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赛默飞分光光度计BioMate参数设置

赛默飞(Thermo Scientific)BioMate 系列分光光度计是一种智能型紫外–可见光光谱分析仪,适用于生物化学、分子生物学、制药、食品和环境分析等多个实验领域。

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一、概述

赛默飞(Thermo Scientific)BioMate 系列分光光度计是一种智能型紫外–可见光光谱分析仪,适用于生物化学、分子生物学、制药、食品和环境分析等多个实验领域。
仪器内置多种功能模块,其测量精度与稳定性在很大程度上取决于参数设置的正确性。
合理的参数设定不仅确保结果的准确性,还能优化测定效率、延长设备寿命。本文将系统阐述 BioMate 的主要参数设置方法及应用技巧。


二、系统参数设置

2.1 系统初始化

仪器开机后自动执行自检。自检结束后进入主界面,应首先完成以下基本设定:

  1. 语言选择:中英文切换,以确保操作菜单与结果输出的可读性。

  2. 日期与时间:用于数据标识和报告打印。

  3. 屏幕亮度与对比度:根据实验室光照调节。

  4. 打印机与输出端口选择:USB、以太网或内置打印机输出。

  5. 自动关机/待机时间:可设置 10–60 分钟无操作后自动待机。

2.2 光源与波长校准

  • 光源类型:BioMate 采用氙灯或氘/钨灯组合。启动时自动选择光源;用户可在“Lamp Control”中设定是否常亮或按需启用。

  • 波长校准:建议每周执行一次波长验证。仪器可使用内置标准(汞灯或铽滤光片)校正。用户可手动运行“Wavelength Calibration”。

  • 光度校正:通过标准滤光片或吸收标准液体检查线性关系。

2.3 单位与显示设置

可选择以下参数显示方式:

  • 吸光度 (Abs)透射率 (%T)

  • 浓度单位:μg/mL、mg/mL、mmol/L、OD、或自定义单位。

  • 时间单位:s、min。

  • 温度单位:℃ 或 ℉。


三、光谱测定参数设置

3.1 波长设置

  • 单波长模式:输入固定波长(如 260 nm、600 nm)。适用于核酸定量、细胞浊度测定。

  • 多波长模式:输入 2–6 个波长值,可计算比值(A260/A280)或差值。

  • 扫描模式:输入起始与终止波长(190–1100 nm)及步长(0.5–5 nm)。

3.2 带宽(Spectral Bandwidth)

带宽决定光谱分辨率与光能量:

  • 常规测定:2 nm。

  • 高分辨率扫描:1 nm。

  • 高灵敏度检测:适度增宽至 4 nm,提高信号强度。

3.3 扫描速度

扫描速度影响采样精度:

  • 快速模式:用于样品筛查。

  • 中速模式:平衡速度与分辨率。

  • 慢速模式:精密研究或谱线分析。

3.4 数据平滑与积分时间

  • 平滑参数:通常设 3–7 点移动平均,以降低噪声。

  • 积分时间:控制每个波长的采样时间。一般 0.2–1 s,可根据样品透明度调整。

3.5 样品通道设置

若配有多池位样品架,应设定测量顺序:

  • 手动:由操作者逐样测定。

  • 自动:按设定顺序测量并记录。
    系统可为每个池位分配样品编号,方便后续分析。


四、浓度模式参数设置

4.1 测定方式选择

在主界面选择“Concentration Mode”,可进入以下三种方式:

  1. Factor Method(系数法):输入吸收系数或转换因子(K),仪器自动根据 A×K 计算浓度。

  2. Standard Curve(标准曲线法):输入标准样浓度序列,测得吸光度后拟合方程。

  3. Linear Regression(线性回归法):自动计算斜率、截距、R² 并保存方程。

4.2 参数输入

  • 波长(单一或多波长)。

  • 浓度单位与小数位数。

  • 样品编号与批次信息。

  • 稀释倍数(Dilution Factor),仪器自动计算最终结果。

4.3 校正与验证

测定前需进行“Blank”校零;标准曲线拟合后应检查残差与 R²。
可选择线性、一阶或二阶拟合,适用于不同反应体系。


五、动力学测定参数设置

5.1 测定原理

动力学模块记录吸光度随时间变化,用于酶活性、反应速率等研究。

5.2 参数设定

  1. 波长:选取目标吸收峰(如 NADH 340 nm)。

  2. 采样间隔:1–30 秒可调,常设 10 秒。

  3. 总测定时间:1–9999 秒,可根据反应速率设定。

  4. 显示模式:可选择曲线(A–t 图)或表格。

  5. 平滑设置:可启用 5 点平均算法,提高曲线平滑度。

  6. 温控设置:如使用 Peltier 池架,设定反应温度(20–60 ℃)。

5.3 数据处理

仪器可自动计算初始速率(ΔA/min),并输出线性拟合方程。
若样品多,可启用“Batch Kinetics”批量模式,实现多池位同步监测。


六、核酸与蛋白质测定参数设置

6.1 核酸(DNA/RNA)参数

  1. 波长选择:260、280、230 nm。

  2. 稀释倍数:输入样品稀释系数(如 20 倍)。

  3. 模式选项:DNA、RNA 或 Oligo。

  4. 计算系数:

