分光光度計
分光光度計已經成為現(xiàn)代分子生物實驗室常規(guī)儀器。常用于核酸,,蛋白定量以及細菌生長濃度的定量,。核酸的定量是分光光度計使用頻率最高的功能??梢远咳苡诰彌_液的寡核苷酸,,單鏈、雙鏈DNA,,以及RNA,。核酸在波長 260 nm處有最高吸收峰。吸收紫外光的性質是嘌呤環(huán)和嘧啶環(huán)的共軛雙鍵系統(tǒng)所具有的,,所以嘌呤和嘧啶以及一切含有它們的物質,,不論是核苷、核苷酸或核酸都有吸收紫外光的特性,。但紫外法不能區(qū)分DNA和RNA,,只能用來鑒定核酸的純度和含量。
蛋白質由于含有芳香氨基酸,,因此也能吸收紫外光,。通常蛋白質的吸收高峰在280nm波長處,在260nm處的吸收值公為核酸的十分之一或更低,,故核酸樣品中蛋白質含量較低時對核酸的紫外測定影響不大,。RNA的260nm與280nm吸收的比值在2.0以上;DNA的260nm與280nm吸收的比值則在1.9左右,。當樣品中蛋白質含量較高時比值即下降,。
分光光度計采用一個可以產生多個波長的光源,,通過系列分光裝置,從而產生特定波長的光源,,光源透過測試的樣品后,,部分光源被吸收,計算樣品的吸光值,,從而轉化成樣品的濃度,。樣品的吸光值與樣品的濃度成正比。
核酸的定量
DNA和RNA都有吸收紫外光的性質,,它們的吸收高峰在260nm波長處,,每種核酸的分子構成不一, 因此其換算系數(shù)不同,。定量不同類型的核酸,,事先要選擇對應的系數(shù)。如:1OD 的吸光值分別相當于50μg / ml 的dsDNA,,37μg / ml 的ssDNA,, 40μg/ml的RNA,30μg/ml的寡核苷酸,。測試后的吸光值經過上述系數(shù)的換算,,從而得出相應的樣品濃度,這些由分光光度計內預設的程序執(zhí)行,,因此,,測試前選擇正確的程序,測試樣品的類型,,首先測試空白液,,然后再測試樣品,注意輸入樣品稀釋倍數(shù),。
如何避免吸光值漂移
讀數(shù)不穩(wěn)定可能是實驗者最頭痛的問題,。靈敏度越高的儀器, 表現(xiàn)出的吸光值漂移越大,。事實上,,分光光度計的設計原理和工作原理,允許吸光值在一定范圍內變化,,即儀器有一定的準確度和精確度,。
核酸本身物化性質
溶解核酸的緩沖液的pH 值、離子濃度等
在測試時,,離子濃度太高也會導致讀數(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),。核酸的吸光值受pH值和緩沖液離子濃度影響,。只有在一定的pH值和低離子濃度的條件下(如10 mM Tris-HCl pH 8.0),,才能得到精確的檢測結果。水的pH值不穩(wěn)定,,可能導致檢測誤差,。一些緩沖液在紫外范圍內存在自身吸收,為了確保準確測量,,請使用與懸浮或洗脫樣品時相同的緩沖液,。
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。為了最大程度減少顆粒對測試結果的影響,,要求核酸吸光值至少大于0.1A ,,吸光值最好在0.1-1.5 A,。在此范圍內,,顆粒的干擾相對較小,結果穩(wěn)定,。從而意味著樣品的濃度不能過低,,或者過高(超過光度計的測試范圍)。
操作因素
如混合要充分,,否則吸光值太低,, 甚至出現(xiàn)負值;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,;樣品的體積必須達到比色杯要求的最小體積等多個操作事項,。
各波長具體含義及相關問題
1. A260nm
是核酸最高吸收峰的吸收波長,最佳測量值的范圍為0.1至1.0,。如果不在此范圍,,稀釋或濃縮樣品,使之在此范圍內,;如果吸光度小于0.05,,檢查是否存在操作因素(如移液不準確,樣品內有懸浮物等)影響,。DNA樣品的A260 吸光度值是否>0.1,。(請注意,,這個值跟儀器無關,核酸的吸光度必需大于0.1,,其值才有效和可靠,,因為樣品中的雜質和顆粒這些不純物的干擾通常會對光有一定吸收,其值<0.1),;
朗伯-比爾定律:
A 吸光值
I0 入射光強度
I 投射光強度
c 吸光物質的摩爾濃度(mol/L)
d 光通過的液層厚度(cm)
ε 摩爾吸光系數(shù)(Lmol-1cm-1)
2. A280nm
是蛋白和酚類物質最高吸收峰的吸收波長,,比值可進行核酸樣品純度評估:純DNA的A260/A280比值為1.8,純RNA為2.0,。如果比值低,,表示受到蛋白(芳香族)或酚類物質的污染,需要純化樣品,。比值=1.5相當于50%蛋白質/DNA溶液
3. A230nm
是碳水化合物最高吸收峰的吸收波長,,比值可進行核酸樣品純度評估:純DNA和 RNA的A260/A230比值為2.5。若比值小于2.0標明樣品被碳水化合物(糖類),、鹽類或有機溶劑污染,,需要純化樣品。A230產生負值主要是由于在很低DNA 濃度的溶液中的一些其他成分的干擾所導致的,。在下一個測定中,,需要降低樣品的稀釋度,A230的負值會被校正,。
4. A320nm或A340nm
為檢測溶液樣品的濁度和其他干擾因子,。該值應該接近0.0。如果不是,,標明溶液中有懸浮物,,需要純化樣品。純樣品的A320一般是 0,。
5. A260/A280和A260/A230
是核酸純度的指示值,,純度好的DNA,在pH7-8.5 下其比值應該在2.0 或2.5,,A260 / A280的比值,, 用于評估樣品的純度, 因為蛋白的吸收峰是280 nm,。 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,表示存在蛋白質或者酚類物質的影響,。
A230是多肽,、芳香基團、苯酚和一些碳氫化合物的吸光度,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 ,。A280是蛋白質的吸光度。