<mark id="zd5d1"></mark>

<em id="zd5d1"><address id="zd5d1"></address></em>

    <dfn id="zd5d1"></dfn><pre id="zd5d1"><listing id="zd5d1"></listing></pre>
    logo
    phone
    科創辦公 商業招商
    0532-88695877

    超微量紫外可見分光光度計儀器及應用現狀分析

    2020-09-29

         摘要
      
      本文對超微量UVS儀器發展的重要性、超微量UVS儀器的基本原理、發展的必然性、使用者對超微量UVS的基本要求,以及超微量UVS在生命科學中的應用等作了簡單論述。文中對國內外的幾種主要超微量UVS儀器的特點、主要技術指標等作了簡單介紹。同時,對如何重視和開展我國超微量UVS儀器及其應用研究、如何開展技術攻關、如何正確對待進口和國產儀器等等的有關問題進行了討論。
      
      一、前言
      
      紫外可見分光光度計[1](UVS)在現代分析測試工作中使用非常廣泛,而帶有各類微量比色皿的UVS應用更加廣泛。目前,國外發達國家生產的UVS很多都帶有微量比色皿,國內外很多廠商還推出了專用的微量UVS或超微量UVS,給使用者帶來很多方便。我國生產UVS的企業很多,但是真正帶有實用微量比色皿的儀器不是很多。 (這里是指常規UVS,國內的UVS大多數儀器也帶有微量紫外比色皿,但是不好用或者不能用。而國外的常規紫外也帶有微量紫外比色皿,基本上都能滿足使用要求,如PE、島津公司等等。)由于制造難度較大和重視不夠,我國目前專用的微量UVS或超微量UVS還相對較少,應該引起高度重視。
      
      目前,微量UVS和超微量UVS已成為現代分子生物學、藥物學、食品科學等領域的常用儀器。目前很多微量UVS和超微量UVS,都具有樣品用量少、無需比色皿、全波長掃描、檢測速度快、無需預熱、樣品無需稀釋、直接顯示濃度值、專用軟件齊全、操作簡便等優點。大多數超微量紫外可見分光光度計檢測樣品的量一般都在0.5μL~2μL左右,樣品直接滴在樣品臺上,無需比色皿。
      
      本文將根據儀器學理論、分析化學理論和作者長期研發和使用各類分析儀器的實踐,簡單介紹超微量UVS儀器及其應用情況,同時對有關問題進行了討論,可供有關分析儀器和儀器分析的管理者和廣大科技工作者參考。
      
      二、微量UVS和超微量UVS發展的重要性和必然趨勢
      
      微量UVS和超微量UVS,目前在我國的科研和工農業生產工作中使用已經非常廣泛,很多科研領域,特別是生物技術領域和樣品量非常少的分析檢測工作,幾乎都離不開微量和超微量UVS,它已經成為現代生物檢測技術和微量分析檢測工作中必備的儀器。其主要原因如下:
      
      1、現代生物技術實驗環節中,微量DNA、RNA、Protein及細菌生物密度的快速、準確定量檢測需求大大促進了微量和超微量UVS的發展;
      
      2、基本上絕大多數DNA、RNA、Protein及細菌生物都對紫外光或可見光有吸收,微量、超微量UVS儀器的光源比較容易得到;
      
      3、微量UVS和超微量UVS之所以發展很快,還因為目前很多分析檢測工作的樣品量非常少、而且非常昂貴。
      
      所以,超微量UVS儀器及應用的大發展是目前的必然趨勢。
      
      三、微量UVS超微量UVS的基本原理和要求
      
      從儀器學理論[2]來看,與傳統的UVS一樣,微量UVS及超微量UVS都是根據比耳定律(物質對光的吸收)制造的。在傳統UVS中,樣品通常裝在玻璃或石英制的比色杯內,置于光路內測試樣品的吸光度,然后與有關標準物質比對,通過比較計算濃度得到測試結果。微量UVS和超微量UVS也是同樣測試樣品的吸光度,然后與有關標準物質比對,通過比較計算濃度得到分析測試結果。但是,當樣品量有限或高度濃縮時,需要花費時間稀釋或使用超低容積的比色杯,容易產生誤差,并且比色皿難于清洗干凈。所以,微量UVS和超微量UVS制造難度增大,成本大大增加。
      
