時(shí)間控制是離心實(shí)驗(yàn)中關(guān)鍵參數(shù)之一。在微量離心過(guò)程中,離心時(shí)間直接決定樣本中顆粒的沉降程度、上清清晰度、殘余物的量、樣本溫度暴露時(shí)間、離心結(jié)束時(shí)樣本狀態(tài)等。對(duì)于該機(jī)型而言,其時(shí)間控制功能與速度(轉(zhuǎn)速或 RCF)以及溫度設(shè)定密切相關(guān)。
該機(jī)型支持 1 分鐘至 99 分鐘的預(yù)設(shè)離心時(shí)間,以 1 分鐘為步進(jìn)。
除此之外,還提供 Continuous(持續(xù)運(yùn)行)模式(在界面中顯示為 “hd”/HOLD)— 即不預(yù)設(shè)結(jié)束時(shí)間,儀器持續(xù)運(yùn)行直到手動(dòng)停止。
時(shí)間設(shè)定在離心前即輸入,啟動(dòng)后儀器會(huì)倒計(jì)時(shí);當(dāng)剩余時(shí)間少于 1 分鐘時(shí),顯示通常切換為秒數(shù)顯示。
因此,理解和合理設(shè)定離心時(shí)間對(duì)于確保樣本處理效果、保護(hù)樣本結(jié)構(gòu)、節(jié)省實(shí)驗(yàn)室時(shí)間、提升通量效率都非常關(guān)鍵。
在該機(jī)型的用戶(hù)界面上,常見(jiàn)的控制元素包括:?jiǎn)?dòng)/停止鍵、“設(shè)定”鍵(增加、減少)、時(shí)間顯示區(qū)、轉(zhuǎn)速/RCF 顯示區(qū)、溫度顯示區(qū)(對(duì)于冷凍型號(hào))等。機(jī)器開(kāi)機(jī)自檢完畢后進(jìn)入“當(dāng)前值模式”,此時(shí)顯示轉(zhuǎn)速=0、剩余時(shí)間=0、溫度為當(dāng)前腔室溫度。 用戶(hù)可通過(guò)“設(shè)定”鍵進(jìn)入預(yù)設(shè)時(shí)間狀態(tài)。
典型步驟如下:
在啟動(dòng)設(shè)備并裝好轉(zhuǎn)子、關(guān)閉蓋子、保證裝載平衡后,進(jìn)入控制面板。
將焦點(diǎn)切換到“時(shí)間”字段(通常標(biāo)為 “Time” 或 “Min”)。
使用“↑”鍵(增加)或“↓”鍵(減少)進(jìn)入預(yù)設(shè)時(shí)間模式。此時(shí)顯示區(qū)會(huì)閃爍,提示用戶(hù)當(dāng)前處于預(yù)設(shè)狀態(tài)。
按鍵短觸時(shí),每次變化 1 分鐘;若長(zhǎng)按按鍵,顯示會(huì)先慢速變化,幾秒后加快變化,直到松開(kāi)按鍵
當(dāng)設(shè)定到所需時(shí)間后,屏幕上的閃爍停止,預(yù)設(shè)值自動(dòng)存儲(chǔ),此時(shí)儀器處于“預(yù)設(shè)時(shí)間值”狀態(tài)。
若需要“持續(xù)運(yùn)行”模式(HOLD/hd),在時(shí)間設(shè)定界面持續(xù)按“↓”鍵(或按鍵說(shuō)明中的相應(yīng)鍵)直到顯示 “hd” 或 “HOLD” 即可。此時(shí)儀器啟動(dòng)后將按手動(dòng)停止方式運(yùn)行。
按 “Start” 鍵啟動(dòng)離心機(jī),倒計(jì)時(shí)開(kāi)始,時(shí)間顯示區(qū)將顯示剩余分鐘,當(dāng)剩余 1 分鐘以?xún)?nèi),顯示切換為秒數(shù)顯示。
該機(jī)型允許在離心進(jìn)行時(shí)修改剩余時(shí)間:
在運(yùn)行中,用戶(hù)可短按任何 “設(shè)定”鍵進(jìn)入預(yù)設(shè)模式,此時(shí)當(dāng)前時(shí)間字段閃爍;然后可通過(guò) “↑”/“↓” 調(diào)整剩余時(shí)間。釋放后,新的剩余時(shí)間啟動(dòng)繼續(xù)計(jì)時(shí)。
需要注意的是,修改時(shí)間時(shí)樣本正在高速旋轉(zhuǎn),若隨意改動(dòng)可能會(huì)干擾分離過(guò)程或?qū)е聵颖緮_動(dòng)。因此,除非常規(guī)需要(如延長(zhǎng)離心以增強(qiáng)沉降)外,建議盡在停止或即將結(jié)束前再調(diào)整。
這是最常用模式,設(shè)定一個(gè)具體時(shí)間使離心過(guò)程自動(dòng)結(jié)束。適用于常規(guī)樣本處理,如 DNA 凝聚、蛋白沉淀、微量離心管常規(guī)分離。優(yōu)點(diǎn)在于:操作便捷、可重復(fù)性強(qiáng)、便于流程標(biāo)準(zhǔn)化。使用時(shí)應(yīng)注意:
選擇合適時(shí)間:時(shí)間過(guò)短可能導(dǎo)致沉降不完全,時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能引起樣本混濁、沉淀破裂、管壁析液或樣本降解。
與轉(zhuǎn)速/RCF/溫度三者配合:時(shí)間設(shè)定必須建立在轉(zhuǎn)速與溫度已妥當(dāng)設(shè)定的基礎(chǔ)上。
監(jiān)督倒計(jì)時(shí)過(guò)程:可通過(guò)顯示觀察剩余時(shí)間,當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)完成即自動(dòng)停止,顯示“End”或類(lèi)似狀態(tài)。
持續(xù)運(yùn)行模式允許離心機(jī)連續(xù)工作,無(wú)預(yù)設(shè)結(jié)束時(shí)間,直到用戶(hù)按“Stop”鍵結(jié)束。適用于以下場(chǎng)景:
需要不中斷連續(xù)加載或卸載樣本的高通量操作。
需要觀察離心過(guò)程結(jié)束點(diǎn),但不確定具體所需時(shí)間。
某些特殊應(yīng)用,如細(xì)胞碎片持續(xù)沉降、濃縮實(shí)驗(yàn)需要用戶(hù)根據(jù)視覺(jué)或?qū)嶒?yàn)觀察終止。
使用時(shí)注意:
因無(wú)固定時(shí)間限制,操作人員必須保持監(jiān)控狀態(tài),防止過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致離心管過(guò)熱、樣本降解或轉(zhuǎn)子疲勞。
液體長(zhǎng)期離心可能導(dǎo)致樣本溫度升高、蒸氣析出、樣本袋壁受壓等問(wèn)題。建議設(shè)置合理時(shí)間范圍或周期性檢查。
使用持續(xù)運(yùn)行模式前,應(yīng)確認(rèn)樣本類(lèi)型適合,無(wú)明確時(shí)間要求且用戶(hù)可及時(shí)手動(dòng)終止。
在 DNA 或 RNA 提取流程中,常通過(guò)離心步驟分離沉淀或洗滌液。推薦如下:
使用 1.5–2.0 mL 微量管、轉(zhuǎn)子兼容。設(shè)定轉(zhuǎn)速如 8,000–12,000 rpm(對(duì)應(yīng)約 10,000–15,000 × g)為參考。時(shí)間可設(shè)定為 5–10 分鐘。
若樣本含 RNA 且敏感,建議時(shí)間偏短(例如 4–6 分鐘),同時(shí)開(kāi)啟冷凍功能并設(shè)定離心溫度在 4–8 °C,以降低酶活或降解。
對(duì)洗滌步驟而言,盡管時(shí)間可短一些(例如 2–4 分鐘),但應(yīng)確保充分離心。建議過(guò)程中監(jiān)測(cè)上清液是否清澈。
蛋白質(zhì)或免疫復(fù)合物操作對(duì)離心力與溫控敏感。時(shí)間建議如下:
如離心沉淀蛋白,設(shè)定較高轉(zhuǎn)速(如 12,000–14,000 rpm)對(duì)應(yīng)較高 × g。時(shí)間可設(shè)定為 10–15 分鐘,以確保沉淀清晰。
若樣本含活性酶或溫度敏感蛋白,應(yīng)開(kāi)啟冷凍功能,并將時(shí)間控制在 8–12 分鐘范圍內(nèi),以減少樣本暴露時(shí)間。
若用于樣品濃縮(如超濾預(yù)處理),可能需要更長(zhǎng)時(shí)間(15–20 分鐘)以確保濾管內(nèi)液體盡量流出,但仍應(yīng)注意樣本狀態(tài)與管材耐受性。
對(duì)于血漿、血清分離或血比容毛細(xì)管分離,通常離心力不需最大,但時(shí)間應(yīng)設(shè)定適中。推薦時(shí)間范圍為 3–8 分鐘,轉(zhuǎn)速視樣本量而定。
若樣本中含有細(xì)胞或碎片,建議時(shí)間偏短、防止細(xì)胞破裂或過(guò)度壓縮??山Y(jié)合冷卻功能,將溫度設(shè)定為約 10 °C 并設(shè)定離心 4–6 分鐘。
對(duì)于毛細(xì)管離心,其離心頭一般規(guī)格較小,建議參考轉(zhuǎn)子說(shuō)明書(shū)中對(duì)應(yīng)時(shí)間,不宜過(guò)長(zhǎng)以防裂管。
若使用雙排轉(zhuǎn)子(如 18 × 2 mL + 0.5 mL)或0.5 mL 小體積微量管,需要考慮樣本體積小、轉(zhuǎn)子半徑小、離心穩(wěn)定性較差。此時(shí)雖然可使用高速,但建議時(shí)間適度縮短,如 4–8 分鐘,以避免小管壁因高速離心時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而受力疲勞。
