賽默飛分光光度計(jì) NanoDrop Eight 樣品檢測詳解

一、儀器概述

NanoDrop Eight 是 Thermo Fisher Scientific 推出的高通量微量分光光度計(jì)，專為核酸、蛋白質(zhì)及多種生物分子樣品的快速檢測而設(shè)計(jì)。其最大的特點(diǎn)是：無需比色皿、僅需 1–2 μL 樣品體積、支持 8 通道同步檢測。這大大提升了實(shí)驗(yàn)室在分子生物學(xué)、基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的檢測效率。

在日常使用中，NanoDrop Eight 可完成濃度測定、純度評(píng)估、光譜掃描、標(biāo)準(zhǔn)曲線構(gòu)建及動(dòng)力學(xué)分析等多種任務(wù)，為科研和臨床檢測提供了便捷而精準(zhǔn)的解決方案。

二、檢測原理

NanoDrop Eight 的檢測原理基于光吸收光譜學(xué)，其核心為比爾-朗伯定律：

$$A=\epsilon ?c?l$$

其中：

• A：吸光度（Absorbance）

• ε：摩爾吸光系數(shù)

• c：溶液濃度

• l：光程長度

儀器通過在紫外-可見區(qū)（190–850 nm）內(nèi)發(fā)射光，測定樣品吸收光強(qiáng)度，結(jié)合已知參數(shù)計(jì)算樣品濃度與純度。與傳統(tǒng)分光光度計(jì)不同，NanoDrop Eight 具備 自動(dòng)光程調(diào)節(jié) 功能，可在 0.5 mm 與 1.0 mm 光程間切換，從而保證高濃度樣品仍能在線性范圍內(nèi)檢測。

三、樣品檢測流程

1. 儀器準(zhǔn)備

• 打開電源，預(yù)熱光源。

• 運(yùn)行控制軟件，完成系統(tǒng)自檢與初始化。

• 根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇檢測模式（核酸、蛋白、標(biāo)準(zhǔn)曲線或動(dòng)力學(xué)）。

2. 樣品準(zhǔn)備

• 確保樣品澄清透明，避免懸浮物與氣泡。

• 使用合適緩沖液配置，保證空白對(duì)照與樣品一致。

• 樣品濃度過高時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行稀釋。

3. 空白校正

• 在檢測前，先加載空白溶液（緩沖液/溶劑）。

• 儀器自動(dòng)扣除背景吸收，校正基線。

4. 樣品加樣

• 使用微量移液器加 1–2 μL 樣品于光學(xué)基座。

• 關(guān)閉檢測臂，確保液滴完整覆蓋測量區(qū)。

5. 數(shù)據(jù)采集

• 點(diǎn)擊“開始檢測”，幾秒內(nèi)完成光譜掃描。

• 系統(tǒng)自動(dòng)顯示濃度、純度比值及光譜曲線。

6. 數(shù)據(jù)保存

• 結(jié)果可保存至本地或上傳至 LIMS 系統(tǒng)。

• 支持導(dǎo)出 Excel、PDF 等格式，便于歸檔與分析。

四、檢測的樣品類型

1. 核酸樣品

• DNA：雙鏈 DNA（dsDNA）、單鏈 DNA（ssDNA）、寡核苷酸。

• RNA：總 RNA、mRNA、小 RNA。

• 檢測指標(biāo)：A260 濃度計(jì)算、A260/A280 純度比值（蛋白污染）、A260/A230 比值（鹽/有機(jī)物污染）。

2. 蛋白質(zhì)樣品

• 直接法：280 nm 吸收峰檢測，適合含芳香族氨基酸的蛋白。

• 比色法：Bradford（595 nm）、BCA（562 nm）、Lowry 法等。

• 檢測指標(biāo)：蛋白濃度、反應(yīng)顯色強(qiáng)度、標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合。