      在超微量UVS中,一般樣品體積為0.5~2.0 μL,往往將樣品移至一個疏水性平面上,然后將測樣頭降低至樣品頂端形成一個長度為0.2 mm或0.5 mm的極短光程區。我們之所以要求光路的光程長度短,主要是希望儀器能夠檢測體積小、濃度大或吸光度值高的樣品。
      
      現代分析檢測技術工作,對微量UVS或微量UVS的要求主要有以下幾個方面:
      
      1、從儀器學理論和應用實踐的角度來講,對超微量UVS最重要的要求是可靠性好。而影響其可靠性的主要關鍵是四項性能技術指標,它們是制造者和使用者必須高度重視的四個問題[4]、[2]。
      
      (1)波長(波長范圍和波長準確度):因為生物樣品中絕大多數吸收峰都在紫外區。例如:亮氨酸吸收峰在230nm左右、核酸的吸收峰在260nm、蛋白的吸收峰在280nm等,所以超微量UVS的波長范圍,一定要涵蓋紫外區。而超微量UVS一般是直接測量吸光度A,根據比耳定律,A=εbc,即吸光度與摩爾吸光系數ε、光程b和樣品濃度c成正比。而ε與波長有關,不同的物質吸收波長不同,就會有不同的ε,不同的ε有不同的分析檢測誤差。所以,波長范圍和波長準確度就直接影響分析檢測誤差,直接影響分析檢測數據的可靠性。目前國內外的超微量UVS的波長范圍一般是200-800nm,波長準確度一般要求±1nm。這個波長范圍都覆蓋了紫外光和可見光的區域,波長準確度都能滿足使用要求。
      
      (2)靈敏度:因為是微量或超微量檢測,所以要求儀器的靈敏度很高,否則沒有辦法做微量或超微量檢測。根據儀器學理論,影響超微量UVS儀器靈敏度的因素很多,如果用以下數學表達式描述,至少有式中所述的很多個方面,即靈敏度S=f(ε.b.c.Ф.K.D./N),式中ε為摩爾吸光系數、b為光程(一般國內外的超微量UVS的光程為0.2mm左右)、c為被檢測樣品濃度、Ф為光源強度(一般使用氙燈)、K為電子學放大器的放大倍數、D為光電轉換器或稱之為光檢測器(很多超微量UVS采用光電二極管或CCD),超微量UVS的靈敏度S與這些指標成正比。N為光噪聲(取決于光源的穩定性)和電噪聲(包括電子學系統、光電轉換系統等)。靈敏度S與噪聲N成反比。所以,研發者、制造者和使用者都應該特別注意這些因素帶來的各種問題。
      
      (3)穩定性(包括重復性和漂移):重復性是影響穩定性的兩個主要因素之一,如果超微量儀器重復性差,廣大使用者肯定不會歡迎。尤其是在用超微量UVS檢測時,因為樣品量少,如果儀器的重復性差,你做、我做、他做、今天做、明天做結果都不一樣?;蛘咄慌_儀器,這個實驗室和那個實驗室做的檢測結果不同,都不可能得到準確可靠的分析檢測結果。使用者是不歡迎這種儀器的。不過,需要指出的是,因為超微量UVS的檢測速度一般都很快,所以漂移不是最重要的指標。
      
      (4)分析誤差:用戶買儀器的目的是做分析檢測,分析檢測的目的是得到一個數據,對數據要求的關鍵是準確,也就是說要求分析檢測誤差盡量小。因為微量和超微量UVS的樣品量少,所以分析檢測的相對誤差就會大,因此,使用者要求超微量UVS的分析誤差相對小者為好,這是超微量UVS使用者最基本的要求,也是最根本的要求。一般超微量UVS的分析誤差,大概要求在1.0%左右。目前,國產超微量UVS基本上都給出相對分析檢測誤差(1.0%;有廠商用吸光度準確度表示,并給出誤差為±0.0003Abs),而進口的超微量UVS基本上都不給出儀器分析檢測的相對誤差。
      
