赛默飞超微量分光光度计详尽介绍
一、引言
分光光度法是现代实验室中用于物质定量分析的经典方法。随着分子生物学、蛋白组学等领域的快速发展，对样品检测提出了更高的要求。传统分光光度计需要较大的样品体积，在处理稀有或宝贵样品时存在局限。为解决这一问题，超微量分光光度计应运而生，能够以极少量的样品进行准确分析。赛默飞推出的超微量分光光度计，正是为满足此类需求而设计，广泛应用于生命科学实验室中的DNA、RNA、蛋白质浓度检测与纯度评估。
二、基本定义与应用背景
1. 什么是超微量分光光度计？
超微量分光光度计是一种专用于测定核酸、蛋白等样品在极低体积（一般为0.5–2 µL）下的吸光度的光学分析仪器。它通过高灵敏度的光学系统及创新设计，使得无需比色皿即可直接将样品滴加于检测平台上完成测量。
2. 使用背景与意义
在生命科学研究中，样品通常来源于细胞、组织或临床样本，量少且不可重复。超微量分光光度计的无损检测、高通量能力极大提升了实验效率并保护样品完整性。特别是在下一代测序（NGS）、PCR、质谱前处理等流程中，准确测定核酸浓度和纯度成为确保实验成功的关键步骤。
三、常见型号与结构
Thermo Scientific 品牌下的 NanoDrop 系列是超微量分光光度计的重要代表。典型型号包括：
NanoDrop One / OneC
NanoDrop Lite Plus
NanoDrop Eight（多通道版本）
NanoDrop 2000 / 2000c（已广泛部署）
1. 核心结构
超微量分光光度计的基本结构可分为以下几个部分：
样品检测臂（光路组件）：集成光源、光纤及检测器，用于生成和捕捉透射光。
平台检测模块：通过固定光程形成检测空间（如0.05 mm 或 1 mm），支持多种样品路径。
集成光源：包括氘灯与钨灯，用于覆盖190–850 nm的紫外到可见波长。
检测器：通常为CCD或CMOS感光器，确保高速高灵敏度读取。
嵌入式控制系统或外部软件平台：支持分析模式选择、数据保存与导出。
四、工作原理
其核心工作原理仍基于朗伯-比尔定律，即吸光度（A）与物质浓度（c）、路径长度（l）及摩尔吸光系数（ε）呈线性关系：
A = εcl
与传统光度计不同，NanoDrop 仪器通过两个光学臂之间的光通道固定样品，样品被夹在检测表面间形成微量液膜，无需比色皿。这种“无容器”设计不仅减少样品消耗，也避免因比色皿污染带来的误差。
通过设定不同的检测路径（如0.05 mm、0.2 mm、1 mm等），仪器能够自动调节检测灵敏度，适应高浓度或低浓度样品的测量需求。
五、主要技术参数（以NanoDrop One为例）
波长范围：190–850 nm
波长准确度：±1 nm
光程：动态变换（0.03–1.0 mm）
检测体积：1–2 µL（常规检测）或0.5 µL（可选）
核酸检测范围：2–27,500 ng/µL (dsDNA)
蛋白质检测范围：0.06–370 mg/mL (BSA)
吸光度精度：±3%
检测时间：<8 秒
样品恢复：样品可无损回收
六、功能特点
1. 样品浓度测定
可准确测定DNA、RNA、蛋白质浓度，适用于dsDNA、ssDNA、RNA、Oligo、IgG、BSA、Labelled Protein等不同类型样本。
2. 纯度分析
常通过以下吸光比值判断样品纯度：
A260/A280：用于评估核酸中的蛋白质污染（理想值约为1.8–2.0）
A260/A230：用于评估有机污染物或缓冲盐残留（理想值约为2.0–2.2）
3. 全光谱扫描
支持190–850 nm全波段扫描，可获得完整吸收图谱，用于光学特征分析或未知样品初筛。
4. 多组份分析
部分型号支持内置算法，区分多个组分的吸收贡献，实现混合物的浓度估算。
5. 多通道检测（适用于NanoDrop Eight）
适用于高通量实验设计，最多支持8个样本同时测量，适合核酸抽提质控环节的自动化流程。
七、软件与数据管理
赛默飞超微量分光光度计配备嵌入式操作系统或连接PC软件，支持以下功能：
图谱实时显示
浓度与纯度比值自动计算
样品命名与批量记录
自动生成测定报告
数据导出格式支持.csv、.xls、.pdf等
网络连接与LIMS系统兼容
八、仪器优势与特色
1. 微量检测能力强
最低仅需0.5 µL即可完成检测，节省珍贵样品，避免样本损耗。
2. 测量快速
无需预热、无需比色皿，检测全过程仅需几秒，极大提高实验效率。
3. 高灵敏度宽线性范围
通过动态调整光程，可在宽浓度范围内保持线性响应，覆盖高低浓度样本。
4. 自动路径校正
部分型号具备自动路径选择与校正功能，避免因手动设置带来的误差。
5. 操作简便
即开即用，图形界面直观，适合各类用户快速上手。
6. 样品无损恢复
样品检测后可直接回收，适用于珍贵或稀有样品的重复检测。
九、典型应用领域
1. 分子生物学
DNA/RNA抽提后浓度和纯度测定
PCR反应前样品质量控制
siRNA、miRNA分析前质控
2. 蛋白质组学
蛋白浓度检测（A280法、Bradford法、BCA法等）
标签蛋白（如荧光标记）定量
蛋白复合物组分比例估算
3. 合成生物学
寡核苷酸定量
重组质粒浓度分析
合成生物系统构建质量监测
4. 临床与转化医学
微量血样DNA提取浓度评估
组织提取RNA质量控制
生物标志物研究样本定量
5. 教学与培训
教学实验中样本浓度定量演示
样品变性、降解分析教学用图谱观察
十、使用建议与维护
为了保证仪器长期稳定工作，建议使用者遵循以下规范：
使用后及时清洁检测臂，防止盐类、蛋白质残留；
每天开机前进行校准检测（使用空白水样）；
样品应去除气泡，避免影响光路；
使用推荐范围内的溶液类型，避免高浓度酸、碱或强腐蚀试剂；
定期进行系统自检与软件升级；
建议搭配专用清洗布与去离子水，保持平台洁净无划痕。
十一、未来发展趋势
随着检测需求的升级，超微量分光光度计未来可能朝向以下方向发展：
增强多通道并行测量能力
融合智能算法，提高混合样品识别能力
集成温控模块，实现实时反应监测
云端数据管理与分析，提升实验室自动化水平
模块化设计，便于实验室流程定制
十二、总结
赛默飞超微量分光光度计凭借微量检测、自动路径校正、光谱全面覆盖等技术特点，在现代生命科学实验室中发挥着重要作用。其便捷、高效、数据准确等优势，使其成为核酸蛋白质研究和质量控制过程中不可或缺的工具。
通过规范使用和合理维护，实验人员可最大程度发挥仪器性能，为科研和应用实验提供可靠支持。
