マイクロボリュームバイオスペックナノ分光光度計を用いて核酸およびタンパク質の濃度測定
February 17th, 2011
この通信は、dsDNAとタンパク質定量用BioSpec -ナノUV - VIS分光光度計の精度と再現性に関するデータを提示。自動拭き取り機能は、より正確な結果を得るために最小のキャリーオーバーのスループットと結果を改善しながらであっても、超小型のボリューム（1〜2リットル）で、再現性は、優れています。
この手順の全体的な目標は、マイクロボリューム分光光度計を使用して、核酸とタンパク質の濃度を正確かつ再現性よく測定することです。これは、まず、測定するサンプルの適切な光路長を選択することで実現されます。手順の 2 番目のステップは、ブランクを測定することです。
次に、DNAまたはタンパク質サンプルを測定します。手順の最後のステップは、データをPDFまたはCSV形式で保存することです。最終的には、DNAとタンパク質の再現性の高い結果が得られます。
この方法により、迅速かつ正確に定量を得ることができます。この手法の主な利点は、高速、正確、再現性があることです。DNA定量の手順を開始するには、BIOS spec nano分光光度計の電源を入れます。
PCのデスクトップからBIOSspecnanoソフトウェアを開きます。「Simple Nucleic Acid D-S-D-N-A」タブをクリックします。ソフトウェアは機器との通信を確立し、初期化シーケンスを実行します。
これにより、機器が仕様どおりに動作していることが確認されます。次に、パスの長さを選択します。パスの長さスライダー上。
マイクロリットル容量のサンプルには、0.2ミリメートルまたは0.7ミリメートルの3つのオプションが用意されています。また、希薄なサンプルの場合は、光路長5mmのベテを使用するオプションがあります。
このデモンストレーションでは、2マイクロリットルのサンプルを測定するために0.7ミリメートルが選択されています。すべての計算は、選択したパスの長さに基づきます。次に、ソフトウェアで[セットアップ]タブをクリックし、[自動ワイプ設定]を選択します。
1 回のワイプに対して 1 つを選択します。サンプル測定の前に、または新しい光路長を選択するたびに、0.7ミリメートルの光路長ピペットで2マイクロリットルの水またはバッファーを台座にブランク測定する必要があります。空白の測定には、空白をクリックします。
上部ウィンドウが移動してサンプル液滴に接触し、キセノンフラッシュが観察されます。測定が完了すると、ワイパーが自動的にサンプルを拭き取ります。これで、サンプルを測定できます。
溶解していない粒子の存在として、均質なサンプル溶液を使用することが重要です。サンプル粒子は再現性のないデータになります。気泡が入らないように、サンプルの2マイクロリットルを慎重に吸引し、ピペットの先端からサンプルを台座に均一にピペットで送り出します。
機器のスタートボタンを押します。前回と同様に、上部ウィンドウが移動してサンプル液滴とキセノンフラッシュが観察され、再現性を判断し、同じサンプルを3回繰り返し測定し、記録されたすべてのデータはABDファイルとして自動的に保存されます。PDF または CCSV ファイルとして保存するには、[P-D-F-C-S-V の保存] をクリックします。
結果は、保存タブで適切な選択を使用してCSVファイルとして保存することもできます。タンパク質の定量は、吸光度2 80メソッドを使用して行うことができます。タンパク質の定量には、タンパク質の定量タブを選択します。
吸光係数イプシロン2 80がわかっている場合は入力し、イプシロン2 80がわからない場合は、パス長スライダーで0.2ミリメートルを選択してイプシロン2 80計算を使用して計算し、3マイクロリットルのサンプルを測定します。次に、ソフトウェアで[セットアップ]タブをクリックし、[自動ワイプ設定]を選択します。2つのワイプで2つ選択して、サンプルのキャリーオーバーを防ぎ、正確な読み取りを確保します。
台座上のブランクピペットを3マイクロリットルの水またはバッファーで測定するには、ブランクをクリックしてブランク測定を行います。次に、3マイクロリットルのタンパク質サンプルを台座に慎重にピペットで移します。サンプルの測定を開始するために気泡を入れずに、ソフトウェアの[開始]をクリックするか、装置の開始ボタンを押します。
同じサンプルの測定を3回繰り返して、示されている再現性を判断します。以下は、典型的な二本鎖DNAサンプルでの測定データです。DNA濃度の計算に使用される式は、サンプル濃度がDFにOD2の量を掛けたものに60を引いたものからOD3を引いたものの20倍に等しく、DFはサンプル希釈係数に等しく、NACFは核酸濃度係数に等しくなります。
核酸濃度係数は、選択した分析種に応じて設定されます。計算された核酸濃度とOD 2 62 80比が示されています。この表には、DNA定量の再現性試験結果が含まれています。
これらのデータを総合すると、相対標準偏差が0.26%と低いことから明らかなように、再現性の高い結果を示しています。ここには、BSAのタンパク質濃度分析の代表的な結果が示されています。ミリリットルあたりのマイクログラムタンパク質濃度は、イプシロン280の値に基づいています。最後に、この表はタンパク質定量の再現性解析を示しています。
0.51%の相対標準偏差は、BIOSスペックnanoがDNAだけでなくタンパク質についても正確に測定することを示しています。習得すれば、1分間で複数のサンプルを分析できます。
概要
この研究は、BioSpec-nano UV-VIS分光光度計を用いてdsDNAおよびタンパク質を定量化するための精度と再現性を評価します。この方法は、超小型の試料体積でも優れた再現性を示し、キャリーオーバーを最小限に抑えつつ、スループットを向上させます。
主要な研究要素
科学分野
- 生化学
- 分析化学
- バイオテクノロジー
背景
- 核酸およびタンパク質の正確な定量化は、生物学研究において極めて重要です。
- マイクロボリューム分光光度法により、最小限のサンプル要件で分析が可能です。
- 自動化機能により、測定効率と精度を向上させることができます。
- 再現性は信頼性の高い実験結果にとって不可欠です。
研究目的
- BioSpec-nano分光光度計を用いて核酸およびタンパク質の定量化性能を評価すること。
- 少量のサンプル体積を用いた正確な測定のプロトコルを確立すること。
- 繰り返し測定を通じて結果の信頼性を示すこと。
使用した方法
- サンプル測定に適切な経路長の選択。
- サンプル分析前のブランク測定。
- サンプル間のキャリーオーバーを防ぐための自動ワイピング。
- さらなる分析のためにPDFまたはCSV形式でデータ保存。
主な結果
- DNA定量化の相対標準偏差は0.26%で、高い再現性の結果が得られました。
- タンパク質定量化も相対標準偏差0.51%で高い精度を示しました。
- BioSpec-nanoを用いて、迅速かつ正確な測定を達成できます。
- 複数のサンプルを迅速に分析でき、スループットが向上します。
結論
- BioSpec-nano分光光度計は、dsDNAとタンパク質の両方の信頼性の高い定量化を提供します。
- 自動化機能により測定効率が大幅に向上します。
- この方法は生物学研究におけるハイスループットアプリケーションに適しています。
よくある質問
Executive Industry Relevance
Accurate and reproducible quantification of nucleic acids and proteins is essential for target validation and assay development in early drug discovery. The BioSpec-nano micro-volume spectrophotometer enables high-throughput, low-sample-consumption measurements with automated sample handling, reducing variability and improving data reliability for lead identification workflows. Its rapid measurement cycle and low relative standard deviation support predictive confidence in downstream screening and translational applications.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables precise quantification of nucleic acid and protein samples to support target expression analysis and pathway interrogation.
