赛默飞分光光度计BioMate实验操作
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一、引言
分光光度法是一种以光吸收特性为基础的定量分析技术,广泛用于化学、生物学、药学及环境科学等领域。赛默飞(Thermo Fisher Scientific)推出的 BioMate 系列分光光度计,凭借高精度光学系统、灵敏检测器与智能化操作软件,已成为实验室中执行紫外可见光谱分析的标准仪器之一。
本章将详细介绍使用 BioMate 进行实验操作的完整流程,从开机准备、样品测定、光谱分析到数据处理与结果验证,帮助科研人员和技术人员掌握规范、精准的实验操作方法。
二、实验前准备
1. 实验环境要求
为保证测定的准确性,BioMate 应安装在符合以下条件的实验室中:
温度:15–30℃,相对湿度低于70%;
电源:220 V±10%,接地良好,避免电磁干扰;
环境:远离强光、震动及高浓度酸碱气体;
台面:坚固、水平、防滑,确保仪器稳定运行。
2. 仪器检查
在每次实验前,应按以下步骤完成仪器自检:
检查电源线和数据接口是否连接牢固;
确认光源状态正常,灯管无异常闪烁;
确认样品舱内部清洁、无灰尘或液体残留;
打开仪器电源,待系统完成自检和光源预热(约15分钟)。
3. 比色皿与样品准备
比色皿选择:紫外区分析使用石英比色皿,可见区可使用玻璃或塑料比色皿;
清洗方法:用无水乙醇或蒸馏水冲洗后擦干,避免指纹或水珠;
样品制备:根据实验要求稀释样品至合适浓度,使吸光度范围处于0.2–1.0 A 之间;
空白液:与样品溶剂一致,用于零点校正。
三、仪器开机与系统初始化
1. 启动程序
打开电源后,BioMate 自动执行系统检测,包括光源亮度、波长校准、光路扫描和基线测试。待主界面显示“Ready”或“待机完成”后,方可进行操作。
2. 光源预热
氘灯(紫外光源)预热时间:约15–20分钟;
钨卤素灯(可见光源)预热时间:约10分钟;
光源达到稳定状态后,光强波动小于 ±0.5%,可保证吸光度测量的重现性。
3. 软件登录
在触控界面选择操作模式:
固定波长测定:单波长吸光度或透过率测试;
波长扫描:绘制样品吸收光谱;
定量分析:测定浓度或计算标准曲线;
时间扫描:用于酶反应或动力学研究。
四、固定波长测定
1. 波长设定
点击“波长设置”输入目标波长(如280 nm或600 nm),仪器自动移动单色器至指定位置,并完成波长校准。
2. 空白校正
将装有空白液的比色皿放入样品槽,点击“设零”或“Blank”,系统自动调节基线并记忆透过率100%或吸光度0。
3. 样品测定
取出空白液比色皿,放入样品比色皿,点击“测量”。仪器显示实时吸光度值。
若进行多样品测量,可启用批量测定功能,自动记录每个样品编号与结果。
4. 结果处理
测定完成后,软件可自动计算平均值、标准偏差及相对误差,并生成表格输出。
五、光谱扫描操作
1. 扫描参数设定
在“波长扫描模式”中,设置:
起始波长与终止波长(如190–800 nm);
扫描速度(慢速用于高精度分析,快速用于概览);
步长间隔(0.2–1 nm);
平滑算法(选择“中等平滑”以减少噪声)。
2. 扫描执行
放入样品后点击“开始扫描”,仪器将在设定波长区间内连续采集数据,绘制吸收光谱曲线。
3. 数据分析
扫描完成后,系统自动识别峰值与谷值位置,并计算对应波长与吸光度。用户可在曲线上标注特征峰,用于物质定性分析。
4. 图谱保存与导出
扫描光谱可保存为 .csv 或 .pdf 文件,支持导出至U盘或实验室数据库。
六、定量分析实验
1. 标准曲线建立
将不同浓度的标准溶液分别测定吸光度,软件自动生成吸光度–浓度曲线。系统计算回归方程:
A=kC+bA = kC + bA=kC+b
并给出相关系数 R² 值。
