賽默飛分光光度計(jì)NanoDrop Eight光譜范圍

一、前言

NanoDrop Eight是賽默飛公司推出的一款多通道微量分光光度計(jì)，專為高通量核酸、蛋白及其他生物分子檢測設(shè)計(jì)。其獨(dú)特之處在于無需比色皿，僅需1~2 μL樣品即可完成檢測，同時(shí)具備寬廣的光譜掃描能力。光譜范圍是儀器最核心的性能參數(shù)之一，它決定了可檢測分子的種類、靈敏度及精確度。理解NanoDrop Eight的光譜范圍，不僅能幫助科研人員合理選擇實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，還能確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性與可重復(fù)性。

二、分光光度學(xué)與光譜范圍概述

1. 分光光度學(xué)原理

分光光度法通過測定樣品在特定波長下對(duì)光的吸收程度，進(jìn)而推算物質(zhì)的濃度或結(jié)構(gòu)特征。其基本依據(jù)是比爾-朗伯定律：
A = εbc
其中：

• A：吸光度

• ε：摩爾吸光系數(shù)

• b：光程長度

• c：溶液濃度

2. 光譜范圍的意義

光譜范圍決定了儀器能夠覆蓋的波長區(qū)間。不同物質(zhì)在紫外區(qū)、可見區(qū)或近紅外區(qū)有特定吸收峰，只有在對(duì)應(yīng)波長范圍內(nèi)，才能準(zhǔn)確檢測其濃度與特性。

3. 光譜區(qū)間劃分

• 紫外區(qū)：200~400 nm，常用于核酸、蛋白及有機(jī)分子檢測。

• 可見區(qū)：400~800 nm，主要用于顯色反應(yīng)后的定量分析。

• 近紅外區(qū)：800 nm以上，多用于結(jié)構(gòu)研究或雜質(zhì)檢測。

三、NanoDrop Eight的光學(xué)系統(tǒng)與光譜范圍

1. 光源配置

NanoDrop Eight采用氙閃光燈作為光源，具備高強(qiáng)度、穩(wěn)定性好和使用壽命長的特點(diǎn)。其脈沖式發(fā)光機(jī)制減少了熱效應(yīng)對(duì)檢測的干擾。

2. 光譜檢測范圍

NanoDrop Eight的光譜掃描范圍覆蓋 190 nm至850 nm。

• 190~230 nm：用于檢測蛋白中肽鍵吸收峰和部分有機(jī)溶劑背景。

• 230~320 nm：涵蓋核酸和芳香族氨基酸的特征吸收峰。

• 320~800 nm：適用于蛋白定量顯色法及各種比色反應(yīng)。

• 800~850 nm：多用于背景修正與部分特殊檢測。

3. 光程設(shè)計(jì)

NanoDrop Eight利用光纖與固定光程系統(tǒng)設(shè)計(jì)，自動(dòng)調(diào)整光程長度（0.05 mm、0.2 mm、1.0 mm等），實(shí)現(xiàn)高濃度樣品與低濃度樣品的兼容檢測。

