Comparison of the performance characteristics
of the New NanoPhotometer™ Pearl and the NanoDrop 2000c.

February 2011

¹Michael Riepl, ²Heather Graehl, ¹Helena Funk, ³Ali Gawanbacht, ⁴Eva Klopocki, ⁵Reena Kartha

¹Implen GmbH, Germany. ²Implen, Inc, USA. ³University Hospital of Ulm, Institute of Molecular Virology, Germany. ⁴Charite - Universitatsmedizin Berlin, Germany. ⁵University of Minnesota, USA.

대부분의 분광광도계는 260nm와 280nm에서의 흡광도 값을 기반으로 Nucleic Acids와 Proteins 샘플을 정량 할 수 있습니다. 일반적으로 많은 샘플 량(100 ~ 3,500μl)을 필요로 하는 큐벳 타입에서 측정할 수 있습니다. 이와 같은 방법은 샘플의 소비량이 많아서 이용 및 비용적인 측면에서 제한이 있는데, 근래 기술의 발전으로 인해 극 미량(Submicroliter)의 샘플만으로도 측정이 가능하게 되었습니다.

Implen사는 우수한 재현성, 정확도, 측정속도를 유지하며 극 미량(0.3μl)의 샘플을 측정하기 위해서 NanoPhotometer™ Pearl (Fig. 1)를 개발했습니다. Implen사의 NanoPhotometer™ Pearl은 Thermo Scientific사의 NanoDrop 2000c와 기기성능에 대해서 비교되어지고 있습니다. 따라서 이번 실험은 두 시스템 간 극 미량(0.3 ~ 2μl)의 Nucleic Acids와 Proteins 샘플 측정 시 샘플의 안전성, 측정 속도 등 성능을 평가하기 위해 진행하였습니다.

[Figure 1.] Implen NanoPhotometer™ Pearl and
                   NanoPhotmeter™ Pearl Design Edition

모든 실험은 샘플의 오염 및 피해를 최소화하기 위해서 실온에서 진행되었습니다. 또한 동일한 실험자가 동일한 조건 하에서 진행하였습니다.

실험에 사용된 NanoDrop 2000c 시스템은 Charite Berlin and University Hospital Ulm의 시스템으로 Calibration 기간(6개월에 한번 하는 것을 제안) 이내의 새 장비입니다. Nano-Photometer™ Pearl 또한 새 장비를 사용하였고, 이 시스템은 pathlength의 drift가 발생하지 않기 때문에 Calibration이 필요하지 않습니다. 마지막으로 실험에 사용된 피펫은 정확하게 Calibration된 Eppendorf사의 0.1 ~ 2.5μl 측정이 가능한 피펫을 사용했습니다.

극 미량의 샘플을 측정할 수 있는 기술은 pathlength를 기존의 1cm에서 줄였기에 가능한 것입니다. NanoDrop 2000c의 경우 pathlength는 1mm(auto-ranging to 0.5mm) 이고, NanoPhotometer™ Pearl의 pathlength는 2, 1, 0.2, 0.1, 0.04mm로 조절이 가능합니다. 이와 같이 pathlength를 줄였기에 Beer-Lambert Law에 따라 샘플의 희석없이 넓은 검출범위의 측정할 수 있습니다. dsDNA의 검출범위는 NanoPhoto- meter™ Pearl은 2 ~ 18,750ng/μl 이고, NanoDrop 2000c는 2 ~ 15,000ng/μl 입니다.

NanoPhotometer™ Pearl과 NanoDrop 2000c는 완전히 다른 방법으로 극 미량의 샘플을 다루고 있습니다. NanoPhoto-meter™ Pearl은 Sample Compression Technology™을 사용하고, NanoDrop 2000c는 surface tencion에 의한 기술을 사용합니다.

[Figure 2.] Sample Compression Technology™
                 used in the NanoPhotometer™ Pearl

[Figure 3.] Handling of NanoPhotometer™ Pearl

218ng/μl의 dsDNA 샘플을 두 시스템 간 정확도와 재현성을 비교하기 위해서 10번씩 측정했습니다. NanoPhotometer™ Pearl은 0.3, 1.0, 2.0μl 볼륨의 샘플을 측정했고, NanoDrop 2000c는 0.5, 1.0, 2.0μl 볼륨의 샘플을 측정했습니다.

두 시스템은 1.0, 2.0μl 볼륨에서 각각 측정하였으므로 비교할 수 있는 결과 값을 보여주었고, 전체적으로 NanoDrop 2000c가 약간 높은 표준편차를 보였습니다. 각 시스템의 최소볼륨인 0.3, 0.5μl에서의 결과는 NanoPhotometer™ Pearl (0.3μl)은 재현성 있는 결과를 보여준 반면에 NanoDrop 2000c (0.5μl)는 상당한 변동을 보여 두 시스템 간 극 미량의 샘플 측정에는 차이가 있었습니다(Table 1, Fig. 4). 또한 Nano- Photometer™ Pearl은 0.3μl 볼륨으로 25ng/μl(ds DNA) 까지 측정할 수 있는 반면에 NanoDrop 2000c는 0.5μl 볼륨으로 150ng/μl(ds DNA) 까지 측정할 수 있습니다. 이러한 점을 토대로 NanoPhotometer™ Pearl은 극 미량의 샘플에서 측정 시 NanoDrop 2000c 보다 우수한 감도를 보였습니다.

[Table 1.] Fish Sperm dsDNA measured on NanoPhotometerTM Pearl and NanoDrop 2000c. Readings were performed ten times and averaged.

[Figure 4.] Reproducibility of Fish Sperm dsDNA measurement
and concentration calculations on NanoPhotometer™ Pearl
and NanoDrop 2000c.