- Operational Value: Reduces sample consumption and manual handling steps, increasing throughput for hypothesis testing in discovery biology.
- Predictive Value: Low relative standard deviation (0.26% for DNA, 0.51% for protein) enhances confidence in quantitative data used for go/no-go decisions.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Provides reproducible absorbance measurements (OD260-OD320 for DNA, OD280 for protein) suitable for assay standardization and reagent qualification.
- Operational Value: Automated wiping and blanking minimize carryover and ensure measurement consistency across plates or batches.
- Scalability: Three-second measurement time enables rapid screening of sample libraries or fractionation outputs.
Translational & Preclinical Research
- Translational Continuity: Supports biomarker quantification and pharmacokinetic sample analysis where low-volume, high-precision detection is required.
- Mechanistic De-risking: Accurate protein concentration data (via ε280 calculation from Trp, Tyr, Cys-S-S residues) enables correct dosing in functional assays.
- Workflow Integration: Outputs in PDF/CSV format facilitate data tracking and cross-functional sharing between discovery and preclinical teams.
Pipeline & Workflow Integration
The BioSpec-nano fits within the discovery continuum from initial target validation through assay development and into preclinical sample analysis, particularly where sample conservation and measurement reproducibility are critical.
- Discovery Biology: Supports hypothesis-driven quantification of nucleic acids (e.g., gene expression constructs) and proteins (e.g., purified targets, antibodies) for target validation.
- Screening: Enables QC of sample inputs and reaction outputs in biochemical or cell-based assays with minimal volume requirements.
- Analytics: Delivers quantitative OD-based readouts with automated pathlength correction and extinction coefficient calculation for proteins.
- Translational Research: Compatible with low-volume preclinical samples (e.g., plasma, tissue lysates) requiring accurate concentration normalization.
- Enterprise Reuse: Functions as a shared core lab resource for standardized quantitation across multiple projects and modalities.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Improves data quality and reproducibility in nucleic acid and protein quantitation, reducing false negatives/positives in early screening.
- Operational Value: Automation of sample contact, measurement, and cleaning reduces user variability and increases lab efficiency.
- Strategic Value: Enables faster iteration in lead optimization by providing reliable quantification for structure-activity relationship (SAR) studies.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted resource allocation by delivering trustworthy quantitative data for target prioritization.
Implementation Considerations
- Requires familiarity with spectrophotometer principles and pathlength selection based on sample concentration.
- Needs access to a PC with BioSpec-nano software and periodic maintenance of optical surfaces.
- Benefits from standardized SOPs for blanking, wiping, and sample application to ensure cross-user consistency.
- Adaptable to various sample types (DNA, protein, other analytes) via software configuration and pathlength adjustment.
- Limited to absorbance-based quantification; not suitable for fluorescent or luminescent assays without additional instrumentation.
