賽默飛分光光度計(jì) NanoDrop Eight 光譜測定

一、前言

在現(xiàn)代分子生物學(xué)和生命科學(xué)研究中，核酸、蛋白質(zhì)及相關(guān)生物分子的定量和純度分析是實(shí)驗(yàn)的核心環(huán)節(jié)。光譜測定法作為一種無標(biāo)記、快速的檢測方式，憑借對紫外-可見光波段吸收特性的利用，成為分子檢測的常規(guī)手段。賽默飛 NanoDrop Eight 是一款高通量分光光度計(jì)，具備同時(shí)檢測八個(gè)樣品的能力，在科研與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室中廣泛應(yīng)用。

本文將從 原理、儀器特點(diǎn)、光譜測定流程、應(yīng)用場景、結(jié)果分析、常見問題、與其他方法比較、維護(hù)與保養(yǎng) 等方面，全面介紹 NanoDrop Eight 的光譜測定功能。

二、光譜測定原理

1. 基本原理

• 紫外-可見分光光度法利用分子對特定波長光的選擇性吸收來進(jìn)行定量和定性分析。

• 核酸在 260 nm 處具有強(qiáng)吸收峰，蛋白質(zhì)在 280 nm 處存在芳香族氨基酸的吸收峰。

• 通過測量吸光度（A 值），結(jié)合摩爾消光系數(shù)與比爾-朗伯定律，可以換算分子濃度。

2. 光譜掃描

• NanoDrop Eight 提供 190–850 nm 全波段掃描功能，能夠獲取完整光譜曲線。

• 光譜信息不僅包括定量數(shù)值，還能揭示雜質(zhì)干擾、溶液背景、緩沖液影響。

3. 無比色皿檢測

• 傳統(tǒng)分光光度法需要比色皿，而 NanoDrop Eight 采用光纖與表面張力固定液滴技術(shù)，只需 1–2 μL 樣品即可測定。

三、NanoDrop Eight 儀器特點(diǎn)