若樣本多批次,建議設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間(如 6 分鐘)并統(tǒng)一流程,以提高通量并減少錯(cuò)誤。
認(rèn)為“越快越好”/“時(shí)間越長(zhǎng)越沉得越徹底”。實(shí)際上,時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能導(dǎo)致樣本再懸浮、溫度升高、管材受力增大、沉淀撬出。
忽視樣本類(lèi)型對(duì)時(shí)間要求。如溫度敏感樣本、細(xì)胞/顆粒敏感樣本需要時(shí)間更短、轉(zhuǎn)速更溫和。
忽視溫控與時(shí)間的耦合。即便設(shè)定時(shí)間足夠,如果溫度控制不當(dāng)(如超出樣本耐受溫度),離心效果或樣本完整性仍可能受到損害。
使用持續(xù)運(yùn)行模式卻無(wú)人監(jiān)控。若未及時(shí)結(jié)束,可能造成設(shè)備負(fù)荷過(guò)大或樣本狀態(tài)不佳。
建議實(shí)驗(yàn)前做預(yù)實(shí)驗(yàn):設(shè)定不同時(shí)間組(如 4、6、8、10 分鐘)觀察沉降效果、上清清晰度、樣本質(zhì)量,選出最佳時(shí)間。
建立標(biāo)準(zhǔn)流程:結(jié)合樣本類(lèi)型、管型、轉(zhuǎn)子型號(hào),為每種流程設(shè)定推薦時(shí)間,避免每次操作時(shí)重復(fù)思考。
定期檢查設(shè)備:若離心時(shí)間常用為 6 分鐘,但發(fā)現(xiàn)沉降效果變差,可能是轉(zhuǎn)子磨損、散熱不良、樣本量變化導(dǎo)致,需要重新優(yōu)化時(shí)間。
考慮溫度控制:在每次操作設(shè)定時(shí)間前,確認(rèn)溫度已達(dá)預(yù)設(shè)(尤其帶冷卻功能時(shí))——如果溫度還沒(méi)穩(wěn)定,再啟動(dòng)離心,相當(dāng)于“時(shí)間”指向過(guò)程中溫度不恒定,會(huì)影響分離效果。
使用日志記錄:記錄每次離心的時(shí)間設(shè)定、樣本類(lèi)型、管型、轉(zhuǎn)子型號(hào)、結(jié)果備注,如上下清晰、殘留量、問(wèn)題情況等,有助于長(zhǎng)期優(yōu)化流程。
時(shí)間控制不僅影響離心效果,還與設(shè)備效率、樣本保護(hù)和實(shí)驗(yàn)室通量密切關(guān)聯(lián)。
設(shè)備效率:合理設(shè)定時(shí)間可以縮短單次運(yùn)行周期,提升實(shí)驗(yàn)室通量。該機(jī)型加速/減速性能優(yōu)異(約 10–12 秒)使得多批次運(yùn)行更為高效。
樣本保護(hù):對(duì)于溫度敏感或結(jié)構(gòu)易損樣本(如 RNA、蛋白、細(xì)胞碎片),過(guò)長(zhǎng)離心或溫控不當(dāng)都可能損害樣本。合理時(shí)間設(shè)定、有溫控輔助的離心流程可延長(zhǎng)樣本穩(wěn)定期。
設(shè)備壽命:連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行或使用持續(xù)模式若未及時(shí)停止,會(huì)增加轉(zhuǎn)子、軸承、冷卻系統(tǒng)負(fù)荷,從而縮短設(shè)備壽命。適當(dāng)時(shí)間控制可減輕設(shè)備負(fù)荷。
通量處理:在高通量實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下,標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間設(shè)定、統(tǒng)一參數(shù)可避免人為誤操作、縮短空閑等待時(shí)間、提高整體樣本處理速率。
因此,從實(shí)驗(yàn)室管理角度來(lái)看,時(shí)間控制流程化、標(biāo)準(zhǔn)化、記錄化,是提升離心儀使用績(jī)效的重要環(huán)節(jié)。
為確保時(shí)間控制的有效性與安全性,建議實(shí)驗(yàn)室建立以下制度:
離心流程記錄表:對(duì)于每次使用該機(jī)型,記錄:操作者、日期、樣本類(lèi)型、轉(zhuǎn)子型號(hào)、管型、預(yù)設(shè)時(shí)間、預(yù)設(shè)速度/RCF、溫度設(shè)定、實(shí)際運(yùn)行結(jié)果(如上清清晰、沉淀情況、異常情況)。
標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)范(SOP):制定該機(jī)型時(shí)間設(shè)定的建議范圍