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赛默飞分光光度计BioMate使用步骤

赛默飞(Thermo Scientific)BioMate 系列分光光度计是一种高精度、多功能的紫外–可见光吸收分析仪器。它适用于核酸、蛋白质、细胞悬液、化学反应以及材料溶液等样品的光学测定。
正确掌握使用步骤,是确保测量准确性、避免系统误差与延长仪器寿命的关键。

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一、概述

赛默飞(Thermo Scientific)BioMate 系列分光光度计是一种高精度、多功能的紫外–可见光吸收分析仪器。它适用于核酸、蛋白质、细胞悬液、化学反应以及材料溶液等样品的光学测定。
正确掌握使用步骤,是确保测量准确性、避免系统误差与延长仪器寿命的关键。

本指南详细介绍从准备到数据输出的全流程操作,涵盖标准模式、预设程序、数据存储及注意事项,可作为教学与实验室操作规范的参考。


二、使用前准备

2.1 环境要求

  • 温度:20–25 ℃;湿度 ≤70%。

  • 光照:避免阳光直射或强光照入样品室。

  • 震动:仪器应放置在坚固平稳的实验台上。

  • 电源:220 V±10%,接地良好,配稳压电源更佳。

2.2 仪器外观检查

  1. 检查电源线、USB 接口、打印机连接是否牢固;

  2. 样品舱内应无尘、无液体残留;

  3. 比色皿、光窗和反射镜保持清洁透明;

  4. 确认比色皿架安装正确,无晃动或卡滞。

2.3 开机与预热

  1. 打开电源开关,仪器自动启动自检程序;

  2. 屏幕显示品牌标识后,系统检查光源、光栅和检测器;

  3. 自检通过后进入主菜单;

  4. 预热 10–15 分钟,使氙灯或氘灯稳定。


三、主界面认识

BioMate 采用触控式彩色显示界面,菜单简洁直观。
主界面通常包含以下功能区:

  • Abs/Trans:单波长吸光度或透射率测量;

  • Concentration:浓度计算(系数或标准曲线法);

  • Kinetics:时间扫描与反应速率测定;

  • Spectrum:全波长扫描,生成光谱图;

  • BioTest:内置核酸、蛋白、细胞生长等生命科学程序;

  • Utilities:系统设置、打印、数据管理

用户可根据实验需求选择相应模块进入操作界面


四、基础测量模式的使用步骤

(一)单波长吸光度测量

  1. 进入模式:选择“Abs/Trans”。

  2. 设定波长:输入目标波长(如 260 nm 或 600 nm)。

  3. 设置单位:可切换为吸光度(A)或透射率(%T)。

  4. 装入空白:将溶剂或参比液注入比色皿,放入样品室。

  5. 校零:点击“Blank”键,系统设定零点。

  6. 测量样品:更换比色皿为样品液,关闭盖子,按“Measure”。

  7. 读取数据:仪器显示吸光度或透射率值。

  8. 保存与导出:可保存至内部存储或 USB。

此模式适用于单组样品的快速定量分析,如蛋白浓度测定或溶液颜色强度比较。


(二)浓度测量模式

BioMate 提供三种计算方式:系数法、单点法、标准曲线法

1. 系数法(Factor Method)

  1. 选择“Concentration”;

  2. 设定波长;

  3. 输入吸收系数 K;

  4. 设定浓度单位(mg/mL、μg/mL、mmol/L 等);

  5. 校零后测样;

  6. 仪器自动计算浓度 = 吸光度 × 系数。

适用于标准吸收系数已知的物质,如 NADH、BSA。

2. 单点校准法(Single Standard)

  1. 输入标准样品浓度;

  2. 测量标准吸光度;

  3. 系统自动计算系数;

  4. 测未知样,自动计算浓度。

3. 标准曲线法(Multi-Standard)

  1. 设定波长(如 595 nm);

  2. 输入标准浓度序列;

  3. 依次测量各标准溶液吸光度;

  4. 系统生成标准曲线并显示方程;

  5. 测未知样,自动计算结果并显示线性相关系数 R²。

该方法适用于比色反应或溶液定量,如 Bradford、BCA 蛋白法。


(三)动力学(Kinetics)模式

用于监测反应随时间变化的吸光度曲线。

  1. 选择“Kinetics”;

  2. 设定波长(如 340 nm);

  3. 设定采样间隔(如 5 s)与总时间(如 300 s);

  4. 选择显示方式(曲线或表格);

  5. 插入空白比色皿,校零;

  6. 启动测量后加入酶或底物;

  7. 仪器实时记录 A–t 曲线并计算初速率(ΔA/min)。

常用于酶动力学、氧化还原反应或药物降解速率研究。


(四)光谱扫描模式

适合研究化合物吸收峰或确定 λmax。

  1. 选择“Spectrum”;

  2. 设定起始波长与终止波长(如 200–800 nm);

  3. 设定步进间隔(0.5–5 nm)与扫描速度;

  4. 以空白液校零;

  5. 测样,系统自动扫描全谱并绘制曲线;

  6. 可通过指针读取峰值波长及吸光度;

  7. 保存或打印光谱。


(五)生物样品测定(BioTest)

BioMate 内置专用生物学程序,包括 DNA、RNA、蛋白质及细胞生长曲线分析。

1. DNA/RNA 测定

  1. 选择“BioTest → Nucleic Acids”;

  2. 输入样品稀释倍数;

  3. 自动检测 260、280、230 nm 吸光度;

  4. 计算浓度及 A260/A280、A260/A230 比值;

  5. 判断纯度(DNA≈1.8、RNA≈2.0)。

2. 蛋白质测定

  1. 选择“Protein”;