      四、微量UVS和超微量UVS在生命科學中的應用[3]
      
      1、核酸定量分析(核酸的吸收波長為260nm)
      
      如質粒DNA (雙鏈DNA, ds DNA)測定、基因組DNA測定、PCR引物(Oligo DNA)測定;總RNA、mRNA、 microRNA測定等。
      
      核酸濃度=Abs 260×濃度系數(dsDNA 50µg/µl, ssDNA 37µg/µl, RNA 40 ng/µl, Oligo 33 ng/µl)。
      
      2、核酸純度分析檢測
      
      A260/A280的比值:由于蛋白吸收峰為280nm,純凈的樣品比值應為1.8(DNA)或者2.0(RNA)左右。如果比值低于1.8 或者2.0,表示存在蛋白質或者酚類物質的影響。
      
      A260/A230的比值: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表示檢測溶液的混濁度和其他干擾因子,純樣品的A320一般是0。(A320表示在波長為320nm處,吸光度值的大小;其余類推)
      
      下圖是一個典型的多聚物核酸純度分析結果:核酸吸光度為0.7Abs;而蛋白的吸光度為0.383Abs。
      
      3、蛋白質定量分析(蛋白質的吸收波長為280nm)
      
      A. 直接定量法
      
      A280(適用于高濃度的純蛋白)
      
      蛋白質(µg/µl) = 1.55 × Abs280 – 0.76 × Abs260(A320表示的意義同上;µg/µl表示濃度;每µL樣品中含有蛋白的µg數量)
      
      測試波長:苯丙氨酸257nm;色氨酸280nm;酪氨酸275nm
      
      B. 間接定量法
      
      Bradford法 (595nm),雙縮脲法(546nm),BCA法(562nm) 與 Lowry法(750nm) 定量蛋白質
      
      Bradford法通過在595nm處測量結合于樣品蛋白的考馬斯亮藍染料的數量,和一個已知濃度的作為標準參照的蛋白結合的染料量進行比較,最后得到蛋白質的濃度。通常用小牛血清蛋白(BSA)作為參照。
      
      雙縮脲法 (546nm), BCA法(562nm) 與 Lowry法 (750nm)法均依靠堿性溶液中二價銅離子和肽鍵的反應生成在相應波長處有吸收值的復合物測定蛋白的濃度。
      
      4、其它方面的應用
      
      微量UVS的應用非常廣泛,特別在生物工程研究及一些生物檢測技術工作中都是必不可少的分析檢測儀器。例如:生物克隆技術、PCR技術、基因工程技術等等工作中,超微量UVS是必不可少的工具。
      
      五、目前市場上主要的超微量UVS儀器簡介
      
      1、使用者對超微量UVS的最基本要求
      
      (1)適用于超微量樣本的檢測(一般能檢測0.5-2μL樣品);
      
      (2)操作簡單(直接使用加樣器將待檢測樣本加在檢測表面,無需使用比色皿和毛細管設備,每個樣品檢測時間<10s);
      
      (3)不浪費樣品,節省消耗品費用;
      
      (4)樣品無需進行稀釋,即可進行快速、簡便的檢測,檢測范圍寬;
      
      (5)儀器空間體積小(最好儀器體積<30×30×10cm)。
      
      2、國外幾種常用的超微量UVS儀器的比較
      
      (資料主要來自有關公司的產品樣本,及相關網絡)
      


      3、幾種國產微量和超微量UVS的有關情況
      
      (主要數據來自有關公司樣本和有關儀器網絡)
      
      隨著科學技術的發展,我國分析測試儀器也正在突飛猛進的發展,微量UVS和超微量UVS的發展也是如此。我國有不少儀器廠商,已經推出或正在研發不同類型的微量和超微量UVS。例如:杭州奧盛儀器公司、上海金鵬儀器公司、杭州佑寧儀器公司等都已經推出了多種成熟的微量和超微量UVS產品,并且受到了很多使用者的青睞,值得國人驕傲和自豪。
      
