NanoDrop系列分光光度計(jì)是分子生物學(xué)和生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室最常用的定量檢測工具之一。作為該系列中的高通量機(jī)型,NanoDrop Eight不僅繼承了NanoDrop家族的核心技術(shù),還在光路設(shè)計(jì)上進(jìn)行了優(yōu)化,使其能夠在極低樣品體積、寬濃度范圍和快速操作的條件下,完成高精度的光譜檢測。光路系統(tǒng)是分光光度計(jì)的核心部分,它直接決定了檢測的靈敏度、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。本文將重點(diǎn)圍繞NanoDrop Eight的光路設(shè)計(jì)展開,詳細(xì)介紹其原理、組成、特點(diǎn)和優(yōu)勢。
分光光度法的核心是基于朗伯–比爾定律:
A=ε×c×lA = \varepsilon \times c \times lA=ε×c×l
其中:
AAA:吸光度
ε\varepsilonε:摩爾消光系數(shù)
ccc:溶液濃度
lll:光程長度
NanoDrop Eight通過精密的光路系統(tǒng),將紫外-可見區(qū)光源發(fā)出的光束穿過僅1–2 μL的微量樣品,并由檢測器接收透射光強(qiáng),從而計(jì)算吸光度并換算出濃度。
NanoDrop Eight采用專利表面張力樣品固定技術(shù),樣品通過上下兩個(gè)光學(xué)測量柱之間形成液體橋,光束穿過液橋完成檢測。
光程可自動(dòng)在1.0 mm和0.5 mm之間切換,避免高濃度樣品的信號飽和。
自動(dòng)光程調(diào)節(jié)確保檢測范圍覆蓋2–15,000 ng/μL核酸濃度。
NanoDrop Eight配備雙光源系統(tǒng):
氘燈:覆蓋190–400 nm紫外波段,用于核酸與蛋白質(zhì)檢測。
鎢鹵素?zé)?/strong>:覆蓋400–850 nm可見光至近紅外波段,支持蛋白比色法及多種分光應(yīng)用。
兩種光源可自動(dòng)切換,保證全波長范圍檢測。
光源發(fā)出的光束通過光纖引導(dǎo)至樣品區(qū)。
光纖具有柔性與高透光率,可減少光路折射與散射損耗。
多通道光纖結(jié)構(gòu)保證了8個(gè)通道的光路獨(dú)立性與同步性。
上下兩個(gè)光學(xué)測量柱(光學(xué)臂)構(gòu)成檢測窗口。
樣品液滴通過表面張力保持在兩柱之間,形成穩(wěn)定液體橋。
光束穿過液體橋,光程長度自動(dòng)切換(0.5 mm或1.0 mm)。
系統(tǒng)采用高精度光柵,將光源分解為特定波長。
光束經(jīng)光柵選擇后進(jìn)入檢測器,避免雜散光干擾。
采用硅光二極管陣列作為檢測器。
信號響應(yīng)快、噪聲低,能覆蓋190–850 nm全波段。
多通道并行檢測實(shí)現(xiàn)高通量數(shù)據(jù)采集。
檢測器輸出的電信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換,傳入處理器。
內(nèi)置軟件根據(jù)朗伯–比爾定律換算濃度,并進(jìn)行基線校正、數(shù)據(jù)平滑等處理。
樣品僅需1–2 μL,通過表面張力固定在光學(xué)柱之間。
避免使用比色皿,減少樣品消耗并降低光學(xué)干擾。
高濃度樣品時(shí)自動(dòng)縮短光程,避免信號超限。
低濃度樣品時(shí)延長光程,提高靈敏度。
在2–15,000 ng/μL濃度范圍內(nèi)保持準(zhǔn)確檢測。
獨(dú)立的8通道光路設(shè)計(jì),可同時(shí)檢測8個(gè)樣品。
保證各通道間信號一致性,提升通量。
190–850 nm波長范圍,涵蓋核酸、蛋白質(zhì)及多種比色反應(yīng)。
既能檢測核酸260 nm峰,也能檢測蛋白280 nm峰和染料吸收峰。
光纖傳輸減少光路折射與機(jī)械抖動(dòng)影響。
雙光束參考補(bǔ)償技術(shù)降低光源波動(dòng)對結(jié)果的影響。
在260 nm波長處檢測DNA、RNA濃度。
通過A260/A280、A260/A230比值評估樣品純度。
280 nm直接檢測法,用于含芳香族氨基酸蛋白質(zhì)。
可結(jié)合Bradford、BCA等比色法在特定波長下測定蛋白濃度。
全波長掃描用于識別雜質(zhì)峰和確認(rèn)樣品特性。
差譜分析可檢測微小濃度差異。
光程自動(dòng)切換保證高低濃度樣品均能準(zhǔn)確檢測。
樣品無需預(yù)稀釋,提升操作效率。
微量檢測:僅需1–2 μL即可完成分析。
高通量:多通道光路同時(shí)運(yùn)行,提升檢測速度。
自動(dòng)光程控制:避免稀釋步驟,保證寬濃度范圍內(nèi)的準(zhǔn)確性。
寬波長覆蓋:190–850 nm,滿足多領(lǐng)域需求。
穩(wěn)定性強(qiáng):光纖與雙光束補(bǔ)償降低噪聲與漂移。
免比色皿設(shè)計(jì):簡化操作、減少清潔環(huán)節(jié)。
每次測定后用去離子水和無絨布清潔測量柱。
避免鹽分或有機(jī)物殘留干擾光路。
定期記錄氘燈與鎢燈使用時(shí)間,接近壽命時(shí)更換。
保持儀器預(yù)熱,確保光源穩(wěn)定。
使用標(biāo)準(zhǔn)溶液(如DNA標(biāo)準(zhǔn)、BSA溶液)進(jìn)行周期性校準(zhǔn)。
定期運(yùn)行全波長掃描檢查光譜線性與漂移情況。
現(xiàn)象:濃度結(jié)果不穩(wěn)定。
排查:檢查樣品液滴是否足量,是否產(chǎn)生氣泡。
現(xiàn)象:曲線抖動(dòng)明顯。
排查:確認(rèn)光源是否接近壽命,光學(xué)柱是否污染。
現(xiàn)象:空白校正后仍存在明顯漂移。
排查:檢查環(huán)境溫度變化與電源穩(wěn)定性。
NanoDrop Eight分光光度計(jì)的光路設(shè)計(jì)充分結(jié)合了微量樣品檢測技術(shù)、自動(dòng)光程調(diào)節(jié)、光纖傳輸、多通道并行和雙光源系統(tǒng)等多項(xiàng)創(chuàng)新理念。其光路不僅保證了對極少量樣品的高靈敏度檢測,還能覆蓋從紫外到可見區(qū)的寬波長范圍,同時(shí)兼顧高通量與高精度。通過合理維護(hù)與校準(zhǔn),NanoDrop Eight的光路系統(tǒng)能夠長期保持穩(wěn)定性能,為核酸、蛋白質(zhì)及多種生物樣品的定量分析提供可靠保障。
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