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分光光度計(jì)的特點(diǎn)與保養(yǎng)維護(hù)
分光光度計(jì)的特點(diǎn)
*的雙光路、雙光束光學(xué)系統(tǒng),儀器分辨率更高,雜散光更低,穩(wěn)定性、可靠性更強(qiáng),分析更加準(zhǔn)確采用320*240位點(diǎn)陣式高亮6 ”液晶顯示器,顯示清晰,信息完備*的長光程光路設(shè)計(jì),使儀器分辨率更高,尤其適合微量測試強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能,使測試結(jié)果能得到充分的應(yīng)用,用戶編輯更為簡單快捷
采用懸架式光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì),整體光路獨(dú)立固定在16mm厚的鋁制無變形基座上,底板的變形和外界的震動(dòng)對(duì)光學(xué)系統(tǒng)不產(chǎn)生任何影響,從而大大提高了儀器的穩(wěn)定性和可靠性采用同步正弦機(jī)構(gòu),波長準(zhǔn)確度高,重復(fù)性好采用ARM系統(tǒng)0.1/0.2/0.5/1.0/2.0/4.0六檔光譜帶寬自動(dòng)可選,滿足不同用戶的測量需求24位高速、高精度A/D轉(zhuǎn)換,儀器精度更高、反應(yīng)速度更快主要元件采用進(jìn)口配置,使儀器雜散光更低、穩(wěn)定性、可靠性更強(qiáng)功能更加強(qiáng)大,主機(jī)可獨(dú)立完成光度測量、定量測量、光譜掃描、動(dòng)力學(xué)、DNA/蛋白質(zhì)測試,多波長測試及數(shù)據(jù)打印等功能充分考慮不同用戶的使用習(xí)慣,本系列儀器都標(biāo)配元析公司光譜掃描軟件,聯(lián)機(jī)操作時(shí),除能實(shí)現(xiàn)主機(jī)的所有測試功能外,還可實(shí)現(xiàn)更為強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能,并且使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)達(dá)到無限
■儀器指標(biāo)
型號(hào)UV-9000波長范圍190-900nm光譜帶寬0.1/0.2/0.5/1.0/2.0/4.0nm六檔可選波長準(zhǔn)確度±0.1nm(D2 656.1nm), ±0.3nm全區(qū)域波長重復(fù)性≤0.1nm
光度準(zhǔn)確度
±0.2%T光度重復(fù)性≤0.1%T雜散光≤0.01%T穩(wěn)定性±0.0004A/h(500nm處)基線平直度±0.001A噪聲水平 ±0.0004A/h光度范圍0-200%T、-4.0-4.0A、0-9999C數(shù)據(jù)輸出USB接口光學(xué)系統(tǒng)雙光束、*光柵顯示系統(tǒng)320*240位高亮6"大屏幕LCD光源進(jìn)口長壽命鎢燈、氘燈檢測器*檢測器外形尺寸635*440*210mm電源AC 220V/50Hz或110V/60Hz重量30kg技術(shù)參數(shù)波長范圍:320∽1000nm光譜帶寬:4nm
雜散光:≤0.5%(在360nm處)
波長準(zhǔn)確度:優(yōu)于±2nm
透射比準(zhǔn)確度:≤±1nmT
常見用途
核酸的定量
