紫外分光光度法是一種經(jīng)典而廣泛應(yīng)用的定量與定性分析手段。其原理是基于物質(zhì)在紫外光區(qū)(通常為 190–400 nm)對特定波長光的吸收,通過測量吸光度來推算物質(zhì)的濃度和特征。由于許多生物分子(如核酸、蛋白質(zhì)、輔酶等)、有機化合物以及部分無機離子在紫外區(qū)具有特征吸收峰,因此紫外檢測在 分子生物學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、藥物分析、環(huán)境監(jiān)測和食品檢測 等領(lǐng)域具有重要價值。
賽默飛Thermo Scientific Evolution One分光光度計,作為一款覆蓋紫外至可見光范圍的高性能光學(xué)儀器,憑借其 高光學(xué)分辨率、低噪聲電子系統(tǒng)和智能化數(shù)據(jù)處理能力,在紫外檢測中展現(xiàn)出優(yōu)異的靈敏度和穩(wěn)定性。本文將系統(tǒng)性介紹其紫外檢測的原理、技術(shù)優(yōu)勢、應(yīng)用場景和未來發(fā)展趨勢。
吸收定律
紫外檢測遵循朗伯-比爾定律(A = εbc)。其中:
A:吸光度
ε:摩爾吸收系數(shù)
b:光程長度
c:溶液濃度
通過測定樣品在特定波長下的吸光度,可反推出物質(zhì)濃度。
核酸檢測
DNA和RNA在260 nm處有最大吸收峰。
260/280比值常用于評估核酸純度。
蛋白質(zhì)檢測
蛋白質(zhì)中的色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸在280 nm處有特征吸收。
吸光度與蛋白質(zhì)濃度呈線性關(guān)系。
其他應(yīng)用
小分子有機化合物:如苯環(huán)結(jié)構(gòu)在紫外區(qū)有強吸收。
無機離子:部分金屬離子形成絡(luò)合物后在紫外區(qū)表現(xiàn)吸收。
光源配置
氘燈作為紫外區(qū)光源,波長覆蓋190–350 nm。
氘燈光強穩(wěn)定性高,壽命長,確保長期紫外檢測的重復(fù)性。
單色器與光柵
高分辨率光柵,最小帶寬可低至1 nm。
有效抑制雜散光,保證紫外區(qū)譜線清晰。
檢測器系統(tǒng)
高靈敏度光電倍增管(PMT),能夠捕捉極弱的紫外信號。
噪聲水平低,信噪比可達(dá)到10000:1。
雙光束設(shè)計
樣品光路與參比光路同步檢測,實時扣除光源波動。
提高了紫外檢測的基線穩(wěn)定性。
高靈敏度
最低可檢測核酸濃度為0.5 ng/μL。
對低濃度蛋白質(zhì)(0.01 mg/mL)依然保持良好線性。
高分辨率
波長精度可達(dá)±0.3 nm。
在紫外區(qū)能夠區(qū)分相近吸收峰,如DNA與RNA混合樣本的區(qū)分。
低雜散光
在220 nm處,雜散光小于0.05%。
確保在高吸光度樣本檢測中依然獲得準(zhǔn)確結(jié)果。
重復(fù)性與穩(wěn)定性
光度重復(fù)性 ≤0.001 A。
長時間運行中,基線漂移極小。
核酸定量與純度評估:常用260/280和260/230比值判斷純度。
蛋白質(zhì)濃度測定:適合于常規(guī)蛋白制備與純化流程。
酶動力學(xué)研究:通過紫外檢測底物和產(chǎn)物濃度變化。
血液與血漿樣本分析:檢測核酸、蛋白質(zhì)和代謝物水平。
疾病標(biāo)志物研究:部分小分子在紫外區(qū)有特征吸收。
藥物活性成分定量:小分子藥物常在紫外區(qū)有強吸收。
雜質(zhì)檢測:痕量雜質(zhì)可通過紫外光譜識別。
溶出度實驗:實時監(jiān)控藥物在溶液中的釋放速率。
水質(zhì)檢測:紫外吸收可用于評估有機污染物濃度。
大氣顆粒物分析:部分多環(huán)芳烴在紫外區(qū)有明顯吸收。
食品添加劑檢測:甜味劑、防腐劑等在紫外區(qū)有特征信號。
農(nóng)藥殘留分析:常見有機磷、氯代物可通過紫外定量。
比色皿選擇
紫外區(qū)需使用石英比色皿,避免玻璃吸收。
確保比色皿清潔、無劃痕。
光源維護(hù)
氘燈使用壽命有限,應(yīng)定期監(jiān)測光強。
光源衰減會直接影響紫外靈敏度。
樣品準(zhǔn)備
溶劑應(yīng)選擇紫外透光性良好的緩沖液。
樣品應(yīng)澄清透明,避免顆粒或氣泡干擾。
校準(zhǔn)與基線
定期進(jìn)行波長與光度校準(zhǔn)。
參比光路應(yīng)填充與樣品相同的溶劑。
光學(xué)性能
Evolution One在190 nm以下的光源強度與穩(wěn)定性優(yōu)于傳統(tǒng)機型,適合深紫外檢測。
檢測靈敏度
最低檢測限比傳統(tǒng)儀器低30%以上,適合痕量樣本研究。
智能化程度
內(nèi)置數(shù)據(jù)處理軟件,支持自動核酸純度計算與蛋白質(zhì)定量,無需人工換算。
合規(guī)支持
符合21 CFR Part 11法規(guī)要求,支持審計追蹤,適合藥企與臨床實驗室。
溫度:過高或過低的環(huán)境會影響光學(xué)元件和光源穩(wěn)定性。
濕度:高濕度可能導(dǎo)致石英透鏡結(jié)露。
空氣潔凈度:粉塵與有機蒸氣會附著在光學(xué)元件上,降低紫外透光率。
電磁干擾:強電磁場可能影響檢測器信號,增加噪聲。
更寬紫外波段覆蓋
未來型號可能進(jìn)一步延伸至深紫外區(qū)(<180 nm),用于更高分辨率的分子檢測。
微量樣品檢測
結(jié)合微流控芯片,實現(xiàn)納升級樣品的紫外定量。
AI與大數(shù)據(jù)結(jié)合
通過算法分析紫外光譜特征,提升復(fù)雜樣本定量的準(zhǔn)確性。
便攜化與自動化
將紫外檢測模塊化,應(yīng)用于現(xiàn)場快速檢測與自動實驗平臺。
賽默飛Evolution One分光光度計在紫外檢測方面具備 高靈敏度、寬波長范圍、低雜散光和優(yōu)異的基線穩(wěn)定性,可滿足從基礎(chǔ)科研到應(yīng)用檢測的多樣化需求。其設(shè)計優(yōu)勢不僅體現(xiàn)在光學(xué)系統(tǒng)的精密性,還包括智能化的數(shù)據(jù)處理和嚴(yán)格的合規(guī)性支持。
在分子生物學(xué)、醫(yī)學(xué)臨床、制藥質(zhì)量控制、環(huán)境監(jiān)測和食品安全等領(lǐng)域,Evolution One的紫外檢測功能為科研與應(yīng)用提供了堅實的技術(shù)支持。隨著未來深紫外檢測、AI輔助分析和微流控技術(shù)的發(fā)展,該系列將在高精度與智能化方向繼續(xù)引領(lǐng)行業(yè)。
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