      國產微量和超微量UVS的有關情況簡單介紹如下:
      
      1)杭州奧盛儀器公司推出了多款自主研發生產的超微量UVS儀器(Nano-100/Nano-300/Nano-500 Nano-400A 系列微量UVS)
      
      (1)Nano系列產品的外觀
      
      (2)Nano系列產品的共同特點
      
     ?、佘浖缑嬗押?,簡單易用,圖形軟件操作,界面更為直觀,結果可直接導出,便于數據保存、查看和輸出。
      
     ?、谖⒘繖z測,每次檢測僅需0.5μl~2μl樣品。測量后還可以回收樣品,可放心的對珍貴樣品進行研究。
      
     ?、蹤z測快速,檢測過程中無需稀釋,無需比色皿,5s即可完成檢測,直接顯示結果。
      
     ?、荛L壽命光源,開機無需預熱,氙閃光燈壽命可達10年,開機無需預熱,直接使用,可隨時檢測。
      
     ?、輽z測濃度高,可測樣品最高濃度為12000ng/μl,樣品基本上不用稀釋。
      
     ?、迣悠分苯狱c于樣品板上,無需稀釋,無需比色皿,可測樣品濃度為常規紫外-可見光光度計的50倍,結果直接輸出為樣品濃度。
      
      (3)Nano系列產品的各自特點
      
      Nano系列產品,除上述共同特點外,還具有如下獨自特點
      
     ?、貼ano-500新增熒光計模式,精確定量核酸濃度,對于濃度低于2 ng/μl的樣品,可選用熒光計模式,最低檢測限可達0.5pg/μl,單機操作方便快捷。
      
     ?、贜ano-100/Nano-300/Nano-500 為全波長的微量分光光度計, Nano-400A為固定波長的超微量核酸分析儀。
      
     ?、跱ano-300,Nano-400A,Nano-500可實現單機操作,方便快捷。
      
      (4)Nano系列產品的主要技術指標

      2)杭州佑寧儀器公司自主研發生產的Nano One微量UVS
      
      (1)Nano One微量UVS的外觀
      
      (2)Nano One微量UVS產品特點:
      
      ◆智能安卓操作系統,7寸電容觸摸屏,多點觸控,專用 APP軟件,界面更為直觀。
      
      ◆比色皿插槽,可對細菌/微生物等培養液濃度的檢測。更為得心應手。
      
      ◆每次檢測僅需0.5~2μl樣品。測量結束后,還可以回收樣品,可以放心地進行珍貴樣品的研究。
      
      ◆樣品直接加于樣品檢測平臺,無需稀釋,8s即可完成檢測、顯示結果,結果直接輸出為樣品濃度。
      
      ◆氙閃光燈,壽命可達10年。開機無需預熱,直接使用,可隨時檢測。
      
      ◆將樣品直接點于加樣平臺上,無需稀釋,可測樣品濃度為常規紫外-可見分光光度計的50倍,檢測結果直接輸出為樣品濃度,無需額外計算。
      
      ◆穩定可靠、快速的USB數據輸出方式,方便導出數據進行相應分析。
      
      ◆儀器不需電腦聯機,單機即完成樣品檢測和數據的存儲。
      
      ◆圖像和表格存儲格式,表格兼容Excel,方便后續數據處理,支持JPG圖像導出。
      
      ◆采用高精度直線電機驅動,使光程的精度達到0.001mm,吸光度檢測重復性高。
      
      (3)NanoOne微量UVS的主要技術指標:

      3)上海金鵬儀器公司推出了自主研發生產的Nano-600超微量UVS
      
      Nano-600超微量UVS(核酸蛋白測定儀),作為一款高再現性的全波長分光光度計,采用基座和比色皿上樣雙檢測模式, 適用于更寬濃度范圍的樣品檢測,操作簡便,不僅可用于測量DNA,RNA純度、濃度,測量蛋白質濃度,也可用于一般物質分析中的吸光度檢測。
      