核酸的定量是分光光度計(jì)使用頻率zui高的功能??梢远咳苡诰彌_液的寡核苷酸,單鏈、雙鏈DNA,以及RNA。核酸的zui高吸收峰的吸收波長260 nm。每種核酸的分子構(gòu)成不一,因此其換算系數(shù)不同。定量不同類型的核酸,事先要選擇對(duì)應(yīng)的系數(shù)。如:1OD 的吸光值分別相當(dāng)于50μg/ml的dsDNA,37μg/ml的ssDNA,40μg/ml的RNA,30μg/ml的Olig。測試后的吸光值經(jīng)過上述系數(shù)的換算,從而得出相應(yīng)的樣品濃度。測試前,選擇正確的程序,輸入原液和稀釋液的體積,爾后測試空白液和樣品液。然而,實(shí)驗(yàn)并非一帆風(fēng)順。讀數(shù)不穩(wěn)定可能是實(shí)驗(yàn)者zui頭痛的問題。靈敏度越高的儀器,表現(xiàn)出的吸光值漂移越大。
事實(shí)上,分光光度計(jì)的設(shè)計(jì)原理和工作原理,允許吸光值在一定范圍內(nèi)變化,即儀器有一定的準(zhǔn)確度和度。如Eppendorf Biophotometer的準(zhǔn)確度≤1.0%(1A)。這樣多次測試的結(jié)果在均值1.0%左右之間變動(dòng),都是正常的。另外,還需考慮核酸本身物化性質(zhì)和溶解核酸的緩沖液的pH值,離子濃度等:在測試時(shí),離子濃度太高,也會(huì)導(dǎo)致讀數(shù)漂移,因此建議使用pH值一定、離子濃度較低的緩沖液,如TE,可大大穩(wěn)定讀數(shù)。樣品的稀釋濃度同樣是不可忽視的因素:由于樣品中不可避免存在一些細(xì)小的顆粒,尤其是核酸樣品。這些小顆粒的存在干擾測試效果。為了zui大程度減少顆粒對(duì)測試結(jié)果的影響,要求核酸吸光值至少大于0.1A,吸光值在0.1-1.。在此范圍內(nèi),顆粒的干擾相對(duì)較小,結(jié)果穩(wěn)定。從而意味著樣品的濃度不能過低,或者過高(超過光度計(jì)的測試范圍)。zui后是操作因素,如混合要充分,否則吸光值太低,甚至出現(xiàn)負(fù)值;混合液不能存在氣泡,空白液無懸浮物,否則讀數(shù)漂移劇烈;必須使用相同的比色杯測試空白液和樣品,否則濃度差異太大;換算系數(shù)和樣品濃度單位選擇一致;不能采用窗口磨損的比色杯;樣品的體積必須達(dá)到比色杯要求的zui小體積等多個(gè)操作事項(xiàng)。
除了核酸濃度,分光光度計(jì)同時(shí)顯示幾個(gè)非常重要的比值表示樣品的純度,如A260/A280的比值,用于評(píng)估樣品的純度,因?yàn)榈鞍椎奈辗迨?80nm。純凈的樣品,比值大于1.8(DNA)或者2.0(RNA)。如果比值低于1.8 或者2.0,表示存在蛋白質(zhì)或者酚類物質(zhì)的影響。A230表示樣品中存在一些污染物,如碳水化合物,多肽,苯酚等,較純凈的核酸A260/A230的比值大于2.0。A320檢測溶液的混濁度和其他干擾因子。純樣品,A320一般是0。
蛋白質(zhì)的直接定量(UV法)這種方法是在280nm波長,直接測試蛋白。選擇Warburg 公式,光度計(jì)可以直接顯示出樣品的濃度,或者是選擇相應(yīng)的換算方法,將吸光值轉(zhuǎn)換為樣品濃度。蛋白質(zhì)測定過程非常簡單,先測試空白液,然后直接測試蛋白質(zhì)。由于緩沖液中存在一些雜質(zhì),一般要消除320nm 的“背景”信息,設(shè)定此功能“開”。與測試核酸類似,要求A280的吸光值至少大于0.1A,*的線性范圍在1.0-1.5 之間。實(shí)驗(yàn)中選擇Warburg 公式顯示樣品濃度時(shí),發(fā)現(xiàn)讀數(shù)“漂移”。這是一個(gè)正常的現(xiàn)象。事實(shí)上,只要觀察A280的吸光值的變化范圍不超過1%,表明結(jié)果非常穩(wěn)定。漂移的原因是因?yàn)閃arburg 公式吸光值換算成濃度,乘以一定的系數(shù),只要吸光值有少許改變,濃度就會(huì)被放大,從而顯得結(jié)果很不穩(wěn)定。蛋白質(zhì)直接定量方法,適合測試較純凈、成分相對(duì)單一的蛋白質(zhì)。紫外直接定量法相對(duì)于比色法來說,速度快,操作簡單;但是容易受到平行物質(zhì)的干擾,如DNA的干擾;另外敏感度低,要求蛋白的濃度較高。
