赛默飞分光光度计 NanoDrop Eight 光谱测定

一、前言

在现代分子生物学和生命科学研究中，核酸、蛋白质及相关生物分子的定量和纯度分析是实验的核心环节。光谱测定法作为一种无标记、快速的检测方式，凭借对紫外-可见光波段吸收特性的利用，成为分子检测的常规手段。赛默飞 NanoDrop Eight 是一款高通量分光光度计，具备同时检测八个样品的能力，在科研与应用实验室中广泛应用。

本文将从 原理、仪器特点、光谱测定流程、应用场景、结果分析、常见问题、与其他方法比较、维护与保养 等方面，全面介绍 NanoDrop Eight 的光谱测定功能。

二、光谱测定原理

1. 基本原理

• 紫外-可见分光光度法利用分子对特定波长光的选择性吸收来进行定量和定性分析。

• 核酸在 260 nm 处具有强吸收峰，蛋白质在 280 nm 处存在芳香族氨基酸的吸收峰。

• 通过测量吸光度（A 值），结合摩尔消光系数与比尔-朗伯定律，可以换算分子浓度。

2. 光谱扫描

• NanoDrop Eight 提供 190–850 nm 全波段扫描功能，能够获取完整光谱曲线。

• 光谱信息不仅包括定量数值，还能揭示杂质干扰、溶液背景、缓冲液影响。

3. 无比色皿检测

• 传统分光光度法需要比色皿，而 NanoDrop Eight 采用光纤与表面张力固定液滴技术，只需 1–2 µL 样品即可测定。

三、NanoDrop Eight 仪器特点

1. 高通量

• 八通道同时检测，适合大批量实验。

2. 样品用量小

• 仅需 1–2 µL 样品，无需稀释或额外处理。

3. 快速检测

• 单次测量时间仅数秒。

4. 数据直观

• 自动输出吸光度曲线、浓度数值及纯度比值。

5. 多样化分析模式

• 支持 DNA、RNA、蛋白质、细胞裂解液、环境样品等的光谱测定。

四、光谱测定操作流程

1. 开机与系统准备

1. 接通电源，启动仪器和配套软件。

2. 等待光源预热，确保光学系统稳定。

2. 样品准备

1. 取 1–2 µL 样品，避免气泡产生。

2. 若样品含有杂质，建议离心或过滤。

3. 空白对照设置

1. 在样品台上加入相同缓冲液或溶剂作为 blank。

2. 软件自动进行基线扣除，校正背景干扰。

4. 样品检测

1. 将样品逐一加入检测位。

2. 点击软件界面“开始测量”。

3. 数秒后得到完整光谱曲线与浓度结果。

5. 数据导出

1. 结果可保存为表格或 PDF 格式。

2. 支持批量导出所有通道数据。

五、光谱测定的典型应用

1. 核酸检测

• DNA/RNA 定量

• 在 260 nm 吸收峰处测定浓度。

• 自动计算 A260/A280 与 A260/A230，评估蛋白或盐类污染。

• 应用场景

• PCR 扩增前模板浓度测定。

• RNA-Seq 前质量控制。

2. 蛋白质检测

• A280 法

• 直接检测芳香族氨基酸吸收峰。

• 光谱特征

• 280 nm 峰值用于定量，260/280 比值可辅助判断核酸污染。

• 应用场景

• 蛋白质纯化产物分析。

• 抗体浓度测定。

3. 酶学与动力学研究

• 通过光谱扫描，观察底物或产物的特征吸收变化。

• 常见波长：405 nm（PNPP 酶底物）、420 nm（ONPG 底物）。

4. 环境与食品样品

• 检测水体中溶解有机物的紫外吸收峰。

• 检测食品样品中蛋白、多肽含量。

六、结果分析与解读

1. 核酸结果

• A260/A280 ≈ 1.8：DNA 纯度较高。

• A260/A280 ≈ 2.0：RNA 纯度较高。

• A260/A230 < 1.8：可能有盐离子或有机物污染。

2. 蛋白质结果

• A260/A280 ≈ 0.6：较为纯净的蛋白。

• 高于 0.8 可能有核酸残留。

3. 光谱曲线特征

• 核酸曲线：260 nm 峰明显。

• 蛋白曲线：280 nm 峰显著。

• 杂质干扰：230 nm、320 nm 处异常吸收。

七、常见问题与解决方案

1. 吸光度过高

• 样品浓度过高，建议稀释后重测。

2. 基线不稳

• 检查空白溶液是否与样品溶剂一致。

3. 重复性差

• 样品未充分混匀，或移液操作误差。

4. 光谱异常峰

• 可能由杂质或缓冲液组分引起，应优化样品制备。

八、与其他方法的对比

1. 与传统比色皿分光光度法

• NanoDrop Eight 样品用量少，操作更快捷。

• 传统方法适合大体积样品，高灵敏度时优势明显。

2. 与荧光定量法

• NanoDrop Eight 操作简单，适合常规浓度范围。

• 荧光法灵敏度更高，适合痕量样品检测。

3. 与单通道 NanoDrop One

• Eight 可同时检测 8 个样品，效率更高。

• One 适合小规模实验室或单样快速检测。

九、维护与保养

1. 光源维护

• 定期检查氘灯与钨灯寿命，必要时更换。

2. 样品台清洁

• 每次检测后用去离子水和无绒纸擦拭，防止残留。

3. 环境管理

• 保持实验室温度与湿度稳定。

• 避免阳光直射和灰尘。

4. 软件更新

• 定期检查升级，保证数据处理功能完善。

十、应用案例分享

案例一：RNA 质量检测

• 使用 NanoDrop Eight 测定 RNA 样品，结果 A260/A280 = 2.01，A260/A230 = 2.05，表明样品纯度良好，可用于转录组测序。

案例二：质粒 DNA 浓度测定

• 测得 A260 = 0.25，对应浓度约 125 ng/µL，A260/A280 = 1.82，符合后续 PCR 实验需求。

案例三：抗体定量

• 在 280 nm 下测得吸光度，计算得抗体浓度 2.5 mg/mL，260/280 = 0.65，说明核酸污染可忽略。

十一、总结

赛默飞 NanoDrop Eight 的光谱测定功能具有 高通量、低样品消耗、操作快速、结果直观 的优势，能够高效完成核酸、蛋白及多种生物样品的定量与纯度分析。在科研和应用实验室中，NanoDrop Eight 已成为标准化工具。

在使用过程中，科研人员需要注意：

• 样品准备是否充分纯化，避免杂质干扰。

• 合理选择检测模式，正确解读光谱曲线。

• 定期维护与校准，确保仪器长期稳定运行。

综合而言，NanoDrop Eight 的光谱测定不仅在效率和可靠性上优于传统方法，更在高通量实验环境中展现出独特价值，是现代分子生物学实验室不可或缺的核心设备之一。