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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 / 2025-12-04

 

一、方案背景與核心目標

1.1 研究背景

在分子生物學實驗與材料性能檢測領域，紫外透射檢測是核心技術手段，廣泛應用于核酸電泳結果判讀、熒光染料標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、操作復雜的缺陷，難以滿足基層實驗室及生產一線的常規(guī)檢測需求。
其林貝爾臺式紫外透射儀GL-312作為國產高性價比檢測設備，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)驗證該設備在分子生物學與材料檢測兩大領域的應用效能，明確最優(yōu)檢測參數，為實驗室標準化操作與工業(yè)質量控制提供數據支撐。

1.2 核心目標

  • 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，提升檢測效率與數據可靠性；
  • 對比設備與普通紫外燈、進口紫外成像系統(tǒng)的檢測結果差異，驗證其在靈敏度、信號均勻性上的優(yōu)勢；
  • 基于設備特性制定多場景標準化檢測流程，解決傳統(tǒng)檢測中信號模糊、結果重復性差的問題。

二、設備特性與實驗設計

2.1 核心設備參數

本研究采用其林貝爾GL-312臺式紫外透射儀，其關鍵性能參數如下表所示，設備整體符合GB/T 26824-2011《紫外可見分光光度計性能測試方法》相關標準，可適配凝膠成像系統(tǒng)、積分球檢測器等輔助設備，滿足多場景檢測需求。
參數類別
具體指標
實驗適配價值
光學性能
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，無預熱需求
縮短檢測準備時間，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 實驗設計原則

采用“雙領域場景覆蓋+多組對照+量化指標”的設計思路，搭建分子生物學與材料檢測兩大實驗體系，每組設置3次平行實驗（n=3），通過專業(yè)儀器量化檢測結果，確保數據可靠性。
  • 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）；
  • 對照設置：以普通254nm紫外燈（實驗室常規(guī)設備）、進口紫外成像系統(tǒng)（某品牌ChemiDoc XRS+）為對照；
  • 監(jiān)測指標：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，核心指標包括檢測下限、信號均勻性、透射比誤差等。

三、分場景應用方案與實驗結果

3.1 場景1：核酸電泳檢測（DNA/RNA）

3.1.1 實驗體系構建

選取標準DNA Marker（100-2000bp）及小鼠肝臟總RNA樣本，構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)參數確定與結果分析

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，顯著優(yōu)于普通紫外燈，具體數據如下表所示：
評價指標
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%，較進口設備縮短66.7%
結果表明，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控制在2%以內，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 實驗體系構建

選取3種常見食品包裝膜樣本（PET膜、PE膜、PVC膜），依據GB/T 18830-2009標準進行預處理，在23℃、50%RH環(huán)境下調濕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，每組樣本重復檢測3次。

3.2.2 最優(yōu)參數確定與結果分析

食品包裝膜紫外阻隔性檢測需精準量化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，其檢測結果與進口系統(tǒng)的誤差小于1%，具體數據如下表所示：
評價指標
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%
檢測重復性（變異系數%）
0.8±0.1
3.2±0.4
0.6±0.1
—
GL-312的密閉式光源設計有效減少了環(huán)境光干擾，312nm波長精準覆蓋UVA檢測區(qū)間，其檢測結果完全滿足食品包裝膜質量控制要求（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GB/T 18830-2009標準裁剪為5×5cm規(guī)格，在標準環(huán)境下預處理后，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）。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)參數確定與結果分析

紡織品檢測需兼顧表面均勻性與數值準確性，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%，完全符合國家標準對防紫外線產品的評定要求（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，優(yōu)于普通檢測設備的4.8%，可有效避免因面料編織不均導致的誤判。

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熱不足
使用載玻片固定樣本確保平整，設備啟動后穩(wěn)定3min再檢測，每個樣本重復測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
按標準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、結論

其林貝爾臺式紫外透射儀GL-312憑借312nm精準波長、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%的精準效果，檢測效率較普通紫外設備提升50%以上，結果重復性與進口設備相當。
該設備操作便捷、安全防護完善，且成本僅為進口同類設備的1/5-1/3，特別適用于高校實驗室、食品包裝企業(yè)及紡織品生產廠家的常規(guī)檢測需求。基于本研究制定的標準化操作流程，可有效降低實驗誤差，為分子生物學研究與工業(yè)質量控制提供可靠的設備支撐與技術參考。

 

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