比色法蛋白質(zhì)定量蛋白質(zhì)通常是多種蛋白質(zhì)的混合物,比色法測定的基礎(chǔ)是蛋白質(zhì)構(gòu)成成分:氨基酸(如酪氨酸,絲氨酸)與外加的顯色基團(tuán)或者染料反應(yīng),產(chǎn)生有色物質(zhì)。有色物質(zhì)的濃度與蛋白質(zhì)反應(yīng)的氨基酸數(shù)目直接相關(guān),從而反應(yīng)蛋白質(zhì)濃度。
比色方法
一般有BCA,Bradford,Lowry 等幾種方法。
Lowry 法:以zui早期的Biuret 反應(yīng)為基礎(chǔ),并有所改進(jìn)。蛋白質(zhì)與Cu2 反應(yīng),產(chǎn)生藍(lán)色的反應(yīng)物。但是與Biuret 相比,Lowry 法敏感性更高。缺點(diǎn)是需要順序加入幾種不同的反應(yīng)試劑;反應(yīng)需要的時(shí)間較長;容易受到非蛋白物質(zhì)的影響;含EDTA,Triton x-100,ammonia sulfate 等物質(zhì)的蛋白不適合此種方法。
BCA(Bicinchoninineacidassay)法:這是一種較新的、更敏感的蛋白測試法。要分析的蛋白在堿性溶液里與Cu2 反應(yīng)產(chǎn)生Cu ,后者與BCA形成螯合物,形成紫色化合物,吸收峰在562nm波長。此化合物與蛋白濃度的線性關(guān)系*,反應(yīng)后形成的化合物非常穩(wěn)定。相對(duì)于Lowry法,操作簡單,敏感度高。但是與Lowry法相似的是容易受到蛋白質(zhì)之間以及去污劑的干擾。
Bradford 法:這種方法的原理是蛋白質(zhì)與考馬斯亮蘭結(jié)合反應(yīng),產(chǎn)生的有色化合物吸收峰595nm。其zui大的特點(diǎn)是,敏感度好,是Lowry 和BCA 兩種測試方法的2 倍;操作更簡單,速度更快;只需要一種反應(yīng)試劑;化合物可以穩(wěn)定1小時(shí),方便結(jié)果;而且與一系列干擾Lowry,BCA 反應(yīng)的還原劑(如DTT,巰基乙醇)相容。但是對(duì)于去污劑依然是敏感的。zui主要的缺點(diǎn)是不同的標(biāo)準(zhǔn)品會(huì)導(dǎo)致同一樣品的結(jié)果差異較大,無可比性。
某些初次接觸比色法測定的研究者可能為各種比色法測出的結(jié)果并不一致,感到迷惑,究竟該相信哪種方法?由于各種方法反應(yīng)的基團(tuán)以及顯色基團(tuán)不一,所以同時(shí)使用幾種方法對(duì)同一樣品得出的樣品濃度無可比性。例如:Keller等測試人奶中的蛋白,結(jié)果Lowry,BCA 測出的濃度明顯高于Bradford,差異顯著。即使是測定同一樣品,同一種比色法選擇的標(biāo)準(zhǔn)樣品不一致,測試后的濃度也不一致。如用Lowry測試細(xì)胞勻漿中的蛋白質(zhì),以BSA作標(biāo)準(zhǔn)品,濃度1.34mg/ml,以a球蛋白作標(biāo)準(zhǔn)品,濃度2.64mg/ml。因此,在選擇比色法之前,是參照要測試的樣本的化學(xué)構(gòu)成,尋找化學(xué)構(gòu)成類似的標(biāo)準(zhǔn)蛋白作標(biāo)準(zhǔn)品。另外,比色法定量蛋白質(zhì),經(jīng)常出現(xiàn)的問題是樣品的吸光值太低,導(dǎo)致測出的樣品濃度與實(shí)際的濃度差距較大。關(guān)鍵問題是,反應(yīng)后1011分光光度計(jì)的重要配件—— 比色杯的顏色是有一定的半衰期,所以每種比色法都列出了反應(yīng)測試時(shí)間,所有的樣品(包括標(biāo)準(zhǔn)樣品),都必須在此時(shí)間內(nèi)測試。時(shí)間過長,得到的吸光值變小,換算的濃度值降低。除此,反應(yīng)溫度、溶液PH值等都是影響實(shí)驗(yàn)的重要原因。此外,非常重要的是,是用塑料的比色法。避免使用石英或者玻璃材質(zhì)的比色杯,因?yàn)榉磻?yīng)后的顏色會(huì)讓石英或者玻璃著色,導(dǎo)致樣品吸光值不準(zhǔn)確。
