DNA濃度 & 純度計算機

核酸定量の科学：紫外分光法（A260）の原理と実務

分子生物学の実験室において、抽出したDNAやRNAの濃度を正確に知ることは、PCR、シーケンス、クローニングなどの後続ステップを成功させるための「鍵」となります。核酸は260nmの波長の紫外線を吸収する性質を持っており、この物理現象を利用した定量法が世界中で標準的に用いられています。

分子生物学の研究員として長年ラボに携わってきた Kaori Suzuki が、分光光度計を用いた核酸定量の仕組みと、陥りやすいミスを防ぐための純度評価（A260/A280比）について詳しく解説します。

1. ランベルト・ベールの法則と核酸

光が物質を透過する際、その吸収量（吸光度）は物質の濃度と光が通る距離に比例するという「ランベルト・ベールの法則」に基づき、DNAの濃度が算出されます。核酸の種類によって、1.0の吸光度（OD）を示す具体的な濃度（比吸収係数）が異なります。

• 二本鎖DNA (dsDNA): A260 = 1.0 のとき 50 µg/mL
• 一本鎖DNA (ssDNA): A260 = 1.0 のとき 33 µg/mL
• RNA: A260 = 1.0 のとき 40 µg/mL

2. 純度評価：A260/A280比の意味

吸光度測定では、濃度だけでなくサンプルの「質」もチェックできます。280nmは主にタンパク質（芳香族アミノ酸）が吸収を示す波長です。

• A260/A280 ≈ 1.8: 純度の高い純粋なDNAサンプルとみなされます。
• A260/A280 ≈ 2.0: 純度の高い純粋なRNAサンプルとみなされます。
• 比率が低い場合 (< 1.6): タンパク質やフェノール、塩類などの不純物が混入している可能性があり、酵素反応を阻害する恐れがあります。

3. ラボでの実践：正確な測定のためのチップス

分光光度計（NanoDropや従来のキュベット型）を使用する際は、以下の点に注意してください。

1. ブランク測定： DNAを溶解させた同じ溶液（TEバッファーやRNase-free water）で必ずゼロ合わせを行ってください。
2. 適正な吸光度範囲： 吸光度が低すぎたり（0.1未満）、高すぎたり（1.5以上）すると、測定誤差が大きくなります。希釈倍率を調整し、信頼性の高い範囲内に収めることが重要です。
3. サンプルの均一性： DNAは溶液中で不均一になりやすいため、ピペッティングやボーテックスで十分に混ぜてから測定しましょう。

4. 超微量分光法時代の到来

かつては大量のサンプルを消費するキュベット式が主流でしたが、現在は1〜2µLで測定可能な超微量分光光度計が普及しています。しかし、その手軽さゆえに、キュベットの汚れやキャリーオーバー（前のサンプルの残り）に気づかないこともあります。測定ごとにセンサー面をしっかり拭き取ることが、データの一貫性を保つコツです。

5. Kaori's Insight：データと向き合う姿勢

「吸光度計が弾き出す数字は、あくまで一つの指標に過ぎません。濃度がバッチリであっても、分解していたら意味がないですし、不純物が混ざっていたら後で泣くことになります。私はいつも、吸光度測定の後にアガロースゲル電気泳動でサンプルの『顔（完全性）』を見るようにしていました。数字という『点』だけでなく、実験全体という『線』で捉えることが、ラボワークの真髄です。」

よくある質問 (FAQ)

Q. A260/A230比は何を示していますか？

A. 230nmは有機溶媒や炭水化物、塩（グアニジン塩など）が吸収を持つ波長です。この比率が2.0を下回る場合、抽出プロセスの洗浄不足が疑われます。

Q. 加熱したDNAの濃度が変わるのはなぜですか？

A. DNAが熱で変性して一本鎖になると、塩基が露出して紫外線をより強く吸収するようになります（増色効果）。二本鎖の状態（native）で測定するのが基本です。

Q. RNAの中にDNAが混ざっている場合、正確な濃度は出ますか？

A. A260はすべての核酸の総和を測るため、DNA/RNAが混在していると個別の正確な濃度は分かりません。DNase処理やRNase処理を行ってから測定し直す必要があります。

---

著者について： Kaori Suzuki。分子生物学博士。バイオベンチャーの立ち上げメンバーとして次世代シーケンス（NGS）の解析パイプライン構築に従事。現在はフリーの技術ライターとして、実験手法の標準化やラボ向けソフトウェアの監修を行っている。趣味はDIYバイオと自宅での発酵食品作り。