规范医学实验室离心技术的应用与仪器维护。
正确选择与应用离心技术,掌握相对离心力(RCF)、S值及K值等常用离心参数的运用与计算方法,合理配置离心转头与离心容器,根据材质的理化耐受性选用和处理离心容器,制定基于风险控制的操作规范、监测、维护、保养以及生物安全等系列措施,建立实验室离心机技术保障。通过规范医学实验室离心技术的应用,使实验室离心机的故障率降低,工作效率得到提升。保障离心机正常使用,必须坚持从实验应用到工程维护的全技术流程管理。
医学实验室离心机用于医学实验样品制备,离心是利用离心机驱动离心容器做旋转运动产生的离心力以及被离心样本物质的沉降系数或浮力密度的差别,完成分离、浓缩及提取制备,分析测定生物分子分子量及纯度的一项常规实验技术,其应用覆盖医学乃至生命科学诸多专业实验叫。因此,研究离心力与被离心样品间的相互作用关系,规范使用和维护技术流程甚为重要。本研究探讨规范医学实验室离心技术的应用与仪器维护,旨在制定风险控制的操作规范、监测、维护、保养以及生物安全等系列措施,建立实验室离心机技术保障。
医学实验室离心技术的选择
根据离心机相对离心力(relative centrifugal force,RCF)上限和主要应用,医学实验室常用离心机大致可分为低速离心机、通用离心机、高速离心机及超速离心机4种。
1.1 离心机的选择
(1)低速离心机。RCF<7000g;细胞或细胞碎片沉降分离,过滤、透析、亲和柱提纯;大容量机型(4~12L)常用于血站或血库实验室。
(2)通用离心机。RCF<30000g;除具备低速功能
外还部分兼顾核酸、蛋白及质粒提取等高速功能2(3)高速离心机。RCF<100000g;核酸、蛋白及质粒提取;兼顾亚细胞结构和病毒分离;密度梯度离心。
(4)超速离心机。RCF<1050000g;核酸纯化CsCl;亚细胞结构、细胞器、病毒及脂蛋白分离;密度梯度离心
1.2 常用离心参数
(1)离心速度。在离心驱动系统带动下转头旋转的速度,单位为每分钟转数(revolutionperminuteRPM)r/min)。
(2)相对离心力。物体以一定的角速度做圆周运动就产生离心力F=w’r。但离心力要克服与其相垂直的地球重力(gravity)以及样品粒子的摩擦力和浮力影响(后两者可忽略不计),故以RCF表示:RCF=w’r/980,等于在离心场中作用于样本粒子上的离心力相当于地球重力的倍数,单位是重力加速度g(1g=980cm/s),RCF1000xg则是重力加速度的1000倍。RCF的大小与离心速度及在离心容器中粒子距心轴的路径(实际离心半径)有关,即RCF=1.12r(RPM/1000),故有最大、平均和最小RCF之分。样品粒子能否得到有效分离主要取决于RCF,文献中常给出最大RCF为离心条件。转头额定转速所对应的RCF可以通过离心半径-RCF-RPM曲线换算,但精确RCF值应查找生产厂转头参数表。
(3)沉降系数(sedimentation coefficient,S)。是样本粒子重要的物理化学参数,以Svedbergs值(S值=10-3s)表示对应离心力样品粒子的沉降速率,不同S值样品粒子所需离心时间(完全沉降至容器底部)的表达式为t=1/S w’.In r/r。常见分离生物样本的S值及参考离心条件见表1。
(4)K因数值(K-factor)。反映离心转头的效率与其大小、材质和速度有关。利用K值可估算出某S值样本粒子的沉降时间:t=K/S;K值越小,转头离心效率越高,粒子沉降所需时间越短