細(xì)菌細(xì)胞密度(OD 600)
實(shí)驗(yàn)室確定細(xì)菌生長密度和生長期,多根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和目測推斷細(xì)菌的生長密度。在遇到要求較高的實(shí)驗(yàn),需要采用分光光度計(jì)準(zhǔn)確測定細(xì)菌細(xì)胞密度。OD600是追蹤液體培養(yǎng)物中微生物生長的標(biāo)準(zhǔn)方法。以未加菌液的培養(yǎng)液作為空白液,之后定量培養(yǎng)后的含菌培養(yǎng)液。為了保證正確操作,必須針對(duì)每種微生物和每臺(tái)儀器用顯微鏡進(jìn)行細(xì)胞計(jì)數(shù),做出校正曲線。實(shí)驗(yàn)中偶爾會(huì)出現(xiàn)菌液的OD值出現(xiàn)負(fù)值,原因是采用了顯色的培養(yǎng)基,即細(xì)菌培養(yǎng)一段時(shí)間后,與培養(yǎng)基反應(yīng),發(fā)生變色反應(yīng)。另外,需要注意的是,測試的樣品不能離心,保持細(xì)菌懸浮狀態(tài)。
分光光度計(jì)的重要配件—— 比色杯
比色杯按照材質(zhì)大致分為石英杯、玻璃杯以及塑料杯。根據(jù)不同的測量體積,有比色杯和毛細(xì)比色杯等。一般測試核酸和紫外定量蛋白,均采用石英杯或者玻璃杯,但是不適合比色法測定。因?yàn)榉磻?yīng)中的染料(如考馬斯亮蘭)能讓石英和玻璃著色,所以必須采用一次性的塑料杯。而塑料杯一般不適合用于在紫外范圍內(nèi)測試樣品。
由于另外測試的樣品量不同,所以一般分光光度計(jì)廠家提供不同容積的比色杯以滿足用戶不同的需求。市場已經(jīng)存在一種既可用于核酸、紫外蛋白質(zhì)定量,亦可用于蛋白比色法測定的塑料杯,樣品用量僅需50μl,比色杯單個(gè)無菌包裝,可以回收樣品。如Eppendorf UVette?;塑料比色杯,是比色杯市場上一個(gè)革新。隨著生命科學(xué)以及相關(guān)學(xué)科發(fā)展,對(duì)此類科學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究提出更高的要求,分光光度計(jì)將是分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室*的儀器,也成為微生物、食品、制藥等相關(guān)實(shí)驗(yàn)室的*設(shè)備之一。
隨著科技的發(fā)展,比色杯已經(jīng)不是使用分光光度計(jì)時(shí)的*物品。國外Nanodrop公司(現(xiàn)已被Thermo Fisher公司收購)生產(chǎn)的ND1000分光光度計(jì)與舊式分光光度計(jì)相比,已經(jīng)可以做到無需稀釋樣品,無需使用比色杯,每次測量僅需1-2μl樣品即可完成測量。
操作方法
1.接通電源,打開儀器開關(guān),掀開樣品室暗箱蓋,預(yù)熱10分鐘。
2.將靈敏度開關(guān)調(diào)至“1”檔(若零點(diǎn)調(diào)節(jié)器調(diào)不到“0”時(shí),需選用較。)
3.根據(jù)所需波長轉(zhuǎn)動(dòng)波長選擇鈕。
4.將空白液及測定液分別倒入比色杯3/4處,用擦鏡紙擦清外壁,放入樣品室內(nèi),使空白管對(duì)準(zhǔn)光路。
