浙江栢塑信息技术有限公司

操作过程中如何避免气泡干扰?

一、为什么气泡在紫外分光光度计中特别“危险”
紫外分光光度计依靠固定光路和短光程对样品进行高精度检测。任何小的光学障碍物,都会因其放大效应对数据造成较大的干扰,而气泡正是最常见的隐性干扰源:

影响机理 数据表现 后果
折射与散射 吸光度异常偏高或偏低 准确度下降
遮挡光路 吸光度随机跳动 重复性差
微泡漂移 测量不稳定 难以判读
粘附池壁 每次测量A值不同 定量失真
聚泡破裂 基线噪声增大 检出限升高

核心问题: 在紫外检测中,微米级气泡也可能导致明显偏差,特别是在低浓度分析、微光程比色池中更为明显。

一、为什么气泡在紫外分光光度计中特别“危险”

紫外分光光度计依靠固定光路和短光程对样品进行高精度检测。任何小的光学障碍物,都会因其放大效应对数据造成较大的干扰,而气泡正是最常见的隐性干扰源:

影响机理数据表现后果
折射与散射吸光度异常偏高或偏低准确度下降
遮挡光路吸光度随机跳动重复性差
微泡漂移测量不稳定难以判读
粘附池壁每次测量A值不同定量失真
聚泡破裂基线噪声增大检出限升高

核心问题: 在紫外检测中,微米级气泡也可能导致明显偏差,特别是在低浓度分析、微光程比色池中更为明显。


二、气泡产生的主要环节

1. 溶液本身含气

  • 高温配液后未冷却静置;

  • 有机溶剂易吸附空气;

  • 缓冲液高盐浓度时饱和度不稳。

2. 配液与稀释时卷入空气

  • 快速移液操作;

  • 枪头浸入深度不一致;

  • 反复吸打造成涡流。

3. 上样过程产生气泡

  • 微量平台未铺满液面;

  • 手动移液冲击形成瞬间气泡。

4. 比色池结构问题

  • 比色池划痕易附泡;

  • 池内壁有残余杂质附着;

  • 清洗不到位造成挂壁微泡。

5. 温度变化诱导析气

  • 冷藏液快速上机,热平衡形成析气;

  • 室温不稳,溶解度波动释放微泡。


三、避免气泡的核心原则:预防优先 + 侦测辅助 + 排泡保障

1. 预防优先:让气泡根本“生成不了”

A. 溶液脱气

方法适用范围操作说明
真空脱气所有水基溶液10-15 min 真空抽吸
超声脱气蛋白、多肽等敏感样品40 kHz 5 min,控温避免变性
氮气吹扫易挥发有机溶剂慢速流氮 5-10 min

B. 移液操作规范

  • 反向移液法:吸过量,缓慢排液至目标体积;

  • 控制吸液速度:避免涡流与气泡夹带;

  • 稳定浸入深度:枪头入液 2-3 mm 最佳;

  • 避免末端吹残:枪头末端残液勿强吹防止起泡。

C. 比色池准备规范

  • 每次使用前彻底清洁、烘干或气流吹干;

  • 池壁透明度检查确保无划痕与污渍;

  • 上样前目测液面完整性。

D. 温度预平衡

  • 所有试剂与样品提前 20-25 ℃ 静置 15 分钟;

  • 比色池恒温平台保持温度一致;

  • 避免冷热交替上机造成析气现象。


2. 侦测辅助:让气泡“暴露无遗”

A. 视觉检查

  • 倾斜观察法:比色池倾斜 30-45°旋转检查;

  • 放大镜辅助:识别贴壁微泡;

  • 透光法:逆光检测气泡遮挡。

B. 仪器内置监测

  • 部分高端紫外设备具备光程一致性检测模块,实时提示异常信号;

  • 微量比色池具备液面检测系统,提示未满液、漂浮气泡状态。

C. 双波长对比法

  • 主峰与参考波长吸光度比值突变时,可疑气泡干扰;

  • 适合多组分或固定比值检测项目快速判别。

D. AI智能识别(新兴技术)

  • 摄像+图像算法辅助识别微米级气泡;

  • 实时生成气泡概率评分,提示是否需重测。


3. 排泡保障:气泡一旦形成,快速消除机制

A. 轻敲振动法

  • 比色池上端轻敲 2-3 次;

  • 可有效将粘壁微泡释放浮出液面。

B. 针尖导引法

  • 微型移液枪头沿池壁轻点气泡边缘;

  • 利用气液界面张力促泡缓慢爬升并消失。

C. 离心脱泡法

  • 将样品移入离心管

  • 3000-5000 rpm 离心 1-2 分钟快速去泡。

D. 微流控预处理法(高级)

  • 微通道流体控制自动剥离微泡;

  • 适用于高通量自动化系统中批量样品排泡。

E. 真空脱泡仪

  • 配备负压腔体整体抽真空处理;

  • 适合大量溶液一次性排泡。


四、不同检测模式下的排泡敏感度差异

检测模式光程气泡影响程度风险等级
常规 1 cm 比色池10 mm★★
微量平台(如NanoDrop)0.05-0.1 mm★★★★
流通池在线监测0.5-5 mm中高★★★
自动移液机器人自动铺液极高★★★★★

**结论:**光程越短 → 气泡影响越大 → 管控措施需越严格。


五、气泡对重复性与定量准确度的典型影响数据

气泡状态吸光度波动浓度误差
无气泡RSD <0.3%基线稳定
壁挂微泡A 值误差 ±2%浓度偏高或偏低
漂浮微泡A 值跳动 ±5%重复性严重失控
聚泡破裂A 值瞬时波动 ±10%定量完全失真

六、将防泡策略固化入实验室SOP

样品前处理规范

  • 脱气步骤标注;

  • 温度平衡流程规范;

  • 配液移液流程固定化。

操作检查清单

  • 比色池上样检查项;

  • 视觉观察合格打勾项;

  • 排泡动作执行记录。

数据监控控制点

  • 每批样品插入标准对照物;

  • 吸光度差值监控RSD变化;

  • 突变点二次确认重测机制。


七、气泡管理智能化的未来趋势

技术模块功能亮点带来变革
微流控自动排泡芯片全封闭流体剥离气泡全自动样品准备
AI视觉算法气泡检测与报警评分消除人工误判
光程自动补偿算法评估液柱变化修正 A 值软件级降噪提升准确性
机器人自动铺样标准化上样全自动彻底杜绝上样产生气泡
智能排泡控制系统实时动态排泡全程气泡闭环控制

八、结语

气泡虽微小,却极易毁掉一组吸光度数据。真正控制好气泡,需把预防、识别、排除、记录贯穿紫外检测全过程。

  • 先消灭可见气泡,再控制微泡;

  • 先规范操作流程,再引入智能辅助;

  • 先建立SOP标准,再考虑自动化升级。

只有当“无气泡”成为实验室操作的日常本能,紫外分光光度计的每一次吸光度读数,才真正可靠、稳定、重复。