KHỞI ĐẦU CỦA PHÁT QUANG

The beginnings of luminescence

Có bao giờ bạn tự hỏi ai là người đã tạo ra chiếc máy đo độ sáng (luminometer) đầu tiên và tại sao nó lại được sáng chế không? Hãy tìm hiểu thêm về sự khởi đầu của phát quang (luminescence) ngay trong bài viết này!

MÁY ĐO ĐỘ SÁNG ĐẦU TIÊN

THE FIRST LUMINOMETERS

Những chiếc máy đo độ sáng (luminometers) được nhắc tới đầu tiên vào năm 1968 (1). Vào những năm 1970, mối quan tâm tới công nghệ phát quang (luminescence) nhanh chóng phát triển trên cả lĩnh vực khoa học lẫn thương mại. Xu thế này được dẫn dắt bởi những nhà nghiên cứu đang tìm kiếm những công nghệ có thể thay thế cho đồng phân phóng xạ (radioactive isotopes) và bởi những ứng dụng vi sinh mới sử dụng phản ứng đom đóm/ATP. 

Bên cạnh những hệ thống thiết kế tại gia vào thời điểm đó, dụng cụ duy nhất có mặt trên thị trường thương mại dành cho ứng dụng này là Bộ đếm nhấp nháy lỏng (Liquid Scintillation Counter – LSC). LSC đo độ phát quang (luminescence) bằng cách tắt một trong các đèn nhân quang điện (photomultiplier tubes) và thu thập số đếm mỗi giây (counts per seconds – CPS). Vào những năm 1970, máy đo độ sáng chuyên dụng (dedicated luminometer) đã có mặt trên thị trường. Chiếc máy đo độ sáng chuyên dụng đầu tiên được chế tạo bởi DuPont de Nemours ở Wilmington DE (2). Trong những năm đầu các ứng dụng sử dụng chiếc máy này rất hạn chế. Lúc đó không có các phương pháp thực tiễn để thao tác với chất phản ứng (reagent handling), vận chuyển mẫu (transport of samples), chuẩn bị mẫu (sample preparation) và đo lượng ánh sáng thu được. Ứng dụng đom đóm trong xác định ATP có độ nhạy cao nhưng vào những năm 1970 này thí nghiệm vẫn khá phức tạp do đom đóm phải thu thập một cách thủ công từ môi trường hoang dã, làm đông khô và tinh sạch. Đây là một quá trình dài và chỉ có thể được thao tác bởi những chuyên gia. 

MÁY BIOLUMAT

THE BIOLUMAT

Ngoài ra, vấn đề còn nằm ở độ nhạy của khả năng phát hiện ánh sáng (light detection sensitivity) ở chiếc máy đo ánh sáng chuyên dụng (first đeicated luminometers) sử dụng bộ phận tiếp nhận tín hiệu làm từ vật liệu bán dẫn (solid-state detectors) này. Sự thiếu sót trong độ nhạy được khắc phục bởi Berthold Technologies bằng phương pháp đếm quang tử mới (new photon-counting method) sử dụng đèn nhân quang điện hiệu suất cao (selected high-performance photomultipliers). Nhờ vào khả năng phân biệt và nhận diện từng hiện tượng phát quang tử (single photon events), đây vẫn là phương pháp ổn định và có độ nhạy cao nhất được sử dụng trong các phép đo ánh sáng. Kết quả của nghiên cứu này là chiếc máy đo độ sáng (luminometer) được thương mại hóa đầu tiên bởi Berthold vào năm 1977: Biolumat LB 9500. 

Vào những năm cuối của thập niên 1970, những chất tham gia phản ứng phát quang (luminescence) với độ bền và độ tinh sạch cao được phát triển với tốc độ chóng mặt. Dĩ nhiên, trở ngại tiếp theo là làm như thế nào để có thể đưa những chất phản ứng này vào dung dịch mẫu (sample) với độ chính xác cao và tốc độ hòa trộn nhanh (fast mixing capabilities). Tới năm 1979, Berthold đã cho ra đời công nghệ “Vòi Phun” (“Jet Injector”) tích hợp cùng hệ thống LB 9500. Việc đưa vào sử dụng công nghệ vòi phun chính xác và có tính lặp lại cao (highly reproducible) này cho phép các nhà nghiên cứu tiến hành các thí nghiệm tiêu chuẩn hóa tự động (automatic standardizations) và có thể so sánh kết quả thu được từ các phòng thí nghiệm khác nhau.

Trải qua 4 thập kỷ, Berthold Technologies đã thiết kế và phát triển hơn 20 loại máy đo độ sáng (luminometers) (từ dạng ống (tube) cho tới dạng khay vi thể (microplate)). Tính chính xác, độ nhạy và độ tin cậy cao đã làm nên tiếng tăm của chúng tôi. Berthold luôn tự hào là người dẫn đầu trên thị trường máy đo độ sáng (luminometers) cho tới ngày hôm nay.