nanodrop应用-分光光度法对工业染色剂的定量分析

'NanoDrop2000/2000c应用分光光度法对工业染色剂的定量分析RichardW.BeringerandAndrewF.PageThermoFisherScientific,Wilmington,DEIntroduction介绍Qualitycontrolofindustrialdyeadditivesisimperativetoensurethereproducibilityofdyecolorandappearanceinthecolorant’sfinalapplication.TheThermoScientificNanoDrop2000UV-VisSpectrophotometeroffersarapid,fullycustomizablemethodforcheckingbatchqualityforproperpigmentconcentrationpriortodistributiontotheproduct’senduser.TheconcentrationsofmostaqueousdyesandpigmentscanbeassessedusingthefullultravioletandvisiblespectrumcapabilitiesoftheNanoDropTM2000.为了确认染色的重复性和着色剂在最终应用中的表现，工业染料添加剂的质量控制非常必要。赛默飞世尔的NanoDrop2000紫外可见分光光度计提供一个快速、顾客自定义的方法，在产品出售给最终用户之前，预先成批检测的染料在一个合理的浓度范围。大多数水溶性染料和天然色素的浓度可以用覆盖紫外和可见区域的NanoDrop2000紫外分光光度计进行测试。TheNanoDrop2000utilizesauto-rangingpathlengthstoquantifydyesamplesacrossamuchbroaderconcentrationrangethanispossibleusingaconventionalcuvette-basedspectrophotometer.Byoptimizingthepathlengthbasedondyeabsorbance(rangingfrom1.0mmto0.05mm)theNanoDrop2000canaccuratelymeasuretheabsorbanceofasampleacrossaconcentrationrangenearly200foldgreaterthanthatofacuvette-basedsystem.Inthisstudy,thevisibleabsorbancespectrumofuranine,thedisodiumsaltoffluorescein,wasassessedusingaNanoDrop2000Spectrophotometeracrossabroadconcentrationrange.Uranineiscommonlyusedinoilandgasindustriestodetectleaksincontainmentvesselsandpipelines.Itisalsousedasacolorantinmilitary,medical,andcosmeticapplications.Bothlineardynamicrangeandprecision(reproducibility)wereassessed.相比传统的比色皿紫外分光光度法，NanoDrop2000紫外可见分光光度计在定量染料样品浓度时，通过利用自动光程控制，能得到更宽的浓度范围。通过根据染料的吸光度来优化光程（1.0mm至0.05mm），NanoDrop2000可以正确测定样品吸光度的浓度范围比常规比色皿分析浓度范围宽200倍。这次研究中，二钠盐荧光素的可见吸光谱图，就是用NanoDrop2000紫外分光光度计在一个很宽的浓度范围进行分析。荧光素钠是在油和气体工业中常用检测项目用以确认容器或管道中是否发生泄漏。它作为一种着色剂还用于军事、药物和化妆品应用邻域。线性范围和精密度（重复性）给出测试。ExperimentalProceduresTheabsorbanceofuraninetestsampleswasmeasuredat490nm.AcustommethodwasdevelopedintheNanoDrop2000softwarethatallowedforideallampintegrationtimesforanalysisofthepeakofinterest(fig.1),whileavoidingadditionalpeaksintheUVregionofthespectrum.荧光素钠样品的吸光度在490nm下进行测定。由NanoDrop2000软件开发的客户定制方法，在分析感兴趣的峰时，采用理想的灯响应时间(fig.1)，避免额外峰出现在谱图的紫外区域。 Figure1:Absorbancespectrumof1.5g/Luranine.Absorbancemaximumat490nmwasusedforsubsequentanalysis.图一：1.5g/L荧光素钠的吸收谱图。最大吸收波长490nm用于下面定量分析过程中。A1.5g/Lstocksolutionwaspreparedbydissolving1.5guraninepowderin20mLof1Nsodiumhydroxide.Volumewasadjustedto1Linavolumetricflaskusingdeionizedwater.Lineardynamicrangewastestedbymeasuringaserialdilutionofthisstocksolution.Absorbanceoffive,2.0μLaliquotsofeachdilutionweremeasuredat490nmusingacustommethoddevelopedusingtheMethodEditorintheNanoDrop2000Software.