      (1)Nano-600超微量UVS的外觀
      
      (2)Nano-600超微量UVS產品的主要特點:
      
      采用7寸電容觸摸屏,優化設計的APP軟件;無需預熱,4秒即可完成檢測;結果直接輸出為樣品濃度;5分鐘內無操作將自動關閉光源以延長使用壽命;軟件圖形界面簡單明了,操作更為直觀,結果可直接導出;僅需0.5~2ul的微量樣品即可進行純度與濃度測量;樣品可回收。
      
      (3)Nano-600超微量UVS的主要技術指標

      4)上海元析儀器公司自主研發的B500型超微量UVS
      
      儀器特點:可用于DNA、RNA、蛋白樣品無稀釋的快速檢測
      
      (1)檢測量1μl~21μl,適用于極微量樣品的檢測
      
      (2)采用長壽命進口紫外光源(氙燈)
      
      (3)無需開機預熱
      
      (4)樣品無需進行稀釋,可進行快速、簡便的檢測,檢測范圍寬
      
      儀器指標參數
      
      波長范圍:全光譜測量,190nm~850nm。
      
      波長精度:1nm
      
      分辨率:<1.8nm
      
      檢測下限約:2ng/μl(雙鏈DNA)
      
      檢測上限:≥15000ng/μl(雙鏈DNA)
      
      蛋白質測量范圍:0.1~100mg/ml
      
      最小吸光度:0.002(1nm光程時)
      
      吸光度準確度:2%(257nm)
      
      吸光度范圍:0.02~300(相當10nm光程)
      
      樣品檢測速度:2秒~5秒/個
      
      軟件:配有數據分析軟件,一次測量可記錄≥1000個樣品數據;可實現全波段光譜掃描。
      
      在國產超微量UVS中,本文只選擇了上述幾家,實際上還有北京Kaiao公司、南京Wins公司、上海的BIO-DL等多家公司在生產、組裝、或代銷超微量UVS。初步估計全國總共約有十幾家廠商從事超微量紫外儀器的生產、銷售。因篇幅所限,本文不能全面詳細介紹了。請有關廠商諒解,請廣大使用者自己從網上或實地查找。
      
      六、幾個有關問題的探討
      
      1、帶微量比色皿的紫外可見分光光度計和超微量紫外可見分光光度計是科研、生產工作中使用非常廣泛的一種分析檢測儀器,并且是生命科學、食品科學、藥品檢驗等領域必不可少的分析檢測工具。我國目前有數十家企業生產紫外可見分光光度計儀器,但是對微量UVS和超微量UVS重視不夠,同時因為微量UVS和超微量UVS制造難度較大,我國至今生產真正的、成熟的微量UVS和超微量UVS廠商不多。
      
      我國微量UVS和超微量UVS儀器需求量很大,年需求量大約為3000-4000臺,但是,我國這方面的主市場仍被國外產品占領。為此,作者呼吁我國的UVS儀器生產廠商,應該站在民族的高度,對此引起高度重視。作者建議:
      
      1)目前國內的廣大生產UVS儀器的廠商,盡快力爭在常規的UVS上,開發優質微量比色皿的附件,以滿足我國廣大分析檢測工作者的需求。
      
      2)我國有條件的廠商,應該盡快開展微量UVS或超微量UVS儀器研發生產,盡快推出能滿足使用要求的微量UVS或超微量UVS,以滿足我國市場的需求,改變或打破國外產品占領我國主市場的局面,盡快趕超微量UVS和超微量UVS儀器及其應用的國際先進水平。
      
      2、因為微量UVS或超微量UVS儀器一般制造難度大、要求較高。所以,作者建議或希望我國有關的廣大科技工作者,都要關心或重視對微量UVS或超微量UVS儀器及其應用的研究開發工作,對此開展攻關。希望微量和超微量UVS的制造者和使用者緊密結合,從儀器學理論[2]和分析檢測工作實踐的需要,共同攻關,為研發優質的、穩定可靠的微量UVS或超微量UVS而努力。
      