四、不同分子檢測與光譜范圍的關(guān)系

1. 核酸檢測

• 波長：260 nm

• 檢測范圍：2 ng/μL~15000 ng/μL dsDNA

• 純度評(píng)估：260/280比值（核酸與蛋白雜質(zhì)），260/230比值（核酸與有機(jī)物或鹽類雜質(zhì)）。

• 光譜應(yīng)用：完整光譜掃描可顯示峰形，幫助判斷樣品是否受污染。

2. 蛋白檢測

• 直接檢測：280 nm（芳香族氨基酸吸收峰）。

• 染料法檢測：

• 考馬斯亮藍(lán)法：595 nm

• BCA法：562 nm

• Bradford法：一般取595 nm或562 nm

• 光譜應(yīng)用：通過190~230 nm區(qū)間可進(jìn)一步分析肽鍵信息。

3. 細(xì)胞與菌液檢測

• 波長：600 nm（OD600，用于細(xì)菌生長曲線）。

• 光譜意義：完整掃描有助于區(qū)分濁度與特定代謝產(chǎn)物吸收峰。

4. 其他分子與應(yīng)用

• 色素與代謝物：如血紅素在400~450 nm有強(qiáng)吸收。

• 納米材料：如金納米粒子在520 nm有等離子體共振峰。

• 環(huán)境與藥物分析：部分有機(jī)分子在300~500 nm范圍內(nèi)具有特征吸收。

五、光譜范圍在實(shí)驗(yàn)中的設(shè)置方法

1. 單波長檢測

適用于常規(guī)濃度檢測，如核酸260 nm、蛋白280 nm。

2. 多波長比值檢測

• 260/280比值：判斷核酸樣品中蛋白污染。

• 260/230比值：判斷有機(jī)物或鹽離子污染。

3. 全光譜掃描

在190~850 nm范圍內(nèi)連續(xù)掃描，可獲得完整光譜曲線，用于質(zhì)量控制和未知樣品分析。

4. 自動(dòng)光程調(diào)節(jié)

NanoDrop Eight可自動(dòng)縮短光程應(yīng)對(duì)高濃度樣品，避免信號(hào)飽和。

六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與光譜解讀

1. 光譜曲線解讀

• 核酸：260 nm處明顯峰值。

• 蛋白：280 nm峰值明顯，若230 nm處有較強(qiáng)吸收，提示鹽或有機(jī)物污染。

• 顯色反應(yīng)：在對(duì)應(yīng)波長有穩(wěn)定峰值。

2. 結(jié)果輸出

• 定量結(jié)果：ng/μL或mg/mL。

• 純度比值：260/280、260/230。

• 光譜曲線：可導(dǎo)出為CSV或圖像格式。

3. 數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估

• 線性范圍：樣品吸光度應(yīng)在0.1~1.5之間。

• 背景修正：自動(dòng)扣除空氣或緩沖液背景信號(hào)。

七、常見問題與解決方法

1. 光譜曲線異常

• 原因：比對(duì)界面殘留、樣品不均勻。

• 解決：重新清潔檢測平臺(tái)，確保樣品均勻混勻。

2. 吸光度飽和

• 原因：濃度過高，超出線性范圍。

• 解決：稀釋樣品后重新測定。

3. 波長漂移

• 原因：光源壽命不足或環(huán)境干擾。

• 解決：檢查光源狀態(tài)，必要時(shí)更換。

八、良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣

1. 每次檢測前先用純水清潔檢測平臺(tái)。

2. 對(duì)于不同緩沖液，應(yīng)先做空白掃描。

3. 樣品量盡量一致，保持在1.5~2 μL。

4. 重要樣品至少重復(fù)測量兩次，取平均值。

5. 建立實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)庫，便于后續(xù)分析。

九、光譜范圍在科研中的應(yīng)用價(jià)值

• 基因組學(xué)：確保DNA純度，保證下游測序質(zhì)量。

• 蛋白質(zhì)組學(xué)：準(zhǔn)確測定蛋白濃度，保證電泳與質(zhì)譜分析穩(wěn)定。

• 微生物學(xué)：OD600監(jiān)測細(xì)菌生長，結(jié)合代謝物光譜分析。

• 藥物研發(fā)：檢測候選分子的特征吸收峰。

• 環(huán)境監(jiān)測：檢測水體中的污染物。

十、總結(jié)

賽默飛NanoDrop Eight分光光度計(jì)的光譜范圍覆蓋190~850 nm，為核酸、蛋白及多種生物分子的檢測提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。從單波長檢測到全光譜掃描，從定量分析到質(zhì)量控制，其寬光譜范圍賦予研究人員更多靈活性。只有在充分理解光譜范圍的前提下，合理選擇波長與檢測模式，才能保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。