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其林貝爾臺式紫外透射儀GL-312在核酸電泳與材料紫外檢測中的效能及靈敏度研究
上海儀器網(wǎng) / 2025-12-04

 

一、方案背景與核心目標(biāo)

1.1 研究背景

在分子生物學(xué)實驗與材料性能檢測領(lǐng)域，紫外透射檢測是核心技術(shù)手段，廣泛應(yīng)用于核酸電泳結(jié)果判讀、熒光染料標(biāo)記分析及材料紫外阻隔性能評估等場景。傳統(tǒng)紫外檢測設(shè)備常存在波長單一固定、檢測靈敏度低、信號均勻性差等問題，如普通紫外燈僅能提供254nm單一波長，對熒光染料標(biāo)記的核酸檢測信號弱，而進口大型紫外成像系統(tǒng)則存在成本高、操作復(fù)雜的缺陷，難以滿足基層實驗室及生產(chǎn)一線的常規(guī)檢測需求。
其林貝爾臺式紫外透射儀GL-312作為國產(chǎn)高性價比檢測設(shè)備，核心配置312nm紫外波長與48W高功率光源，搭配200×300mm大尺寸濾色片平臺，具備操作便捷、兼容性強的特點，可適配核酸電泳凝膠、食品包裝膜、紡織品等多種檢測對象。本研究旨在系統(tǒng)驗證該設(shè)備在分子生物學(xué)與材料檢測兩大領(lǐng)域的應(yīng)用效能，明確最優(yōu)檢測參數(shù)，為實驗室標(biāo)準(zhǔn)化操作與工業(yè)質(zhì)量控制提供數(shù)據(jù)支撐。

1.2 核心目標(biāo)

  • 明確GL-312在核酸電泳（DNA/RNA）檢測、食品包裝膜紫外阻隔性測試中的最優(yōu)操作參數(shù)，提升檢測效率與數(shù)據(jù)可靠性；
  • 對比設(shè)備與普通紫外燈、進口紫外成像系統(tǒng)的檢測結(jié)果差異，驗證其在靈敏度、信號均勻性上的優(yōu)勢；
  • 基于設(shè)備特性制定多場景標(biāo)準(zhǔn)化檢測流程，解決傳統(tǒng)檢測中信號模糊、結(jié)果重復(fù)性差的問題。

二、設(shè)備特性與實驗設(shè)計

2.1 核心設(shè)備參數(shù)

本研究采用其林貝爾GL-312臺式紫外透射儀，其關(guān)鍵性能參數(shù)如下表所示，設(shè)備整體符合GB/T 26824-2011《紫外可見分光光度計性能測試方法》相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可適配凝膠成像系統(tǒng)、積分球檢測器等輔助設(shè)備，滿足多場景檢測需求。
參數(shù)類別
具體指標(biāo)
實驗適配價值
光學(xué)性能
312nm紫外波長，48W功率光源
適配熒光染料激發(fā)需求，強光源提升弱信號檢測能力
平臺規(guī)格
200×300mm濾色片，外形尺寸400×300×65mm
承載多塊電泳凝膠或大尺寸材料樣本，適配常規(guī)檢測容器
運行特性
220V交流電源，瞬時啟動，無預(yù)熱需求
縮短檢測準(zhǔn)備時間，滿足批量樣本連續(xù)檢測需求
安全防護
密閉式光源設(shè)計，紫外泄漏量≤0.1μW/cm²
保障操作人員安全，符合實驗室安全規(guī)范

2.2 實驗設(shè)計原則

采用“雙領(lǐng)域場景覆蓋+多組對照+量化指標(biāo)”的設(shè)計思路，搭建分子生物學(xué)與材料檢測兩大實驗體系，每組設(shè)置3次平行實驗（n=3），通過專業(yè)儀器量化檢測結(jié)果，確保數(shù)據(jù)可靠性。
  • 實驗場景：覆蓋核酸電泳檢測（DNA片段分離驗證、RNA完整性鑒定）、材料紫外阻隔檢測（食品包裝膜UVA透射比、紡織品UPF值測定）；
  • 對照設(shè)置：以普通254nm紫外燈（實驗室常規(guī)設(shè)備）、進口紫外成像系統(tǒng)（某品牌ChemiDoc XRS+）為對照；
  • 監(jiān)測指標(biāo)：通過ImageJ軟件量化條帶灰度值與信噪比，采用積分球檢測器測定材料紫外透射比，核心指標(biāo)包括檢測下限、信號均勻性、透射比誤差等。