  2. 设定方法(A280、Bradford、BCA 等);

  3. 根据提示测定空白与样品;

  4. 自动输出蛋白浓度。

3. 细胞生长监测

  1. 选择“Cell Growth”;

  2. 设定波长(600 nm);

  3. 测量细胞悬液 OD 值;

  4. 绘制生长曲线,评估对数期与稳定期。


五、数据保存与输出

5.1 内部保存

  • 测定后点击“Save”;

  • 系统自动生成文件编号和日期;

  • 可在“Data Manager”中查看、重命名、删除或导出。

5.2 USB 导出

  • 插入 U 盘;

  • 选择“Export”;

  • 输出格式可选 CSV、TXT、PDF;

  • 数据可导入电脑进行后续分析或打印。

5.3 打印功能

若连接打印机,可直接打印测定报告:

  • 吸光度或浓度表格;

  • 光谱图或动力学曲线;

  • 标准曲线与方程信息。


六、操作注意事项

6.1 样品与比色皿

  • 使用石英比色皿进行紫外测定(190–350 nm);

  • 使用光学玻璃比色皿进行可见光测定(350–800 nm);

  • 每次加样体积一致,避免液面高度差异;

  • 不同样品使用不同比色皿或彻底清洗后再用。

6.2 空白设定

  • 空白液应与样品溶剂完全一致;

  • 每次更换试剂体系应重新校零;

  • 若长期测试多个样品,建议定期复测空白。

6.3 仪器稳定性

  • 测定前预热光源;

  • 若连续工作超过 4 小时,建议间歇休息 10 分钟;

  • 检测结束后及时关闭光源,延长灯寿命。

6.4 避免污染

  • 样品舱内严禁滴液或存放试剂瓶;

  • 若溶液溅入舱内,应立即擦干并用乙醇清洁。


七、测定后的处理与维护

7.1 数据记录

  • 每次测定结束后记录波长、吸光度、样品编号、稀释倍数及操作者;

  • 形成实验日志,便于追溯。

7.2 仪器清洁

  1. 使用干净无绒布擦拭外壳;

  2. 光学窗口可用无水乙醇轻拭;

  3. 清除样品舱内灰尘与残液。

7.3 光源维护

  • 光源寿命到期或亮度减弱时应更换;

  • 记录更换日期;

  • 更换后执行波长与光度校准程序。

7.4 存放与防护

  • 长期不使用时关闭电源,盖上防尘罩;

  • 存放在干燥通风处;

  • 每月通电运行 10 分钟以防潮。


八、常见问题及解决方法

现象可能原因解决方法
吸光度不稳定光源未预热、样品有气泡预热 15 分钟、去除气泡
基线漂移灯老化、环境温差大更换灯源、保持恒温
无光信号比色皿未放好、灯未点亮重新放置比色皿、检查灯源状态
波长偏移光栅错位或污染执行自动校准或清洁光路
测量误差大样品浑浊或稀释倍数错误重新制样并核对稀释比例
软件卡顿文件太多或U盘异常清理存储空间或更换U盘

九、使用示范实例

实例 1:测定 DNA 浓度与纯度

  1. 模式:BioTest → DNA。

  2. 稀释倍数:20×。

  3. 校零:使用 TE 缓冲液。

  4. 测样:放入样品比色皿,点击“Measure”。

  5. 结果:显示 A260/A280、A260/A230 比值与浓度。

  6. 输出:保存为 CSV 文件或打印报告。

实例 2:测定酶反应速率

  1. 模式:Kinetics。

  2. 波长:340 nm;采样间隔:10 s;时间:180 s。

  3. 校零:以空白溶液校正。

  4. 反应:加入底物后立即启动测量。

  5. 结果:系统自动计算 ΔA/min。

实例 3:光谱扫描分析

  1. 模式:Spectrum。

  2. 范围:200–800 nm;步长:1 nm。

  3. 扫描:测得曲线并标记 λmax。

  4. 应用:确定化合物吸收峰,用于后续定量。


十、安全操作须知

  1. 避免直视光源:紫外光对眼睛有伤害。

  2. 切勿擅自拆机:光学系统精密,非工程师不得开启。

  3. 防溶液腐蚀:操作时防止酸碱溅入仪器内部。

  4. 使用防护措施:必要时佩戴防护眼镜和手套。

  5. 断电维护:清洁、换灯或调整前务必切断电源。


十一、标准操作流程汇总(SOP)

阶段操作要点
1. 环境检查保持干燥、稳定、清洁
2. 开机自检仪器通过自检后方可操作
3. 预热灯源等待 10–15 分钟
4. 模式选择根据实验目标选择程序
5. 参数设置输入波长、采样间隔、单位等
6. 空白校零用参比液设定基准
7. 样品测定依次放样、记录结果
8. 数据处理保存、导出或打印
9. 清洁维护擦拭比色皿与样品舱
10. 关机存放关闭灯源、电源,盖防尘罩

执行以上 10 步,可确保实验数据准确、操作高效。


十二、延伸操作与系统维护建议

  1. 多池位操作:若配有 6 位或 8 位池架,可批量测定;系统自动切换样品位,适合教学或高通量实验

  2. 温控附件使用:对于温度敏感反应(如蛋白变性),可在菜单中设定 25–60 ℃ 控温,保持反应一致性。

  3. 定期校准:每月执行波长与光度校准,每半年检测噪声与线性。

  4. 软件更新:定期安装厂家发布的固件,保持最佳性能。

  5. 实验记录规范化:保存日期、模式、波长、吸光度、浓度与操作者,形成完整数据档案。