    • dsDNA:50 μg/mL/OD

    • ssDNA:33 μg/mL/OD

    • RNA:40 μg/mL/OD

  5. 输出内容:浓度、A260/A280、A260/A230。

6.2 蛋白质参数

直接法(A280)

  • 波长:280 nm(参考 320 nm)。

  • 吸收系数:默认 1 mg/mL = 1 A280,可手动修改。
    比色法(Bradford/BCA/Lowry)

  • 波长:595、562 或 750 nm。

  • 标准曲线点数:3–10 个。

  • 拟合方式:线性或二次。

  • 输出:样品浓度、R²、斜率、截距。


七、光度与温控参数设置

7.1 光度范围

BioMate 光度范围一般为 −3.0 至 +3.0 A。
可根据实验需求设定“光度上限报警”,当超出范围时自动提示或停止测定。

7.2 噪声与基线补偿

  • 可开启“Baseline Correction”功能,自动扣除背景噪声。

  • 高精度测定可启用“Dark Current Correction”以校正探测器暗电流。

7.3 温度控制参数

若安装恒温附件,可通过“Temperature Control”菜单设置:

  • 设定温度范围:20–60 ℃。

  • 升温速率:0.5–2 ℃/min。

  • 温度稳定判定时间:30–60 s。
    此设置在蛋白变性、酶反应研究中尤为关键。


八、数据处理与输出参数

8.1 数据格式

输出内容可包含:

  • 样品编号

  • 波长

  • 吸光度或浓度

  • 稀释倍数

  • 计算公式与系数

  • 时间与温度记录

8.2 保存选项

  • 内部存储容量约 5000 组数据。

  • USB 导出格式:CSV、TXT、或 PDF 报告。

  • 可设定文件命名规则(日期+编号)。

8.3 打印参数

  • 报告版式:简要或完整模式。

  • 单份/多份打印。

  • 是否包含曲线图、统计表、比值分析。

8.4 曲线与图形显示

  • 光谱扫描可设置 Y 轴范围(0–3A)与平滑等级。

  • 动力学曲线可添加坐标点标注。

  • 支持自动缩放与光谱叠加比较。


九、标准验证与维护参数

9.1 校准周期

  • 波长准确性:每月验证一次。

  • 光度线性:每三个月验证一次。

  • 噪声与漂移:半年检查一次。

9.2 用户权限与锁定

可设管理员与普通用户权限:

  • 管理员可修改系统参数与校准设置。

  • 普通用户仅可执行测定与导出操作。
    该功能在质量管理体系实验室中非常重要。

9.3 参数备份

可在系统菜单中选择“Parameter Backup”,将所有设定导出至 USB,以防数据丢失。


十、应用举例:标准参数模板

以下为几种典型测定模板供参考:

10.1 DNA 测定模板

  • 模式:BioTest – DNA

  • 波长:260/280/230 nm

  • 稀释倍数:20×

  • 系数:50 μg/mL/OD

  • 输出:浓度 + A260/A280 比值

10.2 蛋白质 Bradford 法模板

  • 模式:Concentration – Standard Curve

  • 波长:595 nm

  • 标准点:0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 mg/mL

  • 拟合:线性回归

  • 输出:浓度 + R²

10.3 酶动力学模板

  • 模式:Kinetics

  • 波长:340 nm

  • 采样间隔:10 s

  • 总时间:300 s

  • 温度:25 ℃

  • 输出:ΔA/min + 曲线图

10.4 光谱扫描模板

  • 模式:Spectrum Scan

  • 范围:200–800 nm

  • 步长:1 nm

  • 扫描速度:中速

  • 平滑:5 点平均

  • 输出:光谱曲线 + λmax


十一、参数设置中的常见问题与优化建议

问题可能原因解决与优化
吸光度超限样品浓度过高稀释样品或缩短光程
曲线噪声大带宽过窄、积分时间过短增大带宽或延长积分时间
线性偏差标准点数量不足增加浓度梯度点数
波长偏移校准未执行运行波长校准程序
动力学曲线不平滑采样间隔过长缩短采样间隔并启用平滑
温控不稳定温差过大或未稳态测定延长恒温预平衡时间