分子對,可設計出多色分子信標,熒光系統檢測到不同顏色的熒光,可實現多個靶序列的同時檢測。另外,可利用金錶面對熒光的淬滅作用,將熒游標記的「發夾」分子固定在金錶面,沒有靶序列時熒光被金錶面淬滅,有靶序列雜交後產生熒光。
實際上,分子信標是一種基於熒光能量轉移(FRET)的技術。熒光能量轉移是指當熒光給體和受體間的分子距離足夠近時,發生分子間的能量轉移,熒光從一個分子向另一個分子轉移。因為DNA的存在可影響體系的能量轉移,引起熒光強度的改變,熒光能量轉移技術在DNA檢測中有著廣泛的應用。高峰等研究了吖啶橙-羅丹明B二聚體能量體系作為熒光探針用於DNA的測定。Bazan等在帶正電的共軛聚電解質(cationicconjugatedpolymers,CCP)中加入熒游標記的肽苷酸(PNA-C*),由於PNA本身不帶電,不會和共軛聚電解質發生作用。當溶液中加入和PNA互補的DNA時,DNA帶有很強的負電荷,會和帶正電的共軛聚電解質形成復合物,同時DNA和熒游標記的肽苷酸雜交,形成共軛聚電解質-DNA-(PNA-C*)的三元復合物,拉近了共軛聚電解質和熒光探針C*熒光強度即可判斷出是否有待測DNA。 常用的比色法有兩種:目視比色法和光電比色法,兩種方法都是以朗伯-比爾定律(A=εbc)為基礎。常用的目視比色法是標准系列法,即用不同量的待測物標准溶液在完全相同的一組比色管中,先按分析步驟顯色,配成顏色逐漸遞變的標准色階。試樣溶液也在完全相同條件下顯色,和標准色階作比較,目視找出色澤最相近的那一份標准,由其中所含標准溶液的量,計算確定試樣中待測組分的含量。
光電比色法是在光電比色計上測量一系列標准溶液的吸光度,將吸光度對濃度作圖,繪制工作曲線,然後根據待測組分溶液的吸光度在工作曲線上查得其濃度或含量。與目視比色法相比,光電比色法消除了主觀誤差,提高了測量准確度,而且可以通過選擇濾光片來消除干擾,從而提高了選擇性。但光電比色計採用鎢燈光源和濾光片,只適用於可見光譜區和只能得到一定波長范圍的復合光,而不是單色光束,還有其他一些局限,使它無論在測量的准確度、靈敏度和應用范圍上都不如紫外-可見分光光度計。20世紀30~60年代,是比色法發展的旺盛時期,此後就逐漸為分光光度法所代替。
Ⅶ 什麼是信標機以及信標信號
裝在目標(飛機、導彈等)上能發射電磁信號並與雷達配合工作的電子設備,也稱信標機或應答機。裝有信標機和應答機或二者之一的目標,稱為合作目標(也稱有源目標)。信標機的電磁輻射不受外來信號的控制;應答機的電磁輻射則受詢問信號的控制。它們與雷達共同構成二次雷達系統。雷達目標上裝設信標機或應答機能大大延長一次雷達的作用距離,提高抗干擾能力,減小目標回波閃爍的影響和雷達目標截面積的限制,提供目標識別手段。信標機或應答機可設置在地面上,也可裝載在飛機、導彈或飛船上。
應用 雷達信標已廣泛用於航空管制、無線電導航、導彈制導、外彈道測量、衛星測軌等方面。雷達信標用於航空管制,由機場航空管制雷達向飛機發出編碼詢問信號,根據每架飛機應答的編碼信號進行識別,以指揮飛機安全起降。在導彈指令制導系統中,導彈上無線電控制儀就是利用雷達信標原理而工作的。它接收和回答能提供角度、距離和速度信息的信號,並形成控制導彈飛行的指令信息。在導彈的彈道測量、衛星測軌和航天信息傳輸等精密測量中用雷達信標能給出目標的准確位置、速度,繪制飛行軌跡。在衛星通信中,用雷達信標轉發電報、電話和電視圖像,為全球用戶服務。機載詢問和地面編碼應答能給出精確的位置信息和識別指令,可完成地面支援、供給、投擲和救援任務。在登月活動中,使用交會雷達能測量登月艙相對於指令艙(裝有應答機)的距離、距離變化率、角度和角度變化率,完成交會測量任務。
工作原理 圖為二次雷達系統的基本組成。圖中的合作目標裝載的是應答機。如果裝載的是信標機,則其組成只有發射機和天線。應答機由天線、接收機、發射機和解碼器組成。接收機檢測和放大詢問信號;解碼器選擇信道、進行信源解碼和識別詢問信號;發射機產生受控振盪或進行功率放大;天線向雷達站輻射回答信號。應答機的工作體制可以是非相乾的或相乾的,輻射信號波形可以是連續波或脈沖波,編碼可以是模擬式或數字式。二次雷達系統的距離方程為
式中 R為詢問或應答的作用距離;Pt為詢問或應答的功率;Gt、Gr分別為雷達站和應答機天線增益;λ為工作波長;Pr為應答機或雷達接收機檢測靈敏度;L為系統損耗。
技術特點 同一次雷達系統(其目標為反射式)相同,作為遙感電子系統之一的二次雷達(其目標裝有信標機或應答機)不僅檢測目標的方向、距離,而且還確定目標的位置、速度和運動方向,並進行目標識別。為此,雷達信標(或應答機)具有一些特殊的技術性能。①高靈敏度接收機:用以保證足夠的作用距離和檢測概率,這對於單次檢測的情況尤為重要。但是,地面發射的詢問信號功率較大,為使接收機盡可能簡單,接收機的靈敏度也無需過高。②適中的應答功率:具體參數隨實際應用條件而定,小至幾微瓦,高達數千瓦(脈沖功率)。在體積、重量和功耗允許的情況下,為提高作用距離和檢測概率,信標機或應答機應有較高的功率。③對詢問信號有識別能力:在航空管制及多目標相控陣雷達和制導雷達中,往往有多個合作目標。應答機能識別出各自的編碼詢問信號。識別碼可以採用多種編碼方式,如M序列碼、巴克碼。④寬的天線方向圖和多種極化形式:為保證對飛行器的全程跟蹤,往往要求全向天線方向圖;其極化形式應能適應雷達站的需要,可以是線極化或圓極化。⑤高的頻率穩定度:為精密測量飛行器的飛行速度,相干應答機有較高的長期和短期頻率穩定度。⑥較高的應答波形穩定度:為保證測距精度,應答器有較小的應答延遲時間和脈沖波形的抖動量。⑦高可靠性:它能在環境比較惡劣的飛行器上可靠地工作。工作時間短至數十秒,長達數年。⑧體積小、重量輕、功耗小、固態化、集成化。