你在進行光纖記錄實驗時，是否有如下煩腦：

◆ 記錄好的數(shù)據(jù)看著很雜亂，不知如何整理？

◆ 數(shù)據(jù)處理包含哪些步驟？

◆ 如何確定數(shù)據(jù)分析的baseline

◆ ΔF/F指的是什么？

◆ 信號出現(xiàn)了“漂白效應(yīng)”怎么辦？

無需困惑，對以上問題，我們最近總結(jié)了一份實操步驟，這份操作指南可幫你迅速上手?jǐn)?shù)據(jù)處理

常見光纖記錄數(shù)據(jù)處理過程

讓我們來看一張原始數(shù)據(jù)案例圖，下圖顯示數(shù)據(jù)整體波動過于密集，其中410nm對照通道數(shù)據(jù)不夠穩(wěn)定；對應(yīng)事件標(biāo)記（線條標(biāo)記處）的peak也不是很突出，針對這種數(shù)據(jù)情況，我們立刻開始數(shù)據(jù)處理吧。

（▲本文實操分析案例圖）

（*以下分析過程以瑞沃德雙色多通道光纖記錄系統(tǒng)操作界面為主要示例）

01.第 一步

我們將數(shù)據(jù)根據(jù)需要分析的時間段進行裁剪，此步驟也可跳過。

02.第二步

數(shù)據(jù)預(yù)處理。常見數(shù)據(jù)預(yù)處理過程包含平滑處理，基線矯正，運動矯正。平滑處理可以將數(shù)據(jù)中的過多雜信號去除，ZD限度的突出目標(biāo)peak。如下圖所示，原始數(shù)據(jù)經(jīng)平滑處理后目標(biāo)peak更加突出，更容易觀察分析。

基線矯正多數(shù)針對的是熒光信號因長時間記錄導(dǎo)致漂白信號逐步下降，或者光纖的自發(fā)熒光在長期記錄下逐步被漂白基線逐步下降等情況。此情形的數(shù)據(jù)因為整體呈現(xiàn)下降趨勢，不利于后續(xù)數(shù)據(jù)作圖分析，所以需要進行基線矯正。如下圖所示，基線矯正可以直接將下降趨勢的數(shù)據(jù)通過算法擬合后恢復(fù)成平整狀態(tài)。

運動矯正用于采用410nm對照通道的數(shù)據(jù)，410nm數(shù)據(jù)可以用于反應(yīng)背景噪音信號，運動矯正即將410nm數(shù)據(jù)與470nm數(shù)據(jù)進行擬合，通過算法從470數(shù)據(jù)中去除410nm數(shù)據(jù)的波動，得到真實的熒光數(shù)據(jù)。當(dāng)不選擇運動矯正功能或者實驗未記錄410nm的數(shù)據(jù)，可以選擇一定時間范圍內(nèi)的信號作為對照進行算法處理。

03.第三步

數(shù)據(jù)預(yù)處理后即可得到整體數(shù)據(jù)的ΔF/F或者Z-score，用于反應(yīng)數(shù)據(jù)的波動幅度。二者采用了不同的算法，數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)結(jié)果略有不同。

ΔF/F=（F-F1）/F0：

（1）當(dāng)數(shù)據(jù)進行基線矯正后：

◆ 若對照選擇為410，F(xiàn)1=fitted410，F(xiàn)0=median（raw data）

◆ 若對照選擇非410：F1為基線矯正曲線值，F(xiàn)0=median（Baseline）

（2）當(dāng)數(shù)據(jù)未進行基線矯正：

◆ 若數(shù)據(jù)對照為410，則F1=F0=fitted410，

◆ 若數(shù)據(jù)對照非410，則F1=F0=median（Baseline）

Z-score：

使用標(biāo)準(zhǔn)分?jǐn)?shù)計算方式，即z-score=（x-mean）/std，x=ΔF/F，mean為ΔF/F的均值，std為相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)差。

