分光光度计:寻找范围内的家(波长)

很有可能你不知道你的日常生活有多少受到了不起眼的分光光度计的影响。仪器量化通过放置在分光光度计内的光路内的样品的光的吸光度或透射率。光源波长可以是紫外(UV),可见(VIS),近红外(NIR)或红外(IR)范围。分光光度法的生物应用是多种多样的,包括核酸和蛋白质的定量,细胞增殖和细胞毒性测定,ELISA和酶动力学。“从测量DNA纯度和浓度的简单UV / VIS系统到**新**材料的测量,这些技术对于我们生活中许多重要领域的进步**关重要,”食品和安全市场开发经理Christopher Lynch说。在PerkinElmer。“从早上起床到我们上床睡觉时,我们接触到的东西很少,在某些方面,还没有通过UV / VIS / NIR技术以某种方式表现出来。”

虽然分光光度计已经成为实验室固定装置数十年,但它们的技术仍在不断发展。“分光光度计在过去60年中取得了稳步的进步,特别是在光源和探测器技术领域,” 安捷伦科技公司荧光产品营销经理UV-VIS-NIR的Travis Burt说。“在电子和固件的快速发展的支持下,它们比以前的产品更好,更灵活,更具适应性。”如果您在市场上有一个,这里有一些注意事项可以帮助您选择适合您的分光光度计。

您将使用哪些样本量?看看小体积分光光度法。

传统的样品容器是分光光度计比色皿,但是高通量筛选的驱动以及节省时间和**的需要促使开发了在微孔板中运行样品的分光光度计。在实验室中使用多种类型的分光光度计容器变得越来越普遍,可用的实验室器具范围不断扩大。然而,使用尺寸和形状不同的样品容器会影响路径长度或光通过的样品量。BioTek的由Gen5™数据分析软件控制的Eon™微孔板分光光度计可自动校正样品路径长度。“微量培养板中的直接核酸和蛋白质定量需要标准化为1厘米的路径长度; 这也可以比较不同仪器或比色皿分光光度计的结果,“BioTek产品经理Lenore Buehrer说。“对于那些喜欢固定路径长度或者正在转变为更高通量微孔板格式的人来说,Eon上可以使用集成的标准比色杯端口。”

此外,Eon可与BioTek的Take3™微量容量板一起使用,以测量2-μL样品和比色皿,并可集成到机器人系统中进行自动化处理。在基于标准和微孔板的分光光度计中,测量非常低的体积的能力变得越来越重要。通过使用BioTek的Take3微量体积板,Eon可以读取多达48个2-μL样品,无需稀释即可直接进行核酸和蛋白质定量,从而节省了宝贵的样品。

Thermo Scientific的NanoDrop专门从事微量仪器仪表。该公司的UV / VIS分光光度计设计用于无需比色皿,微孔板和毛细管等密封装置。“与传统方法相比,这有几个优点,包括快速简便的样品放置和去除,以及使用低**1μl的样品量的能力,”Thermo Scientific NanoDrop产品应用经理Andrew Page说。“获得**的样品保留系统结合了光纤技术和天然液体表面张力,可在测量过程中捕获并保持两个光学表面之间的1-2μl样品。通过消除传统的密封装置,大大减少了所需样品的体积,从而节省了大部分样品用于下游分析,

消除样品器皿的另一个优点是在测量期间可以改变路径长度。“通过测量几种不同的路径长度并自动选择**佳路径,Thermo Scientific NanoDrop 2000或2000c仪器可以测量比传统比色杯系统浓度大约200倍的样品,”佩奇说。“此外,为了满足更高通量环境的需求,Thermo Scientific NanoDrop 8000分光光度计可以同时进行多达8到1到2μL的测量。”

GE Healthcare Life Science的NanoVue Plus是另一种紫外/可见分光光度计,设计用于使用小样本(0.5**5.0μl)快​​速准确地定量核酸和蛋白质样品。要加载NanoVue,您可以将样品放在样品板上,不要使用比色皿,毛细管或微孔板。样品板的金色与样品中使用的大多数化学品兼容,其疏水涂层可减少重复使用过程中的样品污染。

