光谱仪的高性能吸光度线性一直局限于复杂而昂贵的仪器。现在，Ocean ST 等更简单、更易用的光谱仪也能实现类似的测量结果。
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在本应用说明中，我们评估了Ocean ST 微型光谱仪在蛋白质和 DNA 测量中的吸光度线性。Ocean ST 是最近发布的一款光谱仪，具有出色的紫外响应（185-650 nm）、高信噪比性能和超紧凑的体积（比智能手机还小）。
注：Yvette Mattley 博士为本应用说明提供了测量数据。
背景介绍
为什么要测量吸光度？吸光度测量可提供有关材料化学成分的宝贵信息。入射到样品上的光可以透射、吸收或散射。透射是指光线穿过样品；遇到分子的光线可能被吸收或散射。吸收率可以作为一种定性工具来鉴别物质，也可以作为一种定量工具来测量溶液中分子的浓度。
吸光度是一项重要的应用技术，尤其是在生物医学和生命科学领域，研究人员、开发人员和工艺工程师利用吸光度技术应对从蛋白质分析到护理点诊断等各种挑战。
吸光线性度
光谱仪测量精度的一个指标是其吸光线性度。这在比尔定律中有所描述，即在给定波长下吸收光的溶液将在该波长下产生一个吸光峰，其强度随溶液浓度的变化而线性变化。例如，如果溶液浓度增加一倍，吸光峰的高度也会增加一倍。因此，当我们描述光谱仪在 2 AU（吸光度单位）范围内具有吸光度线性时，这表明超过 2 AU，样品浓度与吸光度峰值之间的关系就会中断（不再是线性关系）。这种分解与检测器噪声和杂散光等限制因素有关。
具有高吸光度线性度的光谱仪可使用户：1）在广泛的浓度水平范围内精确测量样品；2）无需进行可能会在测量过程中引入误差的高度样品稀释步骤。这对于需要非常高的测量精度、需要比较不同实验结果或样品量有限的应用来说至关重要。
使用 Ocean ST 检测蛋白质和 DNA 的吸光度
为了评估 Ocean ST 的吸光度线性，我们测量了牛血清白蛋白（BSA）和 DNA 寡聚物。BSA 是一种常用于生化应用的蛋白质，而寡聚物是一种合成 DNA 或 RNA，常用于基因测试和医疗诊断等多种应用。
设备安装
我们使用的是Ocean ST-UV（185-650 纳米），积分时间设置为 3.8 毫秒，扫描平均为 100 次，箱车宽度设置为 3。光谱仪和光源在测量前预热 30 分钟，以确保热稳定性。
下面是其余的设置：
- DH-2000-S-DUV-TTL 深紫外氘灯和卤钨灯光源。在这些实验中，我们只使用了氘灯。卤素灯在所有测量中均处于关闭状态。
- SQ1-ALL 比色皿支架。这是一款通用比色皿架，适用于 1 厘米比色皿。
- CV-Q-10 1 厘米（10 毫米）路径长度石英比色皿。石英比色皿是紫外测量的最佳选择。
- QP450-1-XSR 极耐晒光纤（数量 2）。这是 450 µm SR 光纤，带有不锈钢 BX 护套。
样品制备和测量
我们测量了 30 种 BSA（Sigma A2153）浓度，范围从 0.02 到 5 mg/mL，以及 35 种寡聚 DNA（Sigma D-3159）浓度，范围从 0.3 到 150 µg/mL。所有稀释都是直接在石英比色皿中进行的，方法是从比色皿中取出 0.5 毫升样品，向比色皿中加入 0.5 毫升蒸馏水，然后用移液管轻轻地将样品从吸头中吸入和吸出 3 次，混合样品。在测量过程中，石英比色皿没有从比色皿支架上取下，这有助于最大限度地减少因污染物或比色皿校准不当而可能造成的误差。
成果
对 BSA 的吸光度测量显示，吸光度线性范围为 2 AU，超出了我们对 Ocean ST 的预期（图 1）。这具有非常积极的意义，因为 BSA 是一种典型的蛋白质，在生命科学研究和开发的许多领域都有应用。
图 1.Ocean ST 微光谱仪在广泛的蛋白质浓度水平范围内均表现出卓越的吸光度线性。
Ocean ST 对 DNA 寡聚物的测量也取得了令人印象深刻的吸光度线性结果（图 2）。这表明 Ocean ST 对寡聚物用户和定制寡聚物生产商都很有价值，前者是许多分子生物学研发工作的起点，而后者则将紫外可见光谱用作生产过程中的定量步骤。
图 2.Ocean ST 微型光谱仪所表现出的吸光度线性通常与更复杂、更不易使用的光谱仪有关。