1.紫外分光光度计类
这类仪器通过检测DNA溶液对紫外光的吸收特性来计算浓度,操作简便且成本较低。
原理:
DNA分子在260 nm波长处有最大吸收峰(A260),其吸光度与浓度呈正比(1 A260≈50μg/mL双链DNA)。同时,通过A260/A280比值可评估纯度(纯DNA的比值约1.8-2.0),A260/A230比值可检测有机溶剂或盐类污染。
代表仪器:
Nanodrop系列(如Nanodrop 2000):仅需1-2μL样本,无需稀释即可快速检测,适用于高纯度样本的常规分析。
超微量分光光度计(如Nano-400A、NANO-200):支持微量检测(0.5-2μL),内置触摸屏和打印机,适合实验室快速筛查。
局限性:
易受蛋白质、RNA或化学杂质干扰,低浓度样本(<10 ng/μL)误差较大。
2.荧光法检测仪
基于荧光染料与DNA结合后发光的特性,灵敏度更高,适合低浓度或复杂样本。
原理:
染料(如PicoGreen、Qubit试剂)特异性结合双链DNA,激发后发射荧光,强度与DNA浓度正相关。此方法对污染物容忍度高,可检测低至0.1 ng/μL的样本。
代表仪器:
Qubit荧光计(如Invitrogen Qubit 4):配备触摸屏和内置试剂计算器,操作自动化,广泛用于NGS文库制备和微量样本分析。
BG Quant等荧光微孔板读数器:支持高通量检测,适用于多样本并行分析。
优势:
灵敏度高(比紫外法高1000倍),抗干扰能力强,尤其适合含盐、溶剂或单链DNA的样本。
局限性:
需专用试剂盒,成本较高;部分染料(如溴化乙锭)有毒性,需安全操作。
3.凝胶电泳法
虽非直接定量仪器,但常用于验证DNA完整性和粗略浓度。
原理:
DNA在电场中迁移速率与片段大小成反比,通过与已知浓度的DNA标记(如λ-DNA)比较条带亮度,可估算浓度。
应用场景:
快速评估PCR产物或提取DNA的质量,但定量精度较低(误差约20-50%)。
注意事项:
需结合荧光染料(如EB、MidoriGreen)显色,操作时需防护紫外线。
4.其他特殊仪器
基因测序仪:通过测序前的质检步骤间接评估DNA浓度,适用于高通量测序项目。
真空离心浓缩仪:通过浓缩低浓度样本提高检测下限,常用于法医学微量样本处理。
DIY荧光计:低成本方案,使用安全染料(如MidoriGreen)和开源硬件,适合教学或小型实验室。
如何选择仪器?
高纯度样本:优先选择紫外分光光度计(如Nanodrop)。
低浓度或复杂样本:使用荧光法(如Qubit)。
完整性验证:结合凝胶电泳。
高通量需求:微孔板读数器或自动化设备。
未来趋势
随着技术进步,仪器趋向微型化、智能化和多指标联检。例如,部分设备已整合吸光度与荧光检测模块,可一键完成浓度、纯度和片段分析。此外,便携式设备(如手持式荧光计)正逐步应用于野外或临床现场检测。
通过理解不同仪器的原理和适用场景,研究人员可更高效、精准地完成DNA浓度检测,为后续实验奠定可靠基础。