5.在暗箱蓋開啟狀態(tài)下調(diào)節(jié)零點(diǎn)調(diào)節(jié)器,使讀數(shù)盤指針指向t=0處。
6.蓋上暗箱蓋,調(diào)節(jié)“100”調(diào)節(jié)器,使空白管的t=100,指針穩(wěn)定后逐步拉出樣品滑竿,分別讀出測定管的光密度值,并記錄。
7.比色完畢,關(guān)上電源,取出比色皿洗凈,樣品室用軟布或軟紙擦凈。
注意事項(xiàng)
1.該儀器應(yīng)放在干燥的房間內(nèi),使用時(shí)放置在堅(jiān)固平穩(wěn)的工作臺(tái)上,室內(nèi)照明不宜太強(qiáng)。熱天時(shí)不能用電扇直接向儀器吹風(fēng),防止燈泡燈絲發(fā)亮不穩(wěn)定。
2.使用本儀器前,使用者應(yīng)該首先了解本儀器的結(jié)構(gòu)和工作原理,以及各個(gè)操縱旋鈕之功能。在未按通電源之前,應(yīng)該對(duì)儀器的安全性能進(jìn)行檢查,電源接線應(yīng)牢固,通電也要良好,各個(gè)調(diào)節(jié)旋鈕的起始位置應(yīng)該正確,然后再按通電源開關(guān)。
3.在儀器尚未接通電源時(shí),電表指針必須于“0”刻線上,若不是這種情況,則可以用電表上的校正螺絲進(jìn)行調(diào)節(jié)。
日常維護(hù)
分析儀器工作者要懂得儀器的日常維護(hù)和對(duì)主要技術(shù)指標(biāo)的簡易測試方法,自己經(jīng)常對(duì)儀器進(jìn)行維護(hù)和測試,以保證儀器工作在*狀態(tài)。
一、溫度和濕度是影響儀器性能的重要因素。他們可以引起機(jī)械部件的銹蝕,使金屬鏡面的光潔度下降,引起儀器機(jī)械部分的誤差或性能下降;造成光學(xué)部件如光柵、反射鏡、聚焦鏡等的鋁膜銹蝕,產(chǎn)生光能不足、雜散光、噪聲等,甚至儀器停止工作,從而影響儀器壽命。維護(hù)保養(yǎng)時(shí)應(yīng)定期加以校正。應(yīng)具備四季恒濕的儀器室,配置恒溫設(shè)備,特別是地處南方地區(qū)的實(shí)驗(yàn)室。
二、環(huán)境中的塵埃和腐蝕性氣體亦可以影響機(jī)械系統(tǒng)的靈活性、降低各種限位開關(guān)、按鍵、光電偶合器的可靠性,也是造成必須學(xué)部件鋁膜銹蝕的原因之一。因此必須定期清潔,保障環(huán)境和儀器室內(nèi)衛(wèi)生條件,防塵。
三、儀器使用一定周期后,內(nèi)部會(huì)積累一定量的塵埃,由維修工程師或在工程師指導(dǎo)下定期開啟儀器外罩對(duì)內(nèi)部進(jìn)行除塵工作,同時(shí)將各發(fā)熱元件的散熱器重新緊固,對(duì)光學(xué)盒的密封窗口進(jìn)行清潔,必要時(shí)對(duì)光路進(jìn)行校準(zhǔn),對(duì)機(jī)械部分進(jìn)行清潔和必要的潤滑,zui后,恢復(fù)原狀,再進(jìn)行一些必要的檢測、調(diào)校與記錄。
分光光度計(jì)的維護(hù)保養(yǎng)
分光光度計(jì)作為一種精密儀器,在運(yùn)行工作過程中由于工作環(huán)境,操作方法等種種原因,其技術(shù)狀況必然會(huì)發(fā)生某些變化,可能影響設(shè)備的性能,甚至誘發(fā)設(shè)備故障及事故。因此,分析工作者必須了解分光光度計(jì)的基本原理和使用說明,并能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除這些隱患,對(duì)已產(chǎn)生的故障及時(shí)維修才能保證儀器設(shè)備的正常運(yùn)行。
1)若大幅度改變測試波長,需稍等片刻,等燈熱平衡后,重新校正“0”和“100%”點(diǎn)。然后再測量。
