赛默飞 NanoDrop One 超微量分光光度计详解
一、设备概述
NanoDrop One 是赛默飞公司推出的一款用于微量生物样品分析的紫外-可见光分光光度计。该设备在核酸、蛋白质、细胞裂解物、纯化产物等样品的定量和质量评估中具有广泛应用，尤其适合生命科学实验室和分子生物学领域。与传统分光光度计相比，NanoDrop One 最大优势在于其无需比色皿、样品用量极低（1-2 µL）、操作速度快、数据可靠性高，且配备触控操作界面，易于上手。
二、技术原理与核心结构
1. 分光光度法原理
NanoDrop One 依照朗伯-比尔定律进行吸光度测定：
A = ε × c × l
A 为吸光度（Absorbance）
ε 为摩尔吸光系数
c 为溶液浓度
l 为光程长度（NanoDrop 系列光程自动调节）
仪器通过测量样品对不同波长光的吸收程度，结合预设校准系数或标准曲线，自动计算出样品浓度及其纯度比值。
2. 核心构造
光源系统：采用氘灯（190–360 nm）和钨灯（360–850 nm），涵盖常见核酸和蛋白吸收波段。
光学臂平台：顶部和底部形成样品测量间隙，无需比色皿。
自动光程调节：设备可根据样品浓度自动选择 0.05 mm、0.2 mm 或 1.0 mm 光程。
集成检测器：接收穿过样品后的光并转换为电信号，实现定量分析。
触控操作系统：配备彩色显示屏，支持图形界面操作与多语言切换。
三、主要技术参数
NanoDrop One 可选配 NanoDrop OneC 版本，支持传统比色皿路径分析。
四、测量模式与功能介绍
1. 核酸分析（Nucleic Acid）
测定 DNA、RNA、寡核苷酸等核酸样本浓度与纯度
自动计算 A260/A280 和 A260/A230 比值
快速识别污染（蛋白、盐、有机溶剂）信号
2. 蛋白分析（Protein）
可采用 A280 直接测定法
支持 Warburg-Christian、BCA、Bradford、Lowry 等方法
自动比值识别与浓度换算
3. 紫外-可见扫描（UV-Vis）
190–850 nm 连续波长扫描
用于未知样品光谱特征判断
支持峰值识别与图谱分析
4. 动力学分析（Kinetics）
时间分辨测量
适用于酶活性、稳定性检测
5. 自定义模式（Custom）
用户可自设波长、计算公式、浓度因子等
灵活适用于特殊实验需求
五、操作流程
步骤一：开机与校准
打开电源开关，等待系统自检完成；
选择合适的测量模式（如核酸）；
滴加 1–2 µL 空白缓冲液（如 TE 或纯水）；
关闭光学臂，点击 “Blank” 执行空白校准。
步骤二：样品上样与测量
滴加样品（1–2 µL）于测量平台；
关闭光学臂，自动开始测量；
结果自动显示在界面上，包括浓度、吸光度、比值和图谱；
多样品可重复上述过程，无需频繁校准。
步骤三：数据导出与存储
支持通过 USB、U 盘、网络导出结果；
文件格式可为 PDF、Excel、图谱图像等；
兼容 LIMS 实验室信息管理系统对接。
六、结果解读与数据判读
核酸样品常见指标：
| 指标 | 含义 | 理想值范围 |
|---|---|---|
| A260/A280 | 评估蛋白污染 | ~1.8（DNA），~2.0（RNA） |
| A260/A230 | 评估有机污染 | >1.8 理想，<1.5 可能存在盐或有机残留 |
| 图谱波峰 | 260 nm 为核酸最大吸收峰；280 nm 为蛋白吸收峰 | 峰形清晰、无漂移为宜 |
蛋白样品常见指标：
A280 为芳香族残基吸收峰；
若使用特定染料法（如 Bradford），需根据标准曲线生成浓度；
比值异常或吸光度过高时建议稀释样品再测。
七、应用领域
1. 分子生物学
DNA/RNA 提取产物浓度与纯度分析
PCR、qPCR、测序前样品质量控制
2. 蛋白质组学
重组蛋白表达、纯化物定量
酶活性与稳定性实验
3. 药物与生物制品研发
低体积高精度定量需求场景
单克隆抗体、疫苗等样品测试
4. 教学与基础实验
大学实验室教学演示
学生训练核酸和蛋白分析方法
八、使用注意事项
| 项目 | 注意事项 |
|---|---|
| 平台清洁 | 每次测量前后用无尘纸（如 Kimwipe）擦拭，防止交叉污染 |
| 上样规范 | 样品应完全覆盖光路中心，避免气泡 |
| 稀释原则 | 高浓度样品（DNA > 4000 ng/µL）建议稀释后测定 |
| 校准频率 | 每天首次测量前进行一次空白校准即可 |
| 样品种类 | 避免使用含颗粒、强腐蚀性、有机溶剂样品，易损光学平台 |
九、维护与保养
日常维护：
使用完毕后及时清洁平台；
关闭电源后盖好防尘盖；
禁止长时间让样品干结在平台上。
定期维护：
每月检查吸光度重复性；
每季度备份数据与更新软件；
根据使用频率，每1–2年校正光学系统。
十、设备优势总结
| 特点 | 描述 |
|---|---|
| 样品用量小 | 仅需 1–2 µL，适合微量样品 |
| 无需比色皿 | 节省耗材，减少操作复杂性 |
| 多功能检测 | 支持多种生物样品和分析模式 |
| 自动光程调节 | 动态匹配浓度范围，扩大线性检测范围 |
| 操作便捷 | 内置屏幕图形界面，易于掌握 |
十一、发展趋势与应用前景
随着生物医药、分子诊断和合成生物学等领域的发展，对微量、快速、精准检测工具的需求持续增长。NanoDrop One 这类超微量分光光度计因其快速响应、高通量兼容性和操作简化，已成为现代分子实验室的核心设备之一。
未来发展方向包括：
智能化数据分析（AI算法识别污染或样品类型）
云平台集成与远程实验室互联
更广光谱覆盖与荧光耦合模块拓展
与液体处理自动平台集成，实现无人化操作
十二、总结
赛默飞 NanoDrop One 超微量分光光度计凭借其精准、便捷和微量检测的优势，为生命科学实验室提供了可靠的核酸和蛋白质定量解决方案。其集成化设计与多功能兼容能力，使其成为高效科研和生物工程研发中不可替代的分析工具之一。
设备的正确使用、规范操作以及定期维护，是保障其长期稳定运行和获得高质量数据的基础。对于追求高精度、低样品消耗和快速操作的实验场景，NanoDrop One 提供了全面而实用的解决方案。
