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赛默飞分光光度计BioMate测定步骤

赛默飞(Thermo Scientific)BioMate 系列分光光度计是一种高性能紫外–可见光吸收检测仪器,常用于核酸、蛋白质、细胞培养、化学分析及比色反应测定。

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一、概述

赛默飞(Thermo Scientific)BioMate 系列分光光度计是一种高性能紫外–可见光吸收检测仪器,常用于核酸、蛋白质、细胞培养、化学分析及比色反应测定。
其核心原理基于比耳–朗伯定律,通过测量特定波长下样品对光的吸收强度,推算其浓度或反应程度。
为了获得准确稳定的实验数据,科学规范的测定步骤尤为重要。以下将详细介绍 BioMate 在各种应用场景下的标准化测定流程。


二、测定前的准备工作

2.1 仪器环境条件

  • 仪器应放置在稳定、防震、干燥的实验台上。

  • 避免阳光直射、强风及高湿环境。

  • 实验室温度保持在 20–25 °C,相对湿度不超过 70%。

  • 电源电压应稳定,仪器需可靠接地。

2.2 仪器检查与开机

  1. 接通电源,按下开关,仪器自动执行自检。

  2. 检查屏幕是否显示启动界面,自检项目(光源、光栅、检测器)应全部通过。

  3. 若出现异常提示,如光源未点亮或波长校准失败,应停止操作并排查原因。

  4. 开机后需等待约 10–15 分钟,使氙灯或氘灯稳定。

2.3 样品池与附件安装

BioMate 可配置单池架、多池架或自动换样器:

  • 确认池架类型(1 位、3 位、6 位或 8 位)。

  • 用无绒纸擦拭样品池外壁,保持干净。

  • 若测微量样品,需安装微量池或光纤附件。

  • 对温控实验,安装 Peltier 恒温池架并设定温度。

2.4 仪器初始化设置

  • 设定语言、日期、时间、打印格式、单位(Abs、%T 或浓度)。

  • 检查默认波长、带宽、采样时间及输出格式是否符合实验需求。

  • 对多池架进行池位匹配校正,消除透射率差异。


三、测定模式简介

BioMate 提供多种测量模式,用户应根据实验目的选择合适程序。

模式名称功能说明
Abs/Transmittance单波长吸光度或透射率测量。
Concentration通过系数或标准曲线计算浓度。
Kinetics记录吸光度随时间变化,分析反应速率。
Spectrum Scan在设定范围内扫描光谱曲线。
Multi-Wavelength同时测定多个波长吸光度。
BioTest内置核酸、蛋白、细胞生长等生命科学测定程序。

掌握不同模式的适用条件是正确测定的前提。


四、通用测定流程

4.1 准备样品与空白

  1. 空白液:使用与样品相同溶剂或缓冲液;若含添加剂(盐、缓冲盐、试剂),空白中需完全一致。

  2. 样品液:浓度应在仪器线性范围内(吸光度一般 0.1–1.5)。必要时稀释。

  3. 样品池清洁:每次使用后以去离子水冲洗,再用乙醇擦拭干燥。

  4. 排除气泡:加样后轻敲或用移液器吸排数次,防止气泡影响透射。

4.2 校零与空白测定

  1. 在仪器主菜单选择测定模式(如“Abs”)。

  2. 将空白液装入比色皿,放入参比位或样品位。

  3. 关闭样品舱盖,点击“Blank”或“Set Zero”。

  4. 屏幕显示“Blank Done”或吸光度 A=0.000,即完成空白校正。

4.3 样品测定

  1. 取出空白池,放入样品池。

  2. 输入或确认目标波长(如 260 nm、280 nm、600 nm 等)。

  3. 点击“Measure Sample”或“Read”。

  4. 仪器显示吸光度、透射率或浓度结果。

  5. 若有多样品,逐一测定并记录。

4.4 结果保存与导出

  • 测定后可选择“Save”将数据存入内部存储或 USB。

  • 亦可打印或导出为 CSV 文件,方便后续分析。


五、核酸样品测定步骤

5.1 测定原理

核酸在 260 nm 波长吸收最强,利用吸光度可计算浓度并评估纯度。
BioMate 提供 DNA、RNA、寡核苷酸模式,可自动完成 260/280 比值运算。

5.2 操作流程

  1. 选择“BioTest → DNA/RNA”测定模式。

  2. 用纯水或 TE 缓冲液装入空白池,执行空白校正。

  3. 将样品置入池中,确保液面平稳。

  4. 仪器自动测 260、280、230 nm 吸光度并显示结果。

  5. 屏幕输出浓度、A260/A280、A260/A230 三项指标。

  6. 若需保存数据,点击“Save”或“Print”。

5.3 注意事项

  • A260/A280≈1.8(DNA)或 2.0(RNA)表示纯度良好。

  • 若 A260>1.5,建议稀释重测以保证线性。

  • 池材质应为石英,以确保紫外透光。


六、蛋白质样品测定步骤

6.1 直接紫外法

  1. 选择“Protein A280”模式。

  2. 用相应缓冲液作空白。

  3. 测量样品吸光度,仪器根据吸收系数计算浓度。

  4. 若未知系数,可输入经验值(一般 1 mg/mL ≈ 1 A280)。

6.2 比色法(Bradford、BCA、Lowry)

