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赛默飞分光光度计BioMate实验指南

BioMate 系列是一款紫外-可见光(UV-Vis)分光光度计,适用于生命科学领域中核酸、蛋白、细胞培养及一般光学测量。以 BioMate 3S 为例,其采用双光束光学结构,具备 1.8 nm 的光谱带宽,设计理念为“研究品质、日常简便”

质保3年只换不修,厂家长沙实了个验仪器制造有限公司

一、仪器概况

BioMate 系列是一款紫外-可见光(UV-Vis)分光光度计,适用于生命科学领域中核酸、蛋白、细胞培养及一般光学测量。以 BioMate 3S 为例,其采用双光束光学结构,具备 1.8 nm 的光谱带宽,设计理念为“研究品质、日常简便”。
其主要特点包括:

  • 即开即测的氙灯光源,无需长时间预热,且可覆盖约 190 nm 至 1100 nm 范围。

  • 嵌入式预编程方法(nucleic acid、protein、cell growth 等),用户无需每次编程即可直接调用。

  • 支持多种测定模式:基本吸光度/透射率、浓度计算、标准曲线、动力学、多波长、比值/差值测量等。

  • 设备体积紧凑,占用台面少,适合生命科学实验室常规使用。

  • 可选配件丰富:如 6 位/3 位池架、自动换样器、长光程样品池、温控样品架、吸样器、光纤探测器等。

总的来说,这款仪器旨在将研究级别的测量精度与日常使用的便捷性结合,为实验室用户提供可靠且易于操作的 UV-Vis 分光光度测量平台。


二、安装与准备

2.1 仪器位置与环境

在安装仪器时,应选择平稳、无震动、无强烈阳光直射、避免强电磁干扰的台面。通常推荐环境温度与湿度符合仪器说明书中要求。安装前应清点包装清单,确认配件齐备。
仪器背部常设有电源插口、RS-232 或 USB 接口、(如带打印机选件)纸卷槽等。打开仪器前应确认电源线连接正确、地线良好。

2.2 仪器初始化与自检

接通电源后,仪器将执行初始化光学元件、单色器、灯源测试、系统设定等步骤。以 BioMate 5 为参考:“INITIALISE OPTICS → TEST W LAMP → INITIALISE MONOCHROMATOR → TEST OPTICS → OPTIMISE MONOCHROMATOR → SET DEFAULTS”。 虽然数列款仪器略有不同,但流程相似。待初始化完成后,屏幕进入主菜单界面,准备测量。

2.3 标准设置与校准

  • 设置语言、日期和时间、屏幕对比度、待机设置等。

  • 对于带内部打印机的版本,应安装/装填纸卷、设置打印参数。

  • 根据用户需要安装样品池架(如单池架、6 位池架等),并清洁样品池和室内。

  • 如果使用多池位样品架(例如 6 位或 3 位池架),建议运行“Cell Correction(池匹配)”程序:将空白液体填入各个池,仪器测定并建立校正系数,以减少池位间差异。

  • 空白校准:在测定前置入空白(通常为纯溶剂),设置零点或参照。然后进行背景校正。

2.4 安全与维护提醒

虽然大多数 UV-Vis 仪器较为安全,但仍应注意:不要打开仪器灯腔盖(可能暴露强 UV 光源);样品不要反射或散射强光;不要将高浓度样品直接置入无防护情况下。用户应参阅仪器说明书中的安全章节。


三、操作流程

以下以常见测量流程做为说明:吸光度/透射率测量、浓度测定、预编程生命科学测定方法。

3.1 吸光度/%T 测量

  1. 置入空白池:将空白液体(如溶剂)置于样品池中,按“Measure Blank(测量空白)”。如果为 6 位池架,空白一般放置在 “B” 位。

  2. 设置测量波长:通过 “Set nm” 键或直接输入数值来设定所需波长。

  3. 置入样品池:将待测样品置入指定池位,选择 “Measure Sample(测量样品)”。如果是 6 位池架且开启 “Auto6” 模式,则仪器先测空白,再自动转到样品位置。

  4. 观察并记录结果:屏幕会显示吸光度 (Abs) 或透射率 (%T)、波长、样品位置、时间等信息。若需切换模式,可通过 “Change Mode” 切换 Abs ↔ %T。

3.2 测定变换为浓度(Factor/Standard 方法)

当想将吸光度读数转化为浓度单位时(例如蛋白浓度、核酸浓度),可使用以下两种方式:

  • 标准法 (Standard):测量已知浓度的标准溶液,输入其浓度,仪器根据其吸光度计算转换系数。

  • 系数法 (Factor):直接输入一个转换系数(例如:1 OD260 = X µg/mL DNA),仪器根据该系数将吸光度转化为浓度。

流程如下:

  1. 选择 “Concentration with Standard” 或 “Concentration with Factor” 模式。

  2. 如果是标准法:置入标准溶液测量,输入浓度,仪器返回转换系数。

  3. 置入未知样品池,按 “Measure Sample”,仪器显示浓度值。

  4. 若使用系数法:手动输入系数并单位,然后测未知样品。结果直接以浓度形式显示。

3.3 预编程生命科学测定方法

BioMate 系列嵌入了多种生命科学常用测定模式,例如:

  • 核酸浓度及纯度测定(如 A260/A280、A260/A230)。

  • 蛋白浓度测定(直接 UV 方法如 A280、A205;或者比色方法如 Bradford、Lowry、BCA、Biuret)。

  • 细胞生长测定(OD600 监测)。

  • 寡核苷酸计算器(输入碱基序列,仪器计算分子量、GC 含量、Tm 等)。
    使用该类方法时,操作流程如下:

  1. 从主菜单选择 “Biotests” 或等效菜单项。

  2. 在列表中选定所需测试类型,如 “DNA 260/280” 或 “Protein Direct UV (280)”。

  3. 系统提示用户置入空白池和待测样品池。放置符合要求的样品池。

  4. 按 “Measure Blank”,随后按 “Measure Sample”。系统自动计算并显示浓度、纯度比值等结果。

  5. 将结果保存或导出(若仪器配有 USB 或网络接口)。

3.4 高级模式:标准曲线、差值测定、动力学、多波长

  • 标准曲线 (Standard Curve):适用于需要构建吸光度-浓度关系的测定。用户测量一系列标准浓度,仪器计算斜率、截距、相关系数。然后测量未知样品,计算浓度。

  • 吸光度差 (Absorbance Difference):对于两个波长的比值或差值测量,例如某些蛋白或核酸分析。

  • 动力学 (Kinetics):监测随时间变化的吸光度或透射率变化,用户可以设定测量间隔、总时长、绘图或表格显示。仪器可采集多达 400 个数据点。

  • 多波长 (Multiple Wavelengths):同时测定多个波长的吸光度并可计算多个浓度或因子。


四、数据处理结果输出

4.1 结果显示与导出

测定完成后,仪器屏幕会显示:测量日期/时间、波长、池位、数值(吸光度或浓度)、样品编号(如设定)等。当使用标准曲线或预编程模式时,还会显示斜率、截距、相关系数(R²)等指标。
多数型号支持将数据通过 USB 接口、以太网或 Wi-Fi 导出至计算机,或者配备打印机即时打印报告。以 BioMate 160 为例,支持 USB-A、以太网、Wi-Fi USB 适配器,并可拆卸打印机。

4.2 结果解读建议

  • 吸光度值宜在仪器线性范围内(如 0.1-1.0 Abs 或更低,根据样品情况),过高可能超出线性范围导致误差增加。

  • 在使用 A260/A280 比值评估核酸纯度时,一般期望 A260/A280 在 ~1.8(DNA)或 ~2.0(RNA)左右。若偏低,提示蛋白质污染;若偏高,提示其他杂质。