2)指針式儀器在未接通電源時(shí),電表的指針必須位于零刻度上。若不是這種情況,需進(jìn)行機(jī)械調(diào)零。
3)比色皿使用完畢后,請(qǐng)立即用蒸餾水沖洗干凈,并用干凈柔軟的紗布將水跡擦去,以防止表面光潔度被破壞,影響比色皿的透光率。
4)操作人員不應(yīng)輕易動(dòng)燈泡及反光鏡燈,以免影響光效率。
5)1900型等分光光度計(jì),由于其光電接收裝置為光電倍增管,它本身的特點(diǎn)是放大倍數(shù)大,因而可以用于檢測微弱光電信號(hào),而不能用來檢測強(qiáng)光。否則容易產(chǎn)生信號(hào)漂移,靈敏度下降。針對(duì)其上述特點(diǎn),在維修、使用此類儀器時(shí)應(yīng)注意不讓光電倍增管長時(shí)間暴露于光下,因此在預(yù)熱時(shí),應(yīng)打開比色皿蓋或使用擋光桿,避免長時(shí)間照射使其性能漂移而導(dǎo)致工作不穩(wěn)。
6)放大器靈敏度換擋后,必須重新調(diào)零。
7)比色杯的配套性問題。比色杯必須配套使用,否則將使測試結(jié)果失去意義。在進(jìn)行每次測試前均應(yīng)進(jìn)行比較。具體方法如下;分別向被測的兩只杯子里注入同樣的溶液,把儀器置于某一波長處,石英比色杯;220nm、700nm裝蒸餾水,玻璃比色杯:700nm處裝蒸餾水,將某一個(gè)池的透射比值調(diào)至100%,測量其他各池的透射比值,記錄其示值之差及通光方向,如透射比之差在±0.5%的范圍內(nèi)則可以配套使用,若超出此范圍應(yīng)考慮其對(duì)測試結(jié)果的影響。
分光光度計(jì)分操作中容易出現(xiàn)的幾個(gè)典型故障及其排除方法:
1)儀器不能調(diào)零。可能原因:
a)光門不能*關(guān)閉。解決方法:修復(fù)光門部件,使其*關(guān)閉。
b)透過率“100%”旋到底了。解決方法:重新調(diào)整“100%”旋鈕。
c)儀器嚴(yán)重受潮。解決方法:可打開光電管暗盒,用電吹風(fēng)吹上一會(huì)兒使其干燥,并更換干燥劑。
d)電路故障。解決方法:送修理部門,檢修電路。
2)儀器不能調(diào)“100%”??赡茉颍?/span>
a)光能量不夠。解決方法:增加靈敏度倍率檔位,或更換光源燈(盡管燈還亮)。
b)比色皿架未落位。解決方法:調(diào)整比色皿架使其落位。
c)光電轉(zhuǎn)換部分老化。解決方法:更換部件。
d)電路故障。解決方法:調(diào)修電路。
3) 測量過程中,“100%”點(diǎn)經(jīng)常變動(dòng)??赡茉颍?/span>
a)比色皿在比色皿架中放置的位置不一致,或其表面有液滴。解決方法:用擦鏡紙擦干凈比色皿表面,然后將其安放在比色槽的左邊,上面用定位夾定位。
b)電路故障(電壓、光電接收、放大電路)。解決方法:送修。
4)數(shù)顯不穩(wěn)。可能原因:
a)預(yù)熱時(shí)間不夠。解決方法:延長預(yù)熱時(shí)間至30分鐘左右(部分儀器由于老化等原因,長時(shí)間處于工作狀態(tài)時(shí),也會(huì)工作不穩(wěn))。
b)光電管內(nèi)的干燥劑失效,使微電流放大器受潮。解決方法:烘烤電路,并更換或烘烤干燥劑。
c)環(huán)境振動(dòng)過大、光源附近空氣流速大、外界強(qiáng)光照射等。解決方法:改善工作環(huán)境。
d)光電管、電路等其它原因。解決方法:送修。
五、提高分光光度計(jì)透射比檢定及使用精度的幾種方法
在分光光度計(jì)的使用或檢定中,透射比(吸光度)的準(zhǔn)確度是衡量儀器工作性能的一項(xiàng)重要指標(biāo),它的準(zhǔn)確程度直接關(guān)系到所測數(shù)據(jù)的可信性及科學(xué)性。所以提高此項(xiàng)指標(biāo)的使用及檢定準(zhǔn)確度顯得尤為重要。