2. 样品浓度测定
输入未知样品的吸光度值,系统根据回归方程自动计算其浓度。结果可直接显示在屏幕上,并可输出至报告文件。
3. 曲线管理
BioMate 支持多达 20 条标准曲线的保存与调用,适合长期进行相同分析项目。
七、时间扫描实验
1. 应用场景
时间扫描常用于酶活性测定、反应动力学分析或物质降解速率研究。
2. 操作步骤
设定固定波长(如340 nm);
输入采样间隔与总时间(如每2秒采样,持续300秒);
启动测量,仪器自动记录吸光度随时间变化;
系统生成A–t曲线并计算反应速率常数。
3. 数据处理
可通过线性或非线性拟合分析反应规律,软件自动计算斜率及速率常数。
八、样品测量的注意事项
比色皿方向统一:所有比色皿应保持相同方向放置,避免光程差异。
样品澄清透明:若存在悬浮颗粒,应先离心或过滤。
样品体积适中:确保液面高于光路中心线;不足可能导致信号偏低。
温度控制:若反应对温度敏感,可选用配套恒温比色池。
定期校正:使用标准滤光片或标准溶液定期验证波长与吸光度准确性。
九、数据保存与报告生成
1. 数据存储
实验数据可自动保存在内部存储器中,用户可命名文件并添加备注。
2. 数据导出
通过USB、以太网或Wi-Fi导出数据至计算机,可选择Excel、PDF或图像格式。
3. 报告输出
系统可自动生成实验报告,包含:
实验参数与模式;
样品信息与编号;
吸光度与浓度结果;
光谱图与统计数据;
实验人员与时间。
十、常见误差来源与控制方法
| 误差类型 | 主要原因 | 纠正方法 |
|---|---|---|
| 吸光度漂移 | 光源老化或电压波动 | 检查电源稳定性,更换光源 |
| 基线不平 | 比色皿污渍或光路污染 | 清洁比色皿与样品舱 |
| 读数波动 | 样品浓度不均或气泡 | 充分混匀,排除气泡 |
| 波长偏差 | 校准误差或光栅老化 | 执行自动波长校准 |
| 吸光度超出范围 | 样品过浓 | 稀释样品至适宜范围 |
十一、实验后操作与仪器维护
1. 实验结束后的关机流程
完成所有测定后,先退出软件主界面;
关闭光源,让风扇继续运行3分钟以散热;
最后关闭电源开关并拔下插头。
2. 清洁与保养
擦拭样品舱内部,清除液体残留;
比色皿用蒸馏水冲洗干净并晾干;
外壳用干布擦拭,避免使用腐蚀性清洁剂。
3. 定期维护
| 维护内容 | 周期 | 说明 |
|---|---|---|
| 光源检测 | 每月 | 检查氘灯与钨灯能量输出 |
| 波长校准 | 每季度 | 使用标准滤光片 |
| 电气检查 | 每半年 | 由专业人员执行 |
| 光学清洁 | 每年 | 清洁镜片与光路 |
十二、典型实验应用举例
1. 核酸浓度与纯度测定
使用260 nm与280 nm双波长测量核酸溶液,系统自动计算260/280比值以判断纯度。
2. 蛋白质含量测定
采用Lowry法或Bradford法,在特定波长下测定吸光度,通过标准曲线计算蛋白质浓度。
3. 药物成分定量
测定药品溶液特征吸收峰处吸光度,利用标准曲线法确定含量。
4. 环境样品分析
检测水体中COD、氨氮或重金属离子浓度,应用比色法结合多波长分析功能实现快速测定。
十三、安全操作注意事项
禁止在光源未冷却时打开光学舱盖;
严禁液体溅入仪器内部;
操作时避免直视光源,防止紫外线灼伤;
断电前应先关闭光源,防止电流冲击;
若出现异常噪音、气味或电流不稳,应立即停机并联系维修人员。
十四、结果验证与质量控制
1. 标准物质验证
定期使用标准溶液(如重铬酸钾溶液)验证仪器准确度。吸光度误差应在 ±0.005 A 以内。
2. 重复性测试
连续测定同一样品五次,相对标准偏差应小于0.3%,表明仪器性能稳定。
3. 长期漂移评估
在连续运行2小时后测量同一样品,其吸光度变化不超过 ±0.002 A,即可视为长期稳定。