  • 在使用标准曲线模式时,应注意相关系数 (R²) 应接近于 1.0(通常 > 0.99),以保证线性优良。若 R² 较低,应重新制备标准、检查仪器状态。

  • 在动力学测定中,建议先观察基线稳定性,确认变异较小,然后再进行变动样品测量。

4.3 结果保存与再现性

  • 用户应保存测定条件(波长、样品池类型、空白设置、测试模式等)以便重复或比对。

  • 推荐定期运行空白和标准样本以监测仪器漂移或性能下降。

  • 对于多池位设备,应定期使用 Cell Correction 程序匹配各池位差异,以提高测量再现性。


五、日常维护与故障排查

5.1 日常清洁

  • 每次使用前后清洁样品池和样品池架,避免样品残留或交叉污染。

  • 样品池外侧应保持清洁,无指纹、水渍或溶液残余。若发现污染,可使用适合的溶剂(如乙醇)擦拭并干燥。

  • 样品舱盖及光学窗口应定期检查,避免灰尘或油迹影响光路。

5.2 灯源与光学系统维护

  • 虽然仪器采用氙灯且设计为长期寿命(例如 BioMate 3S 所搭载氙灯质保 3 年,典型寿命可达 5–7 年),但仍建议定期检查灯状态。

  • 若发现基线漂移增加、噪音增大、测量结果不稳定,应考虑更换灯源或检查光学组件。

  • 仪器未使用时,可设为待机状态,关闭样品舱盖,减少环境尘埃进入。

5.3 池位校正与多位样品架维护

  • 对于带 3 位或 6 位样品池换架的型号,建议定期运行 Cell Correction 程序,以匹配各个池位的透光特性。

  • 池架轴承、驱动电机、光路传感器等部件应保持清洁、无尘、无异物阻碍。

  • 若发现样品位移动不精准、池位识别出错,应检查机械结构及电子开关。

5.4 故障排查常见情况

  • 基线漂移/噪音增大:可能由灯源老化、光学组件污染、样品池外部反射、样品单位异常导致。

  • 测量值异常或不准确:检查空白设置是否正确、样品池是否清洁、波长是否正确、光程是否正确、样品浓度是否适宜。

  • 软件无法启动或菜单异常:可能因程序故障、设备接口松动、USB/RS232 连接问题。建议重启仪器、检查连接、恢复出厂设置。

  • 样品位识别错误(多池架):检查池架位置、驱动电机是否卡滞、样品池是否正确放置。

5.5 定期校准与性能验证

虽然仪器在出厂时已校准,但为了保证长期测量精度,建议定期做以下操作:

  • 使用认证标准溶液(如已知浓度的核酸或蛋白)验证仪器读数是否符合。

  • 测量基线漂移、噪声、零点漂移等性能指标,并记录趋势。

  • 检查吸光度重复性(相同样品多次测量)及池位间差异(多位样品架)。

  • 如发现性能明显偏离出厂指标,应安排维护或维修。


六、应用实例参考

以下简要列举几个典型应用,以便用户更好理解仪器在实际实验中的使用方式。

6.1 核酸浓度及纯度测定

将提取的 DNA 或 RNA 溶液置入比色池,在 260 nm 测定吸光度以计算浓度(利用 ε 值或转换系数)。同时测 A260/A280 或 A260/A230 比值以评估蛋白或有机物污染。流程中,先测空白(例如 TE 缓冲液或水),然后测样品。仪器会返回浓度和纯度比值。该方法快速、无需染料,适合分子生物学实验室

6.2 蛋白浓度测定(直接 UV 或比色法)

  • 直接 UV 法:在 280 nm 处测定蛋白溶液吸光度,利用经验系数将其转化为浓度。

  • 比色法:如 Bradford、Lowry、BCA 等,用户先用标准蛋白(如 BSA)测定系列浓度,构建标准曲线。然后测待测样品并计算浓度。仪器预设了这些模式,可减少手动设定步骤。

6.3 细胞生长监测(OD600)

在培养细胞(细菌、酵母或细胞悬液)过程中,通过测量 600 nm 处的吸光度(OD600)来监测细胞密度。用户可定期抽样,测定 OD600 值,并绘图分析生长曲线。仪器可将数值导出用于后续处理。

6.4 多波长扫描或动力学测定

  • 在样品含多个吸收峰或需观察随时间变化的反应状态时,可使用扫描功能或动力学程序。用户设定起始/终止波长或时间间隔,仪器自动采集数据并绘图显示。

  • 例如酶反应速度测定,可设定每 10 秒测一次,共测 5 分钟,共 30 数据点。仪器显示吸光度随时间变化曲线,并可计算反应速率。


七、选购与扩展建议

  • 若实验室样品量较大或需自动化,高通量测量建议选配自动换样器、样品池支架、多通道吸样器或光纤探头。以 BioMate 160 为例,其支持 8 联池换样器、吸入进样器、光纤探头等。

  • 若对温控测量(如蛋白变性、温度敏感反应)有需求,可选配 Peltier 恒温单样品池架(20-60 °C)。

  • 对于预算有限或样品量少、常规测定需求简单的实验室,基础型(单池架、无自动换样器)即可满足日常需求。

  • 在选购之前,建议用户确认仪器波长范围、带宽、光束类型(单光束 vs 双束)、样品池兼容性、数据接口(USB/网络)、售后服务(质保期、灯源寿命、维修便利性)等关键参数。