2025年4月1日，清华大学生命学院/北京生物结构前沿研究中心李文奇团队与清华大学精密仪器系王鹏团队在《IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement》杂志合作发表题为“基于差分不变量的AUC荧光检测内滤效应校正方法” （Inner Filter Effect Correction for Fluorescence Detection in AUC by Difference Invariant），提出了针对共聚焦结构的荧光内滤效应校正方法，扩展了AUC荧光检测适用浓度范围。
分析超速离心技术（Analytical Ultracentrifugation，AUC）是一种分析溶液中溶质生物物理性质的重要方法，在生物医药、纳米材料等领域有广泛应用。相比于现有商用分析型超速离心机配备的吸收光检测器和干涉光检测器，荧光检测技术具有高灵敏度和高特异性的优势，可实现皮摩尔浓度量级样本的定量检测。然而，荧光检测在高浓度范围内受到内滤效应（Inner Filter Effect, IFE）的显著干扰，导致荧光强度与真实浓度之间关系非线性，严重限制了其适用范围。
图1 荧光检测器光学结构
研究团队创新性提出了基于差分不变量（difference-invariant）的IFE校正方法，通过对不同聚焦深度下信号的差值分析，结合系统参数自校准算法，有效消除系统噪声及环境波动的干扰，实现了对IFE的实时动态校正。
图2. 差分不变量方法原理图
该方法无需样品先验信息，具备强大的鲁棒性与适用性。实验数据显示，在0.86–109.9μM的荧光素浓度范围内，校正后线性相关系数从0.9166提升至0.9965，校正了数据的非线性。
图3. 校正效果图
本研究提供了IFE校正的新思路，实现了系统参数的动态自校准，有助于扩展AUC荧光检测的适用范围，也为其他高浓度荧光检测场景提供了可能解决方案，具备广泛的推广潜力。
清华大学生命学院/北京生物结构前沿研究中心工程师褚文丹，合作PI李文奇为论文共同作者，本工作获得了北京生物结构前沿研究中心经费支持。