你会用什么样品容器?看看微孔板分光光度计。

Buehrer说,以前使用传统分光光度计依赖样品比色皿进行终点,动力学,扫描和温度控制实验的研究人员现在可以从96孔和384孔(或在某些情况下,1536孔)板上获得更高的通量获益。 。“BioTek的Eon微孔板分光光度计在一台仪器中结合了多种功能,使用户可以超越标准UV / VIS测量范围,进行极小体积测量,并通过多种振动模式和自然对流加热扩展应用选​​择,”Buehrer说。“Eon使用功能强大,经过验证的基于单色器的光学器件,可容纳许多不同的实验室器皿,包括高密度微孔板,以提高分析选择的灵活性和多个用户的灵活性。”

BMG LabtechUV / VIS微孔板(和比色皿)光谱仪使用的技术能够捕获每个孔的整个吸收光谱,而不仅仅是单个波长。“SPECTROstar Nano可以在不到一秒的时间内以1到10纳米的分辨率捕获完整的UV到可见光谱[220到1,000 nm],”BMG Labtech业务开发和应用科学家EJ Dell说道。 。“大多数其他吸光度酶标仪使用单色仪或过滤器。当使用基于单色仪的酶标仪在220**1,000nm的10nm分辨率下产生光谱时,其速度比光谱仪低60倍,分辨率低10倍。换句话说,当基于单色器的仪器为96孔板的一个孔产生光谱时,

BMG Labtech的国际销售和营销专家Michael Fejtl指出,使用SPECTROstar Nano时,可以在一个阅读步骤中阅读“ELISA,蛋白质定量,报告基因检测,DNA 260/280定量,微生物生长和蛋白质聚集”,因为光谱仪可以测量整个光谱或多达八个单独的波长,“Fejtl说。“它的读取速度小于每孔一秒,使用低**2μL的样品体积与LVis平板。”SPECTROstar Nano也具有灵活性,因为它可以读取微孔板或比色皿的吸光度测量值,在终点或动力学中试验。

根据Fejtl的说法,使用光谱仪进行吸光度分析,使用酶标仪可以提高灵活性,速度和动态范围。“例如,在ELISA检测中,客户通常会阅读试剂盒制造商提供的给定波长的[检测],”他解释说。“但是,如果没有光谱信息,客户无法确定该波长是吸收光谱中**佳选择。使用光谱仪可以很容易地获得该信息。在这里,全谱显示理想的峰值,允许客户检查报告的波长是否是**佳使用的波长。通过使用全谱分析,客户将从其测定中增加的动态范围中受益匪浅。“此外,SPECTROstar Nano可在一次测量中捕获所有波长,

分子器件**近推出了SpectraMax®Paradigm酶标仪,Molecular Devices的应用科学家Anita Kant描述了它的未来发展方向。“**终用户可以花两分钟时间插入一个盒式磁带,以引入新的读取模式或新技术,”康德说。“墨盒包含光源和检测附件。今年我们推出了TUNE墨盒,用于荧光强度检测,具有波长优化功能。它是**的,因为它结合了单色器在选择波长和滤光片灵敏度方面的灵活性。“康德建议,在选择微孔板分光光度计时,应该”确保在选择多模式酶标仪时不会补偿各个模式的灵敏度。“也表示要保持灵活性,特别是在不同模式方面,

GE医疗生命科学公司**近推出了一系列新型双光束Ultrospec仪器,这三种型号的带宽光学和性能要求不同。易于使用的7000型号具有2 nm带宽,是大多数常见实验室应用的理想选择。8000型号具有1纳米带宽,与欧洲药典兼容。9000型号具有可变带宽,并使用GE Healthcare Life Sciences升级的Datrys软件支持方法开发和复杂计算。所有型号均可通过PC或作为独立仪器使用彩色触摸屏界面运行。您还可以选择数据管理选项:导出到PC,存储到内部存储器,下载到USB记忆棒驱动器或通过内置打印机输出。

“首先考虑应用程序,然后考虑如何处理数据 - 它是否打印出来,是否导出到PC [或者]是否将其保存到USB记忆棒?通常这取决于实验室环境,“GE医疗生命科学公司产品经理 - 分光光度计Sandra Lloyd-Lewis说。“还要考虑易用性,持续运行成本和用户体验水平。”她还指出了样本量的重要性。“低容量仪器不仅能够使用小的,2微升或更少的样品量,而且还具有易用性的真正进步,”劳埃德 - 刘易斯说。“通用电气医疗集团的[低容量分光光度计] NanoVue的标签线是”跌落,测量,完成“。你可以将样品放入其中,将样品头向下放下并测量,然后就完成了。你擦掉样品,

你想如何点亮样品?