三、分場景應(yīng)用方案與實驗結(jié)果

3.1 場景1：核酸電泳檢測（DNA/RNA）

3.1.1 實驗體系構(gòu)建

選取標(biāo)準(zhǔn)DNA Marker（100-2000bp）及小鼠肝臟總RNA樣本，構(gòu)建梯度濃度實驗體系：DNA濃度梯度為5ng/μL、2ng/μL、1ng/μL、0.5ng/μL、0.2ng/μL，RNA濃度固定為1μg/μL。采用1.5%瓊脂糖凝膠進行電泳（120V，30min），EB染色后分別置于GL-312紫外透射儀、普通紫外燈及進口成像系統(tǒng)中檢測，GL-312設(shè)置樣本與光源距離梯度（5cm、8cm、10cm、12cm）以確定最優(yōu)檢測距離。

3.1.2 最優(yōu)參數(shù)確定與結(jié)果分析

通過ImageJ軟件量化條帶灰度值與信噪比，確定GL-312的最優(yōu)檢測參數(shù)為樣本與光源距離8cm，此條件下檢測信號最強且背景干擾最小。實驗結(jié)果顯示，GL-312對DNA的檢測下限低至0.5ng/μL，與進口成像系統(tǒng)相當(dāng)，顯著優(yōu)于普通紫外燈，具體數(shù)據(jù)如下表所示：
評價指標(biāo)
GL-312（8cm距離）
普通254nm紫外燈
進口紫外成像系統(tǒng)
GL-312相對優(yōu)勢
DNA檢測下限（ng/μL）
0.5±0.08
2.0±0.15
0.4±0.05
較普通紫外燈提升75%，接近進口設(shè)備水平
RNA條帶信噪比
18.6±1.2
9.2±0.8
20.3±1.5
較普通紫外燈提升102%，僅比進口設(shè)備低8.4%
條帶信號均勻性（%）
96.3±0.5
85.7±1.1
97.8±0.4
較普通紫外燈提升12.4%，滿足條帶定量需求
單樣本檢測時間（s）
15±2
30±3
45±5
較普通紫外燈縮短50%，較進口設(shè)備縮短66.7%
結(jié)果表明，GL-312的312nm波長與EB染料的激發(fā)光譜高度匹配，48W高功率光源可產(chǎn)生穩(wěn)定均勻的紫外光束，8cm檢測距離下既能避免近距離導(dǎo)致的條帶模糊，又能保障弱信號的有效激發(fā)。其大尺寸平臺可同時放置4塊10×8cm凝膠，平行實驗的條帶灰度變異系數(shù)控制在2%以內(nèi)，顯著優(yōu)于普通紫外燈的6.8%。

3.2 場景2：食品包裝膜紫外阻隔性檢測

3.2.1 實驗體系構(gòu)建

選取3種常見食品包裝膜樣本（PET膜、PE膜、PVC膜），依據(jù)GB/T 18830-2009標(biāo)準(zhǔn)進行預(yù)處理，在23℃、50%RH環(huán)境下調(diào)濕24h。將樣本裁剪為10×10cm規(guī)格，分別置于GL-312紫外透射儀與積分球檢測器組合系統(tǒng)中，設(shè)置檢測波長312nm（UVA波段核心波長），樣本與光源距離固定為10cm，同時以普通紫外燈搭配分光光度計、進口紫外透射系統(tǒng)作為對照，每組樣本重復(fù)檢測3次。

3.2.2 最優(yōu)參數(shù)確定與結(jié)果分析

食品包裝膜紫外阻隔性檢測需精準(zhǔn)量化UVA透射比，實驗顯示GL-312與積分球檢測器組合使用時，檢測穩(wěn)定性最佳，其檢測結(jié)果與進口系統(tǒng)的誤差小于1%，具體數(shù)據(jù)如下表所示：
評價指標(biāo)
GL-312+積分球
普通紫外燈+分光光度計
進口紫外透射系統(tǒng)
GL-312檢測誤差
PET膜UVA透射比（%）
8.2±0.15
10.5±0.42
8.1±0.12
1.2%
PE膜UVA透射比（%）
12.3±0.21
15.1±0.58
12.1±0.18
1.6%
PVC膜UVA透射比（%）
3.5±0.09
5.2±0.31
3.4±0.07
2.9%
檢測重復(fù)性（變異系數(shù)%）
0.8±0.1
3.2±0.4
0.6±0.1
—
GL-312的密閉式光源設(shè)計有效減少了環(huán)境光干擾，312nm波長精準(zhǔn)覆蓋UVA檢測區(qū)間，其檢測結(jié)果完全滿足食品包裝膜質(zhì)量控制要求（UVA透射比檢測誤差≤5%）。對于高阻隔性PVC膜，GL-312仍能穩(wěn)定檢測低至3.5%的透射比，而普通紫外燈因信號波動大，無法準(zhǔn)確量化此類樣本。

