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赛默飞分光光度计Evolution实验指南

赛默飞 Thermo Scientific Evolution 系列分光光度计是一款高性能的紫外–可见光分析仪器,广泛应用于生命科学、药物分析、环境检测及化学研究领域。

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一、概述

赛默飞 Thermo Scientific Evolution 系列分光光度计是一款高性能的紫外–可见光分析仪器,广泛应用于生命科学、药物分析、环境检测及化学研究领域。
它采用双光束光学系统与高精度光栅,具有波长准确、扫描速度快、信噪比高等优点,能够进行吸光度测定、浓度计算、光谱扫描及反应动力学分析等多项实验任务。

为确保实验结果的准确性与可重复性,使用前必须熟悉仪器的结构、软件操作及标准化实验流程。


二、仪器组成与功能简介

2.1 光学系统

Evolution 系列采用双光束结构,光源经分光后同时照射样品与参比光路,通过检测器同步采集信号以消除光源波动误差。

  • 波长范围:190 nm – 1100 nm

  • 带宽:1.0 nm

  • 光源氙灯(部分型号采用氘灯与钨灯组合)

  • 检测器高灵敏度硅光二极管阵列

2.2 控制与软件系统

配套使用 Insight / Insight Pro 软件,可完成波长设定、扫描控制、标准曲线建立、数据存储与结果计算等操作。
主要功能模块包括:

  • Fixed(固定波长):单波长吸光度/透射率测定;

  • Scan(光谱扫描):绘制样品吸收曲线;

  • Quant(定量分析:建立标准曲线计算样品浓度;

  • Kinetics(动力学):监测反应速率或酶活性变化;

  • Multi-Cell:多样比色皿架自动测定模式。


三、实验前准备

3.1 环境条件

  • 温度控制在 20 – 25 ℃,相对湿度 45% – 60%;

  • 避免阳光直射与强烈振动;

  • 电源 AC 220 V ± 10%,接地良好;

  • 远离酸碱性气体、挥发性溶剂或粉尘环境。

3.2 仪器检查

  1. 确认电源线与通信线连接牢固;

  2. 打开电源,仪器自检后进入待机状态;

  3. 打开配套软件,检查设备连接状态是否正常;

  4. 样品舱干净、比色皿架无灰尘;

  5. 预热光源 10 – 15 分钟,使光强稳定。

3.3 比色皿与样品准备

  • 比色皿类型:石英比色皿(紫外区)、玻璃比色皿(可见区);

  • 光程:10 mm (标准),特殊需求可选 5 mm 或 1 mm;

  • 清洁要求:清洗后用无绒纸擦干,外壁无指纹与水珠;

  • 样品状态:溶液应澄清透明、无悬浮物或气泡;

  • 空白溶液:与样品溶剂一致,用于基线校正。


四、实验模式选择与操作流程

4.1 固定波长吸光度测定(Fixed Mode)

应用场景:测定特定波长下样品的吸光度或透射率,如蛋白质 Bradford 法、染料浓度分析等。

步骤:

  1. 打开 Insight 软件,选择 “Fixed Mode”;

  2. 设置波长(如 595 nm 或 260 nm),选择光度单位(A 或 %T);

  3. 进行空白校正:

    • 将空白液放入比色皿架;

    • 点击 “Blank” 完成校正;

  4. 取出空白液,换入样品;

  5. 点击 “Measure” 执行测定,软件显示吸光度值;

  6. 若测多样,可逐一替换比色皿并记录结果;

  7. 测定完成后保存数据文件。

注意事项:

  • 样品吸光度建议控制在 0.1 – 1.0 A;

  • 若吸光度超过 2.0 A,应稀释样品;

  • 每批测定前都需重新做空白校正。


4.2 光谱扫描测定(Scan Mode)

目的:绘制样品在不同波长下的吸收曲线,确定最大吸收峰 λmax。

步骤:

  1. 选择 “Scan Mode”;

  2. 设定起始波长与终止波长(如 200 – 800 nm),步长 1 nm;

  3. 执行空白校正;

  4. 放入样品比色皿并点击 “Start Scan”;

  5. 扫描过程中软件实时绘制吸收曲线;

  6. 扫描完成后自动标注 λmax 与峰值吸光度;

  7. 可保存光谱图或导出为数据表。

结果分析:

  • 主峰位置反映分子吸收特征;

  • 若出现多峰或肩峰,说明样品中可能含杂质或结构差异;

  • λmax 位置可用于后续定量分析波长选择。


4.3 定量测定(Quant Mode)

目的:建立标准曲线,通过吸光度求样品浓度。

实验设计:

  • 制备一系列已知浓度标准溶液(至少 5 组);

  • 吸光度应覆盖线性范围(0.1–1.0 A)。

步骤:

  1. 打开 Quant 模式,选择“新建方法”;

  2. 输入波长 λmax 或实验规定波长;

  3. 选择“多点校准”方式,输入标准浓度与测得吸光度;

