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NanoDrop One 超微量分光光度计详解

日期:2025-07-14
导读:NanoDrop One 超微量分光光度计以其高灵敏度、小样本需求和数据智能处理能力,在核酸与蛋白质分析中展现了良好的适用性。其自动化的光程调节、污染识别功能与快速的数据输出形式,提升了实验效率,减少了人为误差,适用于多类型实验室中的日常分析任务。

NanoDrop One 超微量分光光度计详解

一、产品概述

NanoDrop One 是一款适用于微量样品定量分析紫外-可见分光光度计。该设备设计用于核酸、蛋白质以及多种带有吸收光谱的生物样品的浓度及纯度分析,尤其适合处理体积极小但价值较高的样本。相比传统比色皿型分光光度计,该仪器具有样本用量少、操作快速、数据分析丰富等显著特点。

NanoDrop One 集成高性能光学模块、自动化光程调节机制、全波长扫描能力以及智能数据分析平台,使其能够胜任复杂实验任务,如污染识别、样本浓度动态范围评估和混合物定量校正等。


二、工作原理

该设备基于光吸收法(光谱法),依据比耳-朗伯定律(Beer-Lambert Law)对样本中溶质的浓度进行定量分析。其基本原理为:溶液中某一组分对特定波长的光有选择性吸收,吸光度与该组分的浓度成正比。

核心组成部分包括:

  • 氙闪光灯:提供宽谱光源,稳定性高,适合全波长扫描。

  • 光栅与单色器系统:将白光分离成不同波长光束,允许选择性分析。

  • 光电探测器(CCD):捕获样品吸收后的透射光强,并转换为数字信号。

  • 光程调节系统:根据样品浓度自动切换 1.0 mm、0.2 mm、0.05 mm 等不同光程,确保检测结果在仪器线性范围内。


三、技术参数与性能指标

项目技术参数
波长范围190–850 nm
检测器CCD 阵列
光源氙闪光灯
最小样品体积1–2 µL
样品浓度范围(dsDNA)2–27,500 ng/µL
光程长度自动调节(0.030 mm – 1.0 mm)
波长准确度±1 nm
吸光度范围0.02 – 300 Abs(取决于样本和光程)
吸光度精度(10 ng/µL dsDNA)±1.5%
重复性CV < 1%
检测时间小于 8 秒
数据输出USB、局域网共享、打印输出等
显示界面7 英寸彩色触摸屏
操作系统内置控制系统,无需连接外部计算机

四、核心功能

1. 样品检测与自动光程调节

NanoDrop One 支持根据样品吸光度自动调节检测光程,常见值为 1 mm、0.2 mm、0.05 mm 等,可避免样品因浓度过高而超出检测范围。同时也能确保低浓度样品的光吸收信号得到增强,提升灵敏度。

2. 全波段光谱扫描

支持 190–850 nm 全波段光谱扫描,可获得样本在紫外至可见区域的完整吸收曲线,用于核酸污染评估、蛋白质定性判断及标签荧光特性分析等。

3. 样品污染识别功能

内置智能分析模块,可识别核酸样品中是否存在蛋白、表面活性剂、酚类等常见污染物,并提供污染比值(如 A260/A280、A260/A230),协助判断样品纯度。

4. 多样本分析与比对

可连续检测多个样本,数据自动分组归档,便于实验统计分析。同时支持结果对比与图谱重叠,适合多样品条件优化实验。

5. 样品信息记录与追踪

支持自定义样品编号、实验批次信息、操作人记录等功能,满足实验溯源与质量控制需求。


五、用户界面与操作体验

NanoDrop One 配备彩色触控界面,界面采用模块化布局,操作简洁直观,适合不同使用背景的实验人员快速上手。常见功能以图标方式展现,可通过点击进入各项检测模式,如核酸分析、蛋白分析、全波长扫描、标准曲线建立等。

除直接使用触摸屏外,亦可通过USB连接外接键盘、鼠标或存储设备。实验数据可实时预览、标注、导出,支持CSV、PDF等格式存储。


六、应用领域

NanoDrop One 主要应用于需要精确测量微量样品浓度与纯度的场景,覆盖以下专业方向:

1. 分子生物学

  • DNA、RNA 浓度测定与纯度评估

  • 反转录、PCR 样品质量监控

  • 文库构建前的核酸评估

2. 蛋白质研究

  • A280 吸收法测定蛋白质浓度

  • 染料结合法(Bradford、BCA)分析

  • 标记蛋白与荧光标记效率评估

3. 合成生物学与生物工程

  • 克隆筛选与质粒提取质量控制

  • 基因合成模板质量判断

  • 表达产物纯度评估

4. 药物研发与质量控制

  • 活性成分吸收光谱分析

  • 药物溶解性实验检测

  • 反应混合物中组分比例评估

5. 高等教育与教学实验

  • 用于教学实验中展示光谱学分析方法

  • 学生实验课程中进行样品定量分析训练


七、样品兼容性与附件支持

该设备支持多种样品类型,包括但不限于:

  • 核酸溶液(纯化样品、裂解液)

  • 蛋白溶液(天然、重组、融合蛋白等)

  • 溶剂中溶解的小分子、色素

  • 具有吸收特征的荧光探针和标签物

此外,支持连接微量比色皿附件,适应非表面张力稳定样品或需要温控的特殊实验需求。


八、数据管理与输出方式

设备提供多种数据存储和导出形式:

  • 内部存储:可保存多个用户项目和样本结果

  • USB导出:支持批量导出数据与图谱

  • 网络传输:连接实验室局域网,实现数据共享

  • 打印输出:可连接热敏或喷墨打印机打印报告

数据记录包含时间戳、样本ID、检测结果、操作记录等关键信息,便于后期回溯。


九、设备维护与校准

设备日常维护简便,主要内容包括:

  • 样品平台清洁:使用无尘纸与适当溶剂擦拭检测平台

  • 光源检查氙灯寿命较长,一般无需频繁更换

  • 系统校准:内置校准功能可定期进行波长、吸光度验证

  • 软件更新:支持从官方站点获取更新文件,维持功能与兼容性

推荐每季度进行一次基础校验,每年执行一次完整维护。


十、对比与优势分析

比较项NanoDrop One传统比色皿型分光光度计
样品体积1–2 µL500–2000 µL
分析时间<8 秒数分钟
操作流程直接加载,无需比色皿需清洗比色皿
光程调节自动多段光程固定或需手动更换比色皿
数据分析智能污染识别,自动换算依赖人工计算
样品重复使用支持部分样品回收一次性使用
维护复杂度中等或高(光学对齐等)

十一、总结

NanoDrop One 超微量分光光度计以其高灵敏度、小样本需求和数据智能处理能力,在核酸与蛋白质分析中展现了良好的适用性。其自动化的光程调节、污染识别功能与快速的数据输出形式,提升了实验效率,减少了人为误差,适用于多类型实验室中的日常分析任务。

该设备既可作为核酸纯化、蛋白浓度测定等工作的前端质量控制工具,也可为科研项目提供详尽的光谱数据支持。在实验室空间、样本利用率和分析效率之间实现了良好平衡,是进行微量生物样品分析的有力工具之一。


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