赛默飞分光光度计Evolution One比色实验详解

一、背景与意义

比色法是分析化学和生命科学实验中最为常见的定量检测方法。通过测量溶液对特定波长光的吸收程度，可以计算出被测物质的浓度。这一方法具有原理简明、操作方便、灵敏度较高等优点，因此被广泛应用于蛋白质定量、核酸检测、酶学反应监测、环境污染物分析以及食品添加剂检测等领域。

赛默飞世尔科技的 Evolution One分光光度计 专为紫外-可见光区域设计，光学性能稳定，软件功能丰富，特别适合开展多种比色实验。它不仅能满足科研院所的日常检测，也能支撑制药、生物企业和医疗机构的大批量分析任务。

二、比色实验的基本原理

1. 光吸收与浓度关系

• 根据朗伯-比尔定律：
  $A=\epsilon \cdot c\cdot l$
  其中，A为吸光度，ε为摩尔吸收系数，c为浓度，l为光程。

• 在一定浓度范围内，吸光度与浓度呈线性关系。

2. 显色反应的作用

• 很多物质本身不具备明显的吸收峰，需要通过化学试剂反应生成有色化合物，再进行比色测定。

• 例如蛋白质的Bradford法，依赖考马斯亮蓝与蛋白结合产生蓝色复合物。

3. 波长选择的重要性

• 不同显色体系在不同波长处有最大吸收峰，正确设定波长是比色实验成功的关键。

三、Evolution One的光学特点

1. 宽波长覆盖

• 范围为 190–1100 nm，能够覆盖核酸、蛋白质、酶学反应、无机离子等实验的常用波长。

2. 高分辨率与低杂散光

• 分辨率优于1.0 nm，杂散光小于0.05%。

• 即使在深紫外区，也能保证比色实验的精确度。

3. 稳定光源与自动切换

• 配备氘灯和钨灯双光源，根据波长自动切换，避免人为误差。

4. 智能化软件支持

• 内置比色实验方法库，涵盖蛋白、核酸、酶学和常见化学分析。

• 用户可自定义参数并保存方法模板，提升实验效率。

四、比色实验的常用参数设定

1. 波长选择

• Bradford法：595 nm。

• BCA法：562 nm。

• Lowry法：750 nm。

• 核酸检测：260 nm（浓度），280 nm（纯度）。

• NADH检测：340 nm。

2. 比色皿光程

• 标准10 mm比色皿用于常规实验。

• 微量比色皿（1–2 µL）用于珍贵或有限样品。

3. 测量模式

• 单波长模式：检测单一吸收峰。

• 多波长模式：同时监测多个波长，例如260/280比值。

• 动力学模式：实时监控吸光度随时间的变化。

4. 扫描速度与间隔

• 常规实验：扫描间隔1 nm。

• 动力学实验：采样间隔5–10秒。

五、比色实验流程示例

1. 蛋白质定量（Bradford法）

• 准备工作

• 配制考马斯亮蓝工作液。

• 制备蛋白标准溶液。

• 实验步骤

• 向各比色皿中加入不同浓度的蛋白标准液和显色试剂。

• 混匀后静置5–10分钟。

• 在595 nm下测定吸光度。

• 结果分析

• 绘制标准曲线，计算样品浓度。

2. 核酸浓度与纯度检测

• 步骤

• 取核酸溶液，使用纯水为空白对照。

• 在260 nm和280 nm下测定吸光度。

• 分析

• 浓度：OD260 × 稀释倍数 × 系数。

• 纯度：OD260/OD280 比值，1.8–2.0为纯核酸。

3. 酶活性测定

• 原理

• NADH在340 nm处有最大吸收峰。

• 通过监测吸光度随时间的下降，计算酶活性。

• 步骤

• 在反应体系中加入底物和酶液。

• 设置采样间隔为5秒，持续监测3–5分钟。

• 结果

• 绘制曲线，计算ΔA/min，折算酶活性单位。

六、应用领域中的比色实验

1. 分子生物学

• 核酸提取纯度检测。

• 蛋白质浓度定量。

2. 临床检测

• 血清酶学指标，如AST、ALT活性检测。

• 临床化学检测试剂盒的适配。

3. 环境监测

• 水体中重金属离子的比色测定。

• 亚硝酸盐、氨氮等污染物的快速检测。

4. 食品安全

• 食品添加剂含量检测。

• 农药残留比色法分析。

七、比色实验的数据管理

1. 实时显示与曲线生成

• 实验过程中，Evolution One自动绘制吸光度曲线。

2. 标准曲线存储

• 可保存常用试剂盒的标准曲线，减少重复操作。

3. 数据导出

• 支持USB、网络导出Excel和PDF格式，方便实验记录与共享。

4. 合规支持

• 符合21 CFR Part 11标准，提供审计追踪与权限管理。

八、比色实验的注意事项

1. 试剂准备

• 必须使用新鲜配制的显色试剂，避免氧化影响结果。

2. 比色皿清洁

• 比色皿需彻底清洗，保持光程一致，防止残留造成背景干扰。

3. 空白对照

• 每次实验必须设置空白，消除溶剂和显色剂的背景吸收。

4. 浓度范围

• 样品浓度需落在标准曲线范围内，避免超线性区。

九、未来发展趋势

1. 自动化与高通量

• 未来分光光度计可能结合微孔板检测，实现批量比色实验。

2. 智能参数推荐

• AI算法可根据试剂类型自动设定波长、稀释倍数。

3. 绿色实验理念

• 提高灵敏度，减少显色试剂用量，降低实验室废液。

十、总结

赛默飞 Evolution One分光光度计 在比色实验中的优势不仅体现在光学性能优异，还包括软件友好、方法库丰富、数据处理灵活等方面。它能够覆盖 蛋白定量、核酸检测、酶学反应、环境监测、食品检测 等广泛应用场景。

通过合理的参数设定与标准化操作，Evolution One让比色实验具备更高的 准确性、重复性和合规性。它不仅是一台分光光度计，更是实验室在定量检测领域的重要平台。