04.第四步

將熒光數(shù)據(jù)與動物行為數(shù)據(jù)同步對比，選擇事件標(biāo)記或者增加事件標(biāo)記。

05.第五步

選擇事件分析的時間區(qū)間和baseline區(qū)間，用于事件相關(guān)信號分析作圖。

06.第六步

將不同組的數(shù)據(jù)進行組間對比，即可分析不同處理因素下熒光數(shù)據(jù)的差異。

通過以上步驟，原始的熒光數(shù)據(jù)就可以直接出圖啦。

空軍軍醫(yī)大學(xué)光纖記錄系統(tǒng)培訓(xùn)現(xiàn)場

（▲瑞沃德雙色多通道光纖記錄系統(tǒng)）（▲瑞沃德雙色多通道光纖記錄系統(tǒng)）

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圓二色光譜儀是一種重要的分析儀器，廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域。它主要用于測量分子在不同波長下的圓二色效應(yīng)，能夠提供關(guān)于分子結(jié)構(gòu)、構(gòu)象及其相互作用的重要信息。

圓二色光譜儀的工作原理

圓二色光譜儀的基本原理是基于圓偏振光與樣品相互作用后的吸收差異。圓偏振光是具有特定旋轉(zhuǎn)方向的光波，分為右旋圓偏振光和左旋圓偏振光。當(dāng)這兩種光波穿過樣品時，分子中不對稱結(jié)構(gòu)會對兩種光的吸收產(chǎn)生差異，這種差異即為圓二色效應(yīng)。

圓二色光譜儀的應(yīng)用領(lǐng)域

生物分子結(jié)構(gòu)研究：圓二色光譜儀廣泛應(yīng)用于蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的結(jié)構(gòu)研究。它可以用來探測蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)，了解蛋白質(zhì)的構(gòu)象變化和折疊過程。

藥物設(shè)計與開發(fā)：在藥物研發(fā)過程中，圓二色光譜儀常用于評估候選藥物分子與靶標(biāo)蛋白的結(jié)合能力。通過分析藥物分子與蛋白質(zhì)的相互作用，研究人員可以預(yù)測藥物的穩(wěn)定性和生物活性，從而優(yōu)化藥物設(shè)計。

材料科學(xué)：圓二色光譜儀不僅限于生物領(lǐng)域，還廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)中。它能夠用來分析高分子材料的結(jié)構(gòu)，尤其是在研究手性材料和聚合物的光學(xué)特性時，圓二色光譜儀提供了一個重要的實驗手段。

圓二色光譜儀實驗的操作流程

圓二色光譜儀的實驗操作通常包括以下幾個步驟：

樣品制備：實驗的步是制備合適的樣品。對于溶液樣品，研究人員需要確保溶液的濃度合適且均勻。對于固體樣品，可能需要制成薄膜或其他形式，以確保光線能夠充分穿透。

儀器校準(zhǔn)：在開始實驗前，必須對圓二色光譜儀進行校準(zhǔn)，確保其測量結(jié)果準(zhǔn)確。校準(zhǔn)工作通常包括設(shè)置適當(dāng)?shù)牟ㄩL范圍和掃描速度，以及調(diào)節(jié)光源強度。

數(shù)據(jù)采集：在樣品放置好并確保儀器設(shè)置正確后，開始進行數(shù)據(jù)采集。圓二色光譜儀會自動掃描不同波長的圓偏振光，并記錄光的吸收差異。

數(shù)據(jù)分析：實驗完成后，研究人員可以通過專門的軟件對收集到的數(shù)據(jù)進行處理與分析。常見的分析方法包括二級結(jié)構(gòu)預(yù)測、構(gòu)象變化監(jiān)測以及與其他物質(zhì)的相互作用研究。

圓二色光譜儀的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)

圓二色光譜儀在很多領(lǐng)域具有顯著的優(yōu)勢。其非破壞性、靈敏度高、操作簡便等特點，使得它成為研究分子結(jié)構(gòu)和動力學(xué)過程的重要工具。圓二色光譜儀也面臨一些挑戰(zhàn)，如對樣品濃度要求較高，以及對于復(fù)雜系統(tǒng)的分析可能會受到干擾。在實際應(yīng)用中，研究人員需要結(jié)合其他實驗技術(shù)，如核磁共振（NMR）或X射線晶體學(xué)，來進一步驗證實驗結(jié)果。