超微量分光光度計的工作原理及應用

1. 引言

超微量分光光度計（Nano spectrophotometer）是一種基于紫外-可見光（UV-Vis）分光光度法的高精度檢測儀器，廣泛用于生物醫學、環境分析和材料科學等領域。其主要優勢在于可測量極微量樣品（0.5–2 µL），無需比色皿，大大降低了樣品損耗。本文將詳細介紹其工作原理及應用。

2. 工作原理

2.1 光源與光譜測量

超微量分光光度計通常采用氙燈或LED作為光源，覆蓋200–900 nm的波長范圍。光束穿過待測樣品后，未被吸收的部分由檢測器（如光電二極管或CCD陣列）接收，以計算樣品的吸光度。

2.2 比爾-朗伯定律

光吸收特性遵循比爾-朗伯定律（Beer-Lambert Law）：

其中：

• 為吸光度

• 為摩爾消光系數（與物質特性相關）

• 為溶液濃度（mol/L）

• 為光程長度（cm）

超微量分光光度計通常采用固定光程（如0.5 mm 或 1 mm），可直接計算樣品濃度，無需額外稀釋。

2.3 樣品檢測方式

與傳統分光光度計不同，超微量分光光度計采用納米樣品平臺（NanoDrop技術），通過表面張力固定微量液滴（如1 µL），無需比色皿，從而減少樣品浪費。

3. 主要應用

3.1 核酸檢測

• DNA/RNA濃度測定：通過測量260 nm波長的吸光度（A260）計算核酸濃度。

• 純度評估：常用A260/A280比值（≈ 1.8 表示純DNA，≈ 2.0 表示純RNA）判斷蛋白質污染。

3.2 蛋白質分析

• 通過280 nm波長測定蛋白質吸光度（A280）。

• 利用布拉德福德法（Bradford Assay）或雙縮脲法（BCA Assay）進行定量分析。

3.3 其他應用

• 細胞培養液的濃度測定

• 納米材料溶液的光學特性分析

• 環境樣品（如水污染物）的檢測

4. 結論

超微量分光光度計以其高靈敏度、低樣品需求和便捷操作的特點，在生命科學和材料研究領域具有廣泛應用。隨著技術的發展，其檢測精度和自動化水平將進一步提高，為科學研究和工業生產提供更加高效的分析工具。