  4. 软件自动拟合直线 A = aC + b,并计算相关系数 R²;

  5. 执行空白校正后测定未知样品;

  6. 程序自动计算浓度并输出结果表。

结果判断:

  • 线性方程 R² ≥ 0.995 为理想;

  • 若偏离线性范围,应调整浓度或波长;

  • 测定重复三次取平均值。


4.4 动力学测定(Kinetics Mode)

用途:测定化学或酶反应速率。

步骤:

  1. 选择 “Kinetics” 模式;

  2. 设置固定波长(如 340 nm 或 405 nm)、总测定时间(如 300 s)与采样间隔(如 1 s);

  3. 放入空白液进行校正;

  4. 加入底物与酶溶液后立即放入样品舱;

  5. 点击 “Start” 开始测定;

  6. 仪器自动记录 A–t 曲线;

  7. 软件根据线性区段计算 ΔA/min 并输出速率常数或酶活性值。

注意事项:

  • 加样后操作应迅速,以减少反应延迟;

  • 温度需恒定,以避免速率漂移;

  • 可启用“预延时”功能用于稳定基线。


五、数据处理与报告生成

5.1 数据保存与导出

测定完成后点击“保存”按钮,文件可存入本地磁盘或 USB 设备。
支持 CSV、TXT、PDF 等格式,可导入 Excel、Origin 或实验室信息管理系统 (LIMS)。

5.2 图表与报告

软件可自动生成:

  • 吸光度表格;

  • 光谱扫描曲线;

  • 标准曲线方程及 R² 值;

  • 动力学变化曲线。

报告内容通常包括:样品名称、编号、波长、测定模式、结果数值、实验日期、操作人。


六、实验质量控制

6.1 仪器校准

  • 波长准确度:使用钬滤光片或钕玻璃检测,偏差 ≤ ±0.3 nm;

  • 光度准确度:使用中性密度滤片,偏差 ≤ ±0.005 A;

  • 重复性:同一样品重复测定 3 次,标准偏差 ≤ 0.003 A。

6.2 空白与标准样控制

  • 每批实验均应测定空白样品;

  • 每日检测前测定标准溶液以确认仪器稳定性。

6.3 数据重复验证

对关键样品应测定三次取平均,并计算标准偏差与变异系数。


七、常见问题与处理

现象可能原因处理措施
吸光度波动大光源未稳定、比色皿有气泡预热光源、重新装样除泡
基线漂移环境温差或光窗污染控制温度、清洁光窗
吸光度偏高比色皿未对齐、样品过浓调整放置方向、稀释样品
λmax 偏移波长校准误差重新执行波长校准
无信号光路遮挡或比色皿放反检查光路、正确放置比色皿
软件无法识别仪器通讯线松动、驱动错误重新连接或重启软件

八、安全与维护要点

8.1 安全操作

  • 实验过程中避免强光直视样品舱;

  • 更换灯源或内部部件时必须切断电源;

  • 避免溶液溅入样品舱或电子接口;

  • 使用完毕后及时擦拭仪器表面。

8.2 日常保养

  • 样品舱保持干燥清洁;

  • 每次使用后用镜头纸擦拭光窗;

  • 定期检查风扇与通风口是否堵塞;

  • 每半年进行波长与光度校准一次;

  • 光源寿命到期后及时更换。


九、实验实例

实例 1:蛋白质浓度测定(Bradford 法)

  1. 模式:Quant Mode;

  2. 波长:595 nm;

  3. 制备标准蛋白溶液 (0 – 1 mg/mL);

  4. 测定吸光度并建立标准曲线;

  5. 测未知样品吸光度并代入方程求浓度;

  6. 若 R² ≥ 0.999 说明线性良好。

实例 2:DNA 纯度测定

  1. 模式:Fixed Mode;

  2. 波长:230 nm、260 nm、280 nm;

  3. 空白:蒸馏水;

  4. 测 A260/A280 比值,理想值 ≈ 1.8 表明纯度良好。

实例 3:化学反应动力学

  1. 模式:Kinetics Mode;

  2. 波长:405 nm;

  3. 测定吸光度随时间变化曲线;

  4. 取初始线性区段计算 ΔA/min 或速率常数。


十、实验后处理

  1. 实验结束后关闭软件、退出操作界面

  2. 清洗比色皿,擦干存入干燥器;

  3. 擦拭仪器外壳与样品舱;

  4. 关闭电源并盖上防尘罩;

  5. 记录实验日志:日期、实验类型、样品数量、异常情况。


十一、实验优化与技巧

  • 光谱区选择:核酸检测选 260 nm 附近;蛋白质 280 nm ;染料类 400 – 700 nm。

  • 光程控制:浓度过高时可用短光程比色皿。

  • 温度管理:反应类实验应保持恒温。

  • 多样测定:可利用自动多槽比色架提高效率。

  • 背景修正:启用“Baseline Correction” 功能以提高精度。