  1. 在试管或孔板中制备一系列标准浓度蛋白溶液。

  2. 加入比色试剂,混匀后反应(保持温度与时间一致)。

  3. 以空白样品校零。

  4. 依次测量标准组和未知样组吸光度(一般波长 595 nm 或 562 nm)。

  5. 仪器自动生成标准曲线,并计算未知样浓度。

6.3 校验

  • 检查 R² 值,线性应大于 0.995。

  • 若超出曲线范围,稀释样品重新测定。


七、细胞生长曲线与 OD 测定

7.1 原理

OD600(或特定波长)用于反映细胞悬液的浊度,与细胞密度成正比。

7.2 操作步骤

  1. 选择“Cell Growth”模式。

  2. 以培养基作空白。

  3. 将培养样品加入池中,混匀避免沉降。

  4. 测定吸光度(OD600)。

  5. 若连续监测,定时记录结果绘制生长曲线。

7.3 注意事项

  • 测量后及时清洗池,避免残留培养物。

  • 对高 OD 样品应稀释至 0.1–1.0 区间。

  • 同批样品应使用相同池、相同路径以保持一致性。


八、化学与比色反应测定步骤

8.1 单波长终点法

  1. 选择“Abs”或“Concentration”模式。

  2. 在设定波长(如 510 nm)处校零。

  3. 反应完成后立即测样。

  4. 若使用标准曲线,可自动计算未知浓度。

8.2 动力学连续测定

  1. 选择“Kinetics”模式。

  2. 输入波长、采样间隔与总测定时间。

  3. 加样后立即启动“Start”。

  4. 仪器自动记录吸光度随时间变化。

  5. 结果显示曲线及初始速率(ΔA/min)。

8.3 典型应用

  • 酶活性测定(如 NADH 在 340 nm 的变化)。

  • 化学反应速率研究。

  • 药物降解或配位反应动力学分析。


九、标准曲线测定步骤

9.1 原理

标准曲线通过测定一系列已知浓度标准品的吸光度,建立浓度与吸光度线性关系,用于未知样定量。

9.2 操作步骤

  1. 选择“Concentration – Standard Curve”模式。

  2. 输入标准样浓度序列(如 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg/mL)。

  3. 逐一测定各标准样的吸光度。

  4. 仪器自动生成 A–C 曲线,显示方程 A=kC+bA = kC + bA=kC+b。

  5. 测定未知样品,自动计算浓度。

  6. 检查 R² 值确认线性良好。

9.3 注意事项

  • 标准样应新鲜配制并充分混匀。

  • 吸光度应分布于 0.1–1.0 之间。

  • 若低浓度点偏差大,可适度增加测量次数取平均。


十、光谱扫描测定步骤

10.1 全谱扫描

  1. 选择“Scan”模式。

  2. 设定起止波长(如 200–800 nm)、步进间隔(1 nm 或更小)。

  3. 以空白校零后启动扫描。

  4. 仪器绘制吸收曲线并自动标注峰值 λmax。

10.2 差谱与多波长测定

  • 选择“Multi-Wavelength”模式。

  • 输入多个波长值(如 230、260、280、320 nm)。

  • 仪器同时输出各波长吸光度及比值结果。

10.3 数据应用

  • 用于确定化合物吸收峰位置。

  • 判断样品纯度与结构变化。

  • 选择合适波长用于后续定量。


十一、数据记录结果输出

11.1 数据存储

测定结束后可选择:

  • 内部存储:保存至仪器文件夹。

  • USB 导出:生成 CSV 或 TXT 格式文件。

  • 网络导出:通过以太网或 Wi-Fi 上传。

11.2 打印与报告

若配备打印机,可直接打印报告,内容包括:

  • 仪器型号与日期

  • 波长与吸光度

  • 浓度计算结果

  • 比值分析与统计数据

  • 操作者签名

11.3 数据审核

核对稀释倍数、波长设置及空白信息;若吸光度异常或负值,需重新校零或更换样品。


十二、质量控制与重复性检测

12.1 校准与验证

  • 每周检查波长准确性:使用标准滤光片或校准溶液。

  • 每月检测光度线性:测不同吸光度标准液。

  • 定期验证基线漂移与噪声水平,确保稳定。

12.2 重复性实验

  • 对同一样品重复测定 3–5 次,计算标准偏差。

  • RSD ≤ 2% 为良好重复性。

12.3 标准操作记录

记录所有实验条件:温度、池光程、稀释倍数、测定模式、波长、时间等,确保可追溯性。


十三、常见问题及对策

问题原因解决方法
吸光度漂移灯源未稳定预热 10 分钟后测定
空白无法设定池污染或溶液浑浊清洗池、重新配制空白
样品吸光度超标浓度太高稀释样品或使用短光程池
测定重复性差样品未混匀混匀后迅速测定
曲线线性差标准制备误差重新配制标准溶液
波长异常光栅偏移执行波长校正或维护

十四、安全与保养要点

  1. 测量结束后关闭光源,避免灯泡过度使用。

  2. 清洁样品舱,防止液体溅入内部光学系统。

  3. 长期不使用时,拔掉电源插头并覆盖防尘罩。

  4. 每半年进行一次全面维护,包括光学检查、电子检测及灯源更换。

  5. 所有操作人员应接受培训,熟悉各模式操作及安全注意事项。


十五、实例化流程举例

以下以“测定酶促反应速率”为例,说明完整操作步骤:

  1. 准备阶段

    • 仪器预热 15 分钟;

    • 设定波长 340 nm;

    • 使用缓冲液为空白校零。

  2. 实验执行

    • 在比色皿中加入反应体系(底物 + 缓冲液 + 酶);

    • 立即放入样品架并启动测量;

    • 仪器记录吸光度随时间变化曲线。

  3. 结果处理

    • 软件自动计算 ΔA/min;

    • 根据摩尔消光系数 ε 换算反应速率;

    • 输出图表与数值报告。

此类流程可扩展到其他测定,如 DNA 纯度检测或细胞 OD600 测量,只需更改波长与模式。