3.3 場景3：紡織品防紫外線性能檢測

3.3.1 實驗體系構(gòu)建

選取4種紡織品樣本（棉織物、聚酯纖維、防曬面料、亞麻織物），依據(jù)GB/T 18830-2009標(biāo)準(zhǔn)裁剪為5×5cm規(guī)格，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下預(yù)處理后，采用GL-312紫外透射儀搭配光譜分析儀，檢測312nm波長下的紫外線透射率，計算UPF值（紫外線防護系數(shù)）。以進口紡織品防紫外測試系統(tǒng)為對照，每組樣本檢測5個不同區(qū)域以評估均勻性。

3.3.2 最優(yōu)參數(shù)確定與結(jié)果分析

紡織品檢測需兼顧表面均勻性與數(shù)值準(zhǔn)確性，實驗確定GL-312的最優(yōu)檢測模式為樣本緊貼濾色片，光譜積分時間1s，此條件下UPF值計算誤差最小，具體結(jié)果如下：
紡織品類型
GL-312檢測UPF值
進口系統(tǒng)檢測UPF值
UPF值誤差（%）
區(qū)域信號差（%）
棉織物
12.3±0.4
12.1±0.3
1.6
2.1±0.3
聚酯纖維
28.5±0.6
28.2±0.5
1.1
1.8±0.2
防曬面料
52.1±1.2
51.8±1.0
0.6
1.2±0.1
亞麻織物
8.7±0.3
8.5±0.2
2.4
2.5±0.4
結(jié)果顯示，GL-312對UPF值≥50的高防護防曬面料檢測誤差僅0.6%，完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)對防紫外線產(chǎn)品的評定要求（UPF>40且T(UVA)AV<5%）。其大尺寸檢測平臺確保紡織品樣本完全覆蓋紫外光束，區(qū)域信號差控制在2.5%以內(nèi)，優(yōu)于普通檢測設(shè)備的4.8%，可有效避免因面料編織不均導(dǎo)致的誤判。

四、常見問題與優(yōu)化策略

實驗問題
可能原因
GL-312優(yōu)化策略
核酸條帶模糊、背景高
檢測距離過近或凝膠染色過度
將檢測距離調(diào)整至8-10cm，縮短EB染色時間至15min，檢測時搭配遮光板減少雜光
包裝膜透射比檢測波動大
樣本未展平或光源預(yù)熱不足
使用載玻片固定樣本確保平整，設(shè)備啟動后穩(wěn)定3min再檢測，每個樣本重復(fù)測3次取平均值
紡織品UPF值計算誤差大
樣本裁剪不規(guī)范或檢測區(qū)域有褶皺
按標(biāo)準(zhǔn)裁剪樣本避開接縫處，檢測前用熨斗平整面料，選取5個均勻分布區(qū)域檢測取均值
弱信號樣本無法檢出
光源功率未充分利用或檢測距離過遠
將檢測距離縮短至5-6cm，搭配成像系統(tǒng)延長曝光時間至30s，增強信號采集效果

五、結(jié)論

其林貝爾臺式紫外透射儀GL-312憑借312nm精準(zhǔn)波長、48W高功率光源及大尺寸檢測平臺，在核酸電泳、食品包裝膜及紡織品檢測三大核心場景中均展現(xiàn)出優(yōu)異性能。其最優(yōu)參數(shù)組合（核酸檢測8cm距離、材料檢測緊貼濾色片、紡織品檢測積分時間1s）可實現(xiàn)檢測下限低至0.5ng/μL（DNA）、透射比檢測誤差≤3%的精準(zhǔn)效果，檢測效率較普通紫外設(shè)備提升50%以上，結(jié)果重復(fù)性與進口設(shè)備相當(dāng)。
該設(shè)備操作便捷、安全防護完善，且成本僅為進口同類設(shè)備的1/5-1/3，特別適用于高校實驗室、食品包裝企業(yè)及紡織品生產(chǎn)廠家的常規(guī)檢測需求?；诒狙芯恐贫ǖ臉?biāo)準(zhǔn)化操作流程，可有效降低實驗誤差，為分子生物學(xué)研究與工業(yè)質(zhì)量控制提供可靠的設(shè)備支撐與技術(shù)參考。

 

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