赛默飞分光光度计NanoDrop Eight核酸检测

一、引言

核酸浓度和纯度的准确测定，是分子生物学实验中不可或缺的环节。无论是质粒构建、PCR扩增、转录组建库还是高通量测序，样品核酸质量直接决定下游实验成败。赛默飞NanoDrop Eight作为多通道超微量分光光度计，凭借其快速、便捷、节省样品的优势，成为全球实验室进行核酸定量检测的主流工具。它能够在1–2 µL样品体积下完成DNA、RNA的浓度和纯度分析，并以八通道并行检测实现高通量处理，极大提高实验效率。

二、核酸检测的原理基础

1. 紫外吸收特性

核酸分子在260 nm波长处有最大吸收峰，这是由于碱基中的芳香环结构对紫外光的强烈吸收。因此，NanoDrop Eight通过测定260 nm处的吸光度来计算核酸浓度。

2. 朗伯–比尔定律

检测遵循公式：

$$A=\epsilon \cdot c\cdot l$$

其中，A为吸光度，ε为消光系数（DNA取50 µg/mL时A260=1），c为浓度，l为光程。NanoDrop采用固定光程设计，保证检测结果稳定。

3. 纯度指标

• 260/280比值：反映蛋白质污染情况。纯DNA一般在1.8左右，RNA约为2.0。

• 260/230比值：用于判断有机物、盐类残留。理想范围为2.0–2.2。

三、NanoDrop Eight核酸检测的功能与优势

1. 微量样品需求

仅需1–2 µL即可完成检测，大大节省了实验材料，特别适合珍贵或低产量样品。

2. 八通道设计

可同时检测八个样品，显著缩短检测时间，适合高通量实验。

3. 自动光程调节

根据样品浓度自动调整光程（0.05–1 mm），确保从稀释样品到高浓度样品均能准确测定。

4. 宽波长范围

支持190–850 nm的全光谱扫描，能够对核酸纯度进行全面评估。

5. 数据管理与导出

检测结果自动生成浓度、比值和光谱曲线，可一键导出至Excel或实验室信息系统，便于记录与追溯。

四、核酸检测的标准操作流程

1. 样品准备

• 核酸应溶解于纯水或低盐缓冲液，避免残留蛋白、酚或盐类。

• 检测前轻轻混匀，避免沉淀导致吸光度不均。

2. 空白设置

以溶解核酸的缓冲液作为空白对照，确保背景吸收被正确扣除。

3. 加样检测

• 将1–2 µL核酸溶液滴加至检测平台。

• 关闭上臂，系统自动完成检测。

• 八通道样品可一次性完成。

4. 数据读取

• 浓度值以ng/µL显示。

• 自动生成260/280和260/230比值，判断样品纯度。

5. 平台清洁

每次检测后用去离子水或无核酸酶水擦拭平台，防止交叉污染。

五、结果解读与实验心得

1. 浓度结果

DNA样品浓度范围覆盖2–15,000 ng/µL，RNA检测灵敏度同样较高。实验中发现，NanoDrop Eight对高浓度核酸自动缩短光程，避免吸收饱和，从而保证精度。

2. 纯度比值

• 260/280 <1.7：提示蛋白残留。

• 260/230 <1.8：提示盐类或有机物污染。

• 比值过高：可能有RNA残留或缓冲液成分影响。
  心得是，单纯依赖比值判断不足，结合电泳结果更为可靠。

3. 光谱曲线

全波长扫描可直观看到吸收峰形态。例如，酚污染时在230 nm处出现明显峰值。经验表明，曲线分析能帮助快速定位污染来源。

4. 重复性与精度

多次测定同一样品，NanoDrop Eight的相对标准偏差（RSD）通常低于2%，说明其精度足以满足大多数分子实验要求。

六、质量控制与检测精度保障

1. 定期校准

使用标准滤光片校准波长，保证检测位置准确。

2. 仪器自检

NanoDrop Eight开机自检可自动监控光源和光学系统，确保每次检测的可靠性。

3. 空白对照

每次实验必须重新设置空白，避免因缓冲液差异引入系统误差。

4. 样品处理

• 去除蛋白、盐和酚残留可显著提高检测精度。

• 建议在关键实验中结合Qubit荧光法进行交叉验证。

七、典型应用场景

1. 分子克隆实验

在质粒提取后快速检测浓度与纯度，确定是否适合下游转染或PCR。

2. 高通量测序建库

RNA提取后检测浓度和纯度，评估是否符合建库要求。NanoDrop Eight的八通道功能可快速筛选大量样品。

3. 临床分子诊断

对临床样本中的DNA/RNA进行定量，为基因检测提供可靠起点。

4. 教学实验

其操作简便、结果直观，适合学生理解核酸吸收特性和检测原理。

八、优势与不足

1. 优势

• 样品量小，节省资源。

• 检测快速，适合高通量实验。

• 操作简便，结果直观。

• 精度高，重复性好。

2. 不足

• 对低浓度样品敏感度有限，检测下限高于荧光法。

• 对污染物敏感，易导致纯度比值偏差。

• 对极少量RNA样品，需结合其他方法验证。

九、未来发展方向

1. 更高灵敏度：改进光学设计，拓展至超低浓度核酸检测。

2. 智能算法：引入AI分析，自动识别污染模式并提示改进。

3. 云端互联：将检测数据实时上传云平台，便于跨实验室共享与质控。

4. 多模态检测：未来有望融合荧光检测与光谱分析，提升准确性。

十、结语

NanoDrop Eight在核酸检测中展现出微量、快速、高通量和高精度的显著优势。其八通道设计不仅提升了效率，也减少了人为操作带来的误差。虽然在低浓度和杂质干扰方面存在一定局限，但通过合理的样品处理、空白设置与交叉验证，可以有效保证检测结果的可靠性。总体而言，NanoDrop Eight已成为现代分子实验室进行核酸检测的核心工具，为科研、临床和教学提供了坚实保障。