      3、加強行業內部團結,政府大力支持國產儀器、不打價格戰、不隨便對產品降價。目前,國內已經推出的微量和超微量UVS,質量都能滿足使用要求,與國外產品相差無幾,比如國產奧盛的Nano系列產品的質量、性價比等都很好(主要指儀器的波長范圍、靈敏度、噪聲、分析檢測誤差、性價比等)。但是價格上要比國外產品便宜很多,有的相差一倍以上,這是一種不正常的現象。尋其根,大致有以下原因:
      
      1)政府招標時撥款太多,一臺超微量UVS撥款15萬RMB以上,同時規定用不完要求上交,而國外的超微量UVS,一般每臺15萬RMB左右,這就等于要求使用者買進口產品。所以,招標者就很自然的購買了同檔次、同質量的進口產品。
      
      2)再加上,有些科技工作者受崇洋媚外思想的毒害較深,即使國內同類同檔次的超微量UVS的質量與國外產品相當,盡管一般國產超微量UVS約6萬RMB左右,價格僅約進口的一半,但是他們還是認為進口產品總比國產的好,甚至從思想上排斥國產儀器。特別值得提出的是,我國有些微量或超微量UVS生產的廠商(其它儀器也有;例如原子吸收、紫外可見分光光度計、高效液相色譜等等),為了蠅頭小利,自己生產的、質量很好的超微量UVS,讓國外大企業貼牌,讓那些國外企業拿著我們國產的儀器,冒充國外企業的產品在世界各地銷售。有的甚至在我國國內銷售,假冒充進口產品,欺騙中國的科技工作者。這個問題,一方面說明中國的儀器質量不差,至少可以與國外產品質量相當,達到了可以以假亂真的地步。另一方面也說明我們國家的儀器廠商和使用者崇洋媚外思想非常嚴重。自己的產品質量很好,但是不敢用自己的名義去與國外廠商抗衡。國產的儀器產品很好,還是迷信進口產品,這是不正常的現象,希望行業內的有關人員應該引起高度重視。
      
      這里作者想對在國外有關儀器公司工作的中國員工們說一聲,為了生存,你們去國外公司打工,無可非議。但是,希望你們一定要實事求是的向中國科技工作者介紹產品、盡量把國外好的、中國還不能生產的優質產品賣到中國來。當然,如果某些國產超微量UVS還不夠完善、不夠理想,還不能滿足某些高要求使用者的要求,你們向有關科技工作者推薦國外產品,或者這些使用者購買進口超微量UVS儀器是可以理解的。我們既不能盲目崇洋媚外,也不能盲目排外。作者認為,我們的國產儀器,完全可以實事求是的與進口儀器共舞,盲目崇洋媚外和盲目排外都是不對的。
      
      3)國內儀器行業內的廠商,為了多賣產品,紛紛降價,相互競爭
      
      這類事情經常發生,特別是為了招標,為了出口,國內企業打價格戰的事屢見不鮮。所以,作者希望廣大生產超微量UVS或生產各類分析儀器的企業,應該站在民族的高度,加強團結、不打價格戰。作者希望大家團結一致,努力進一步提高產品質量,以質量求生存、以自己的產品質量與國內外同行或同類產品競爭,力爭盡快改變國外微量UVS占領我國主市場的局面而共同努力。

    主要參考文獻  

    [1]李昌厚著,《紫外可見分光光度計》,北京:化學工業出版社,2005.  

    [2]李昌厚著,《儀器學理論與實踐》(儀器學理論與光學類分析儀器.  整機及關鍵核心部件的設計、制造、測試、使用和維修),北京:科學出版社,2008.  

    [3]李紅亮,《微量紫外分光光度計及在現代生物技術中的應用》(學術報告).  

    [4]李昌厚,略論UV/UVS光度準確度的測試,光學儀器,N0.5-6,41,1994.

     

    [來源:儀器信息網]

     

    国产成人涩涩涩视频在线观看,亚洲伊人久久综合影院,精品一区二区成人精品_无码