0.5μl 볼륨에 대한 정확도와 재현성을 비교하기 위해서 59.8mg/ml의 BSA(BDH Prolabo) 샘플을 적용하여 각각의 시스템으로 10번씩 측정했습니다(Fig. 5, Table 2). 두 번째 실험에서는 10% glycerol로 희석된 샘플을 측정했습니다(Fig. 6, Table 2). glycerol은 보통 안정화를 위해 사용됩니다. 또한 buffer는 샘플과 표준시료 각각 ‘1xPBS’를 사용했습니다.

[Figure 5.] Comparison of measurements from NanoPhotometer™ Pearl and NanoDrop 2000c with high protein concentrations (59.8mg/ml)
and 0.5μl sample volume.

[Table 2.] BSA in 1xPBS without (BSA: 59.8mg/ml) and
with (BSA: 52.6mg/ml) 10% glycerol measured
with NanoPhotometer™ Pearl and NanoDrop 2000c

NanoDrop 2000c는 0.5μl 볼륨의 BSA 샘플에 대해 상당한 표준편차를 보이고 있습니다(Fig. 5). 따라서 샘플을 10% glycerol로 희석하고, 샘플 량을 1.0μl으로 사용해서 측정했습니다(Fig. 6). 그 결과 NanoDrop 2000c의 데이터는 많이 개선이 되었으나, 여전히 데이터의 표준편차는 상당히 높았습니다. 테스트 결과 극 미량의 샘플 측정 시 NanoPhotometer™ Pearl 시스템이 NanoDrop 2000c 보다 재현성있는 데이터를 얻었습니다.

[Figure 6.] High BSA concentration (52.6mg/ml) measurements with NanoPhotometer™ Pearl and NanoDrop 2000c containing 10% glycerol.

시간에 따른 안정성을 측정하기 위해 동일한 샘플은 15초 간격으로 60초 동안 측정했습니다. 먼저 탈이온수(dH20)를 이용하여 샘플과 표준시료로 측정하고(Fig. 7), 그 다음 dsDNA 샘플을 15초 간격으로 60초 동안 절차에 맞게 측정했습니다(Fig. 8). 이 때 측정된 샘플의 볼륨 량은 1.0μl 입니다.

[Figure 7.] Signal stability of the NanoPhotometer™ Pearl and NanoDrop 2000c with dH2O blank measured at 260nm (dsDNA) and 280nm (BSA) over 60 seconds. The values were normalized to a pathlength of 1mm.

[Figure 8.] Signal stability of NanoPhotometer™ Pearl and NanoDrop 2000c. The dsDNA sample was applied once
and was measured at 0sec, 15sec, 30sec and 60sec

dual detector(1024 CCD x 2)의 광학 시스템을 사용하는 NanoPhotometer™ Pearl은 낮은 noise 로 인해 blank stability가 우수합니다. 또한 재현성 부분에서도 NanoPhotometer™ Pearl은 NanoDrop 2000c와 동일한 샘플을 측정했을 때에도 상당한 데이터 차이를 보입니다. NanoDrop 2000c로 DNA 샘플을 측정 시 시간이 경과됨에 따라 농도는 꾸준히 증가하는 것을 볼 수 있습니다. 이 점은 측정하는 동안 환경에 노출된 샘플의 증발 때문일 수 있습니다. NanoPhotometer™ Pearl은 샘플이 뚜껑 아래쪽에 위치하고 있어, 증발을 최소화하고 오염을 방지할 수 있습니다.

샘플 측정을 위해 시스템을 켜는 순간부터 데이터를 읽는 시간은 아래와 같습니다(Table 3). 광학 표면 사이의 샘플을 닦는데 필요한 시간은 두 시스템 모두 동일했습니다.

[Table 3.] NanoPhotometer™ Pearl and NanoDrop 2000c speed of analysis measured by stopwatch.

NanoPhotometer™ Pearl은 샘플과 표준시료 측정 시 Nano- Drop 2000c보다 더욱 빠릅니다. 또한 NanoPhotometer™ Pearl은 시스템 단독으로도 측정이 가능하며, 전원스위치를 켜면 자동 Calibration 후(5초 내외) 사용이 가능합니다.

반면에 NanoDrop 2000c의 샘플의 측정가능 시간은 시스템과 연결된 PC와 소프트웨어의 부팅 시간에 따라 좌우되는데, 상당한 시간이 소요됩니다. NanoPhotometer™ Pearl은 컴퓨터와 연결할 수도 있지만 시스템 내 디스플레이 화면과 Thermal Printer를 통해 바로 출력이 가능하고, SD카드 통해 데이터 저장도 가능합니다.

NanoPhotometer™ Pearl과 NanoDrop 2000c의 극 미량의 샘플 측정 시 성능평가는 정확성, 재현성, 샘플 안정성, 운영의 속도와 관련하여 평가되어집니다. DNA 분석에서 Nano- Photometer™ Pearl과 NanoDrop 2000c 두 시스템 모두 1.0μl 이상의 샘플 볼륨에서는 측정이 잘 되어 좋은 데이터를 얻었습니다. 그러나 0.5μl 샘플 볼륨에서는 NanoDrop 2000c가 NanoPhotometer™ Pearl에 비해 상당한 표준편차를 보여주었습니다. 또한 0.3μl 샘플 볼륨에서는 오직 NanoPhotometer™ Pearl 시스템만 재현성있는 데이터를 얻을 수 있었습니다.

단백질 분석에서는 NanoPhotometer™ Pearl은 표준단백질 측정 시 농도와 재현성이 정확했고, 매우 낮은 표준편차를 보였습니다. 반면에 NanoDrop 2000c는 측정된 데이터가 상당한 변동 폭을 보였습니다. 또한 샘플 볼륨을 늘리고, 10% glycerol을 추가해 측정하여도 NanoDrop 2000c의 높은 데이터 변동 폭은 크게 개선되지 않았습니다.

시간에 따른 안정성은 동일한 샘플을 시간이 경과됨에 따라 측정을 거듭하여도 데이터 변동 폭이 적고, signal이 안정적인 NanoPhotometer™ Pearl이 우수하였습니다. 또한 운영 시간도 NanoPhotometer™ Pearl이 모든 방면에서 적게 소비되었습니다.

Acknowledgements
＊The support of the University Hospital of Ulm and Charite
  - Universitats-medizin Berlin in this study is greatly appreciated.
＊NanoPhotometer™ Pearl and Sample Compression Technology™ are trademarks
   of Implen GmbH and Implen, Inc.
＊NanoDrop™ is a trademark of Thermo Fisher Scientific.
＊Contact at Implen: Dr. Helena Funk info@implen.de