3. 小分子與代謝物

• 藥物分子、有機(jī)化合物、代謝物等。

• 通過特定波長吸收或顯色反應(yīng)實(shí)現(xiàn)檢測。

4. 環(huán)境與食品樣品

• 水體污染物、有機(jī)添加劑、營養(yǎng)成分等。

• 通過光譜掃描快速定量。

五、常用功能與檢測模式

1. 核酸檢測模式

• 260 nm 定量核酸，自動(dòng)換算濃度。

• 輸出 A260/A280 與 A260/A230 比值，判斷樣品純度。

2. 蛋白質(zhì)檢測模式

• 280 nm 紫外吸收法或比色法檢測。

• 軟件可直接調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量。

3. 標(biāo)準(zhǔn)曲線模式

• 用一系列已知濃度標(biāo)準(zhǔn)品繪制曲線。

• 未知樣品的吸光度值代入曲線方程，自動(dòng)計(jì)算濃度。

4. 動(dòng)力學(xué)模式

• 固定波長下實(shí)時(shí)監(jiān)測吸光度變化。

• 適用于酶學(xué)反應(yīng)、藥物降解與生化動(dòng)力學(xué)研究。

5. 光譜掃描模式

• 在 190–850 nm 范圍內(nèi)繪制完整光譜曲線。

• 分析樣品的特征吸收峰與分子結(jié)構(gòu)信息。

六、應(yīng)用案例

1. 基因組學(xué)研究

• 樣品類型：DNA/RNA 提取產(chǎn)物。

• 檢測目的：定量與純度分析。

• 意義：確保樣品質(zhì)量符合測序、PCR 等實(shí)驗(yàn)要求。

2. 蛋白質(zhì)組學(xué)實(shí)驗(yàn)

• 樣品類型：細(xì)胞裂解液、純化蛋白。

• 檢測方式：A280 或 Bradford 法。

• 應(yīng)用：電泳、質(zhì)譜前的蛋白濃度檢測。

3. 藥物研發(fā)

• 樣品類型：小分子藥物溶液。

• 檢測方式：標(biāo)準(zhǔn)曲線定量。

• 應(yīng)用：藥物穩(wěn)定性、溶解度及釋放度研究。

4. 環(huán)境與食品檢測

• 樣品類型：水體污染物、食品添加劑。

• 檢測方式：比色顯色法結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)曲線。

• 應(yīng)用：快速檢測污染物濃度，評(píng)估食品安全。

七、數(shù)據(jù)處理與結(jié)果解讀

1. 光譜曲線分析

• 峰值位置對(duì)應(yīng)特征吸收波長。

• 峰高與濃度相關(guān)。

2. 純度比值解讀

• A260/A280 ~ 1.8：高純度 DNA。

• A260/A280 ~ 2.0：高純度 RNA。

• A260/A230 > 1.8：雜質(zhì)污染較少。

3. 統(tǒng)計(jì)分析

• 軟件支持重復(fù)檢測結(jié)果的平均值與標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算。

• 自動(dòng)生成報(bào)告，便于科研數(shù)據(jù)整理。

八、常見問題與解決方案

1. 檢測值異常高

• 可能樣品過濃，應(yīng)稀釋后再測。

• 檢查是否有氣泡或殘留物影響檢測。

2. 純度比值異常

• A260/A280 偏低：蛋白污染。

• A260/A230 偏低：鹽類或有機(jī)物殘留。

3. 重復(fù)性差

• 加樣體積不足或液滴不完整。

• 建議重復(fù)檢測并取平均值。

4. 檢測平臺(tái)污染

• 使用 70% 乙醇或去離子水清潔光學(xué)基座。

• 保持檢測臂干燥，避免腐蝕。

九、維護(hù)與優(yōu)化

1. 日常維護(hù)

• 每次檢測后清潔樣品臺(tái)。

• 定期進(jìn)行光源校準(zhǔn)和系統(tǒng)檢查。

2. 實(shí)驗(yàn)優(yōu)化

• 對(duì)低濃度核酸，使用低吸附槍頭。

• 對(duì)蛋白質(zhì)樣品，避免使用含強(qiáng)吸收組分的緩沖液。

3. 長期存放

• 關(guān)閉電源，蓋上防塵罩。

• 放置在干燥穩(wěn)定的環(huán)境中。

十、總結(jié)

賽默飛 NanoDrop Eight 在樣品檢測中以其 微量需求、高通量、自動(dòng)化與高精度 的優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于核酸、蛋白、藥物、環(huán)境和食品分析領(lǐng)域。其操作簡便、檢測快速，既滿足科研人員對(duì)高效實(shí)驗(yàn)的需求，也保證了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性與可重復(fù)性。

通過掌握 樣品制備、空白校正、光譜分析與結(jié)果解讀 的完整流程，研究人員能夠在日常工作中充分發(fā)揮 NanoDrop Eight 的優(yōu)勢，使其成為實(shí)驗(yàn)室中可靠的分析助手。