先将1.5g荧光素钠粉溶解在20mL1mol/LNaOH中，再在容量瓶中用去离子水将体积定容到1升，制成1.5g/L的储备液。用该储备液的稀释液测试线性动态范围。使用的NanoDrop2000软件开发使用自定义的方法，将5个2uL的不同浓度标准水溶液依此在490nm下测其吸光度，根据吸光值与浓度关系制作标准曲线。 Figure2:Uranineabsorbancevs.concentrationat490nm.Stronglinearresponseobservedthroughtheentiredilutionrange.图二：490nm下荧光素钠的吸光度与浓度的关系图。在整个线性范围有强大线性关系。Table1:Average,standarddeviation,and%CVofreplicatealiquots(n=5)ofaserialdilutionofuraninedye.表1：一系列稀释荧光素钠染料每个浓度点测试的平均值、标准偏差和变异系数（n=5）Reportedabsorbancesat490nmrangedfrom0.02Aatthelowestconcentration(0.0015g/L)toover27Aforthehighest(1.5g/L)concentrationsolutionata1.0mmpathlengthequivalent表中490nm处的吸光度范围，相当于1.0毫米光程计，从最低溶液浓度0.0015g/L（0.02A）到最高的1.5g/L（27）以上。Reproducibilityacrossreplicatealiquotswasverygood;CVvaluesof1%orlesswereobservedinsamplesabove0.003g/L,withexcellentstandarddeviationsinallcases(table1).Thisdataindicatesalinear,reproduciblemeasurementrangenearly200timesbroaderthanatraditionalspectrophotometerutilizinga1cmcuvette.通过平行测试表明仪器重复性非常好；在样品浓度超过0.003g/L时观察到变异系数CV为1%或小于1%，在所有情况下都获得优秀的标准偏差值（见表1）。这个数据显示方法具有良好的线性关系、重复性，线性范围与比传统的利用1厘米比色皿方法相比，宽将近200倍。ConclusionTheuseofUV/VisibleSpectrophotometersforthequalitycontrolofdyesandpigmentshasbeenastandardpracticefordecades.However,thedetectionlimitationsofafixed-pathlength,cuvette-basedspectrophotometerrequirethatapigmentsamplebeheavilydilutedpriortomeasurement.Thesedilutionsintroduceapotentialsourceoferrorinthequalitycontrolprocess.TheNanoDrop2000UV-VisSpectrophotometercanbeemployedtoprovidearapidandaccurateverificationofdyeconcentrationwithouttheneedforsignificantdilutions.ThecustommethodcapabilitiesoftheNanoDrop2000softwarecanbeusedtodevelopspecificapplicationsforvariousdyesandpigmentqualityprocesses,allowingdatacaptureandanalysistobeperformed automatically.Thepolishedstainlesssteelandquartzconstructionofthemeasurementpedestalishighlyresistanttosamplecarryoverorstaining,evenwhenexposedtoextremelyconcentrateddyes.Inaddition,theinstrument’sshortmeasurementcycle,lackofawarm-upperiod,andgeneraleaseofusegreatlyincreasestherateatwhichsamplescanbeprocessed。应用紫外可见分光光度法测试染料和天然色素已经成为一种常规的标准测试法。然而，常规比色皿检测固定光程测试的检测范围较窄，进行天然色素测试时需要大量的稀释，此过程可能会给定量带来人为的误差。NanoDrop2000可以准确快速测试染料浓度而不需要稀释样品。客户定制方法可以被用来开发专门的应用方法用于各种染料和天然色素，软件能够自动进行数据的采集和分析。不锈钢金属或石英纤维制成的基座，即便是浓度非常大的样品，也能避免样品交叉污染。此外，仪器测试周期短，不需要预热，使用方便，大大增加了样品进样效率。'