来自环境的杂散光会干扰分光光度测量,特别是在UV-VIS波长范围内,但新技术正在解决这个问题。安捷伦新型Cary 60 UV-VIS分光光度计利用安捷伦的氙闪光灯技术,提供更高的测量灵活性和易用性。“强烈的,聚焦的脉冲氙灯确保在露天条件下进行的测量不会受到室内光线的影响,”Burt说。“基于光纤的探头用于通过将光直接引导到样品来利用这种能力,而不是必须将样品放置在仪器内。将光纤探头浸入任何容器中的溶液中,即可轻松取样,

它是否有可能满足未来的需求?

与购买其他实验室仪器一样,根据您当前的需求以及未来潜在需求选择分光光度计是明智之举。“应用和/或样品可能会发生变化,利用不同配件来解决这些变化的能力非常重要,” Shimadzu的分子光谱产品经理Mark Talbott说。。Shimadzu**近发布了两台UV-VIS分光光度计,UV-2600和UV-2700。“凭借其双单色器设计和Lo-Ray-Light衍射光栅,UV-2700可在220 nm下实现0.00005%T的超低杂散光。其光度性能范围已扩展**8 Abs,透射率值为0.000001%。这消除了稀释样品的需要,并允许测量低透射率的样品,“Talbott说。

安捷伦也建议购买时考虑到未来。“**关重要的是,仪器满足了购买者当前的性能要求和测量需求,维护成本低,并且[有]能够适应未来的需求,”Burt说。例如,根据Burt的说法,Cary 60系统的灯泡保修期比大多数完整系统的保修期长。“用户通常会发现持续的维护成本为零,[因为]他们从不需要在仪器的整个使用寿命期间更换灯泡。传统的氘基紫外线系统不是这种情况,其中灯的使用寿命可以在几小时内测量。广泛的采样附件和室内光免疫力确保该系统几乎可以应用于任何教育活动或测量需求。事实上,

林奇同意,从长远来看,你的分光光度需求是可行的。“寻找新系统的人不仅需要考虑。。。目前[用法],但也可能是长期应用,“林奇说。“一个支持可扩展性的平台应该是任何购买决策的关键部分。”

你需要红外功能吗?

分光光度法中较长波长和较低频率的红外或近红外波长可以使您比UV / VIS范围更好地分析更密集样品的透射率或反射率。Shimadzu的UV-3600 UV-VIS-NIR分光光度计允许测量波长范围为185**3300 nm。它还包括三个覆盖宽波长范围的探测器:用于UV / VIS范围的光电倍增管和用于NIR范围的InGaAs和PbS探测器。将InGaAs探测器定位在另外两个之间可确保中间区域的灵敏度保持较高,否则在光电倍增管和PbS探测器之间的过渡中灵敏度可能会下降。同样,PerkinElmer的Lambda 950 UV / VIS / NIR分光光度计兼容高达3,300 nm的波长。

Shimadzu的**新分光光度计,UV-2600,使用ISR-2600Plus双探测器积分球测量波长高达1,400 nm。“这种宽范围允许在近红外区域进行测量,”Talbott说。“还有待改进的一个领域是UV-VIS-NIR或NIR-MIR-FAR(近中远红外线)区域之间更平滑,更无缝的整合。这样做可以提高功能性和易用性,从而提高实验室的生产率和效率。此外,引入新的探测器以降低噪音并提高信噪比将是一个巨大的提升。“

尽管目前分光光度法客户可以使用各种功能,但总有一些改进。Lynch表示,通过新的探测器设计,光分离的改进和可调谐激光器的使用,可以预期灵敏度的进步。“我们今天使用的基本光学平台仍然处于性能能力的**前沿,”他补充说,“我们预计它将在未来几年内出现。”