赛默飞分光光度计NanoDrop Eight定量分析

一、引言

分光光度法是生命科学研究与应用中最常见的定量分析手段之一，尤其在核酸、蛋白质以及其他生物大分子浓度与纯度检测中发挥着核心作用。赛默飞NanoDrop Eight分光光度计作为NanoDrop家族的升级版，凭借其多通道检测、高灵敏度、快速操作等优势，已经成为分子生物学实验室、临床检测机构和生物制药企业的常用工具。与传统单通道设备相比，NanoDrop Eight在样品通量、检测精度和数据管理方面均实现了显著提升。

本文将围绕NanoDrop Eight的定量分析功能，全面介绍其原理、方法、操作步骤、应用范围和优势，以帮助科研人员在日常实验中高效利用该设备。

二、设备概述

1. 基本设计

NanoDrop Eight是一款微量多通道紫外-可见分光光度计：

• 检测通道：一次可同时测定8个样品，大大提升通量。

• 检测范围：波长覆盖190–850 nm，满足核酸、蛋白质以及其他生物样品检测需求。

• 样品体积：仅需1–2 µL即可完成检测，适合珍贵或稀缺样品。

2. 光学特点

• 采用专利微量样品固定技术，样品通过表面张力固定于测量柱之间，无需比色皿。

• 光程长度可自动调整（0.5 mm与1.0 mm），保证宽浓度范围检测。

• 高灵敏度硅光二极管检测器，噪声低、线性范围宽。

三、定量分析的核心功能

1. 核酸定量分析

• DNA与RNA浓度测定：利用260 nm处的吸收峰计算浓度。

• 纯度评估：通过A260/A280比值（理想值约为1.8–2.0）判断蛋白污染情况；A260/A230比值用于评估有机物或盐类污染。

• 应用场景：基因组DNA提取、质粒纯化、反转录前RNA定量、测序样品质量评估等。

2. 蛋白质定量分析

• 280 nm吸收法：基于芳香族氨基酸残基的吸收峰测定蛋白浓度。

• BCA、Bradford、Lowry等比色法：可通过比色试剂与蛋白反应后检测特定波长的吸收。

• 纯度分析：通过全波长扫描识别杂质峰，确保结果可靠。

3. 全波长光谱分析

• 支持190–850 nm全光谱扫描，绘制完整吸收曲线。

• 可用于识别溶液中的污染物或辅助确认样品特性。

4. 多通道同步检测

• 一次可同时检测8个样品，大幅提高效率。

• 系统自动校准光程差异，保证数据可比性。

5. 动态范围拓展

• 检测范围覆盖2–15,000 ng/µL核酸浓度，无需额外稀释，大幅节省操作时间。

四、NanoDrop Eight定量分析操作步骤

1. 开机与初始化

1. 打开电源，等待系统自检完成。

2. 进入主界面，选择检测模式（核酸、蛋白、全波长扫描等）。

3. 预热光源约1–2分钟，确保稳定。

2. 样品与空白准备

• 选择对应缓冲液或溶剂作为空白对照。

• 使用微量移液器准确吸取1–2 µL样品，避免产生气泡。

3. 空白校正

1. 在检测柱上滴加空白液体。

2. 点击“Blank”功能，系统自动记录背景吸收值。

3. 擦拭测量柱，确保无残留。

4. 样品检测

1. 在测量柱上分别滴加样品溶液。

2. 关闭样品臂，启动检测。

3. 系统自动输出吸光度值、浓度结果和纯度比值。

5. 数据保存与导出

• 检测结果可存储在设备内部，也可通过USB或网络导出。

• 支持Excel、CSV等常见格式，便于后续分析与归档。

五、数据处理与结果解读

1. 核酸数据解读

• 浓度计算：C = A260 × ε × 稀释倍数，其中ε为摩尔消光系数。

• 纯度判断：

• A260/A280 ≈ 1.8 表示DNA纯净；≈2.0 表示RNA纯净。

• A260/A230 < 1.8 时，提示可能存在有机物或盐类污染。

2. 蛋白质数据解读

• 直接测定：在280 nm下读取吸光度并结合消光系数计算浓度。

• 比色法结果：依据标准曲线换算未知样品浓度。

3. 光谱分析结果

• 光谱曲线平滑无异常峰值，表明样品质量较好。

• 若出现额外峰值，需结合实验背景判断是否为污染物。

六、应用领域

1. 分子生物学

• 核酸提取与测序样品质控。

• RNA完整性与纯度验证。

• PCR、qPCR与克隆实验前的浓度标准化。

2. 蛋白质研究

• 重组蛋白表达与纯化产物定量。

• 蛋白溶液纯度与稳定性研究。

• 药物结合实验中的蛋白含量测定。

3. 临床与医药研发

• 血清与血浆核酸检测。

• 疫苗研发过程中核酸与蛋白含量检测。

• 基因治疗与mRNA疫苗生产质控。

4. 食品与环境检测

• 食品中DNA条形码检测前的样品浓度确认。

• 水体或土壤提取核酸定量。

七、NanoDrop Eight的优势

1. 超低样品需求：仅需1–2 µL，最大程度节省稀缺样品。

2. 高通量：一次可同时检测8个样品，效率提升显著。

3. 宽浓度范围：无需稀释即可直接测定高浓度样品。

4. 快速便捷：检测时间通常不超过10秒。

5. 直观结果：自动输出浓度、纯度比值与光谱曲线。

6. 多模式支持：核酸、蛋白、全波长扫描灵活切换。

八、注意事项

1. 样品体积：保证≥1 µL，避免气泡干扰光路。

2. 清洁操作：每次检测后用无绒布或镜头纸擦拭测量柱。

3. 空白选择：必须与样品溶液体系一致。

4. 样品均一性：避免悬浮颗粒，必要时进行离心。

5. 温度与环境：保持稳定实验环境，避免过度震动。

九、常见问题与排查

1. 检测值偏低

• 检查样品是否降解或稀释错误。

• 确认光程是否自动切换正常。

2. 纯度比值异常

• A260/A280过低：蛋白污染。

• A260/A230过低：有机物或盐类残留。

3. 光谱曲线异常

• 出现杂峰可能为移液不当或样品含气泡。

• 重复测试以确认是否为仪器噪声。

4. 样品残留

• 若测量柱表面出现残留，应立即用去离子水清洁并擦干。

十、总结

赛默飞NanoDrop Eight分光光度计在定量分析方面表现卓越，兼具高通量、低样品需求、宽浓度范围和快速检测等优点。它能够在短时间内完成核酸、蛋白质及其他生物样品的定量与纯度评估，并输出直观的光谱结果。其多通道设计有效提升了实验效率，特别适合分子生物学、医药研发与高通量检测实验室使用。通过科学的操作与合理的数据解读，NanoDrop Eight不仅能为实验提供可靠的数据支持，还能大幅度提升实验室的整体工作效率。