1. 高通量

• 八通道同時(shí)檢測，適合大批量實(shí)驗(yàn)。

2. 樣品用量小

• 僅需 1–2 μL 樣品，無需稀釋或額外處理。

3. 快速檢測

• 單次測量時(shí)間僅數(shù)秒。

4. 數(shù)據(jù)直觀

• 自動輸出吸光度曲線、濃度數(shù)值及純度比值。

5. 多樣化分析模式

• 支持 DNA、RNA、蛋白質(zhì)、細(xì)胞裂解液、環(huán)境樣品等的光譜測定。

四、光譜測定操作流程

1. 開機(jī)與系統(tǒng)準(zhǔn)備

1. 接通電源，啟動儀器和配套軟件。

2. 等待光源預(yù)熱，確保光學(xué)系統(tǒng)穩(wěn)定。

2. 樣品準(zhǔn)備

1. 取 1–2 μL 樣品，避免氣泡產(chǎn)生。

2. 若樣品含有雜質(zhì)，建議離心或過濾。

3. 空白對照設(shè)置

1. 在樣品臺上加入相同緩沖液或溶劑作為 blank。

2. 軟件自動進(jìn)行基線扣除，校正背景干擾。

4. 樣品檢測

1. 將樣品逐一加入檢測位。

2. 點(diǎn)擊軟件界面“開始測量”。

3. 數(shù)秒后得到完整光譜曲線與濃度結(jié)果。

5. 數(shù)據(jù)導(dǎo)出

1. 結(jié)果可保存為表格或 PDF 格式。

2. 支持批量導(dǎo)出所有通道數(shù)據(jù)。

五、光譜測定的典型應(yīng)用

1. 核酸檢測

• DNA/RNA 定量

• 在 260 nm 吸收峰處測定濃度。

• 自動計(jì)算 A260/A280 與 A260/A230，評估蛋白或鹽類污染。

• 應(yīng)用場景

• PCR 擴(kuò)增前模板濃度測定。

• RNA-Seq 前質(zhì)量控制。

2. 蛋白質(zhì)檢測

• A280 法

• 直接檢測芳香族氨基酸吸收峰。

• 光譜特征

• 280 nm 峰值用于定量，260/280 比值可輔助判斷核酸污染。

• 應(yīng)用場景

• 蛋白質(zhì)純化產(chǎn)物分析。

• 抗體濃度測定。

3. 酶學(xué)與動力學(xué)研究

• 通過光譜掃描，觀察底物或產(chǎn)物的特征吸收變化。

• 常見波長：405 nm（PNPP 酶底物）、420 nm（ONPG 底物）。

4. 環(huán)境與食品樣品

• 檢測水體中溶解有機(jī)物的紫外吸收峰。

• 檢測食品樣品中蛋白、多肽含量。

六、結(jié)果分析與解讀

1. 核酸結(jié)果

• A260/A280 ≈ 1.8：DNA 純度較高。

• A260/A280 ≈ 2.0：RNA 純度較高。

• A260/A230 < 1.8：可能有鹽離子或有機(jī)物污染。

2. 蛋白質(zhì)結(jié)果

• A260/A280 ≈ 0.6：較為純凈的蛋白。

• 高于 0.8 可能有核酸殘留。

3. 光譜曲線特征

• 核酸曲線：260 nm 峰明顯。

• 蛋白曲線：280 nm 峰顯著。

• 雜質(zhì)干擾：230 nm、320 nm 處異常吸收。

七、常見問題與解決方案

1. 吸光度過高

• 樣品濃度過高，建議稀釋后重測。

2. 基線不穩(wěn)

• 檢查空白溶液是否與樣品溶劑一致。

3. 重復(fù)性差

• 樣品未充分混勻，或移液操作誤差。

4. 光譜異常峰

• 可能由雜質(zhì)或緩沖液組分引起，應(yīng)優(yōu)化樣品制備。

八、與其他方法的對比

1. 與傳統(tǒng)比色皿分光光度法

• NanoDrop Eight 樣品用量少，操作更快捷。

• 傳統(tǒng)方法適合大體積樣品，高靈敏度時(shí)優(yōu)勢明顯。

2. 與熒光定量法

• NanoDrop Eight 操作簡單，適合常規(guī)濃度范圍。

• 熒光法靈敏度更高，適合痕量樣品檢測。

3. 與單通道 NanoDrop One

• Eight 可同時(shí)檢測 8 個(gè)樣品，效率更高。

• One 適合小規(guī)模實(shí)驗(yàn)室或單樣快速檢測。

九、維護(hù)與保養(yǎng)

1. 光源維護(hù)

• 定期檢查氘燈與鎢燈壽命，必要時(shí)更換。

2. 樣品臺清潔

• 每次檢測后用去離子水和無絨紙擦拭，防止殘留。

3. 環(huán)境管理

• 保持實(shí)驗(yàn)室溫度與濕度穩(wěn)定。

• 避免陽光直射和灰塵。

4. 軟件更新

• 定期檢查升級，保證數(shù)據(jù)處理功能完善。

十、應(yīng)用案例分享

案例一：RNA 質(zhì)量檢測

• 使用 NanoDrop Eight 測定 RNA 樣品，結(jié)果 A260/A280 = 2.01，A260/A230 = 2.05，表明樣品純度良好，可用于轉(zhuǎn)錄組測序。

案例二：質(zhì)粒 DNA 濃度測定

• 測得 A260 = 0.25，對應(yīng)濃度約 125 ng/μL，A260/A280 = 1.82，符合后續(xù) PCR 實(shí)驗(yàn)需求。

案例三：抗體定量

• 在 280 nm 下測得吸光度，計(jì)算得抗體濃度 2.5 mg/mL，260/280 = 0.65，說明核酸污染可忽略。

十一、總結(jié)

賽默飛 NanoDrop Eight 的光譜測定功能具有 高通量、低樣品消耗、操作快速、結(jié)果直觀 的優(yōu)勢，能夠高效完成核酸、蛋白及多種生物樣品的定量與純度分析。在科研和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室中，NanoDrop Eight 已成為標(biāo)準(zhǔn)化工具。

在使用過程中，科研人員需要注意：

• 樣品準(zhǔn)備是否充分純化，避免雜質(zhì)干擾。

• 合理選擇檢測模式，正確解讀光譜曲線。

• 定期維護(hù)與校準(zhǔn)，確保儀器長期穩(wěn)定運(yùn)行。

綜合而言，NanoDrop Eight 的光譜測定不僅在效率和可靠性上優(yōu)于傳統(tǒng)方法，更在高通量實(shí)驗(yàn)環(huán)境中展現(xiàn)出獨(dú)特價(jià)值，是現(xiàn)代分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室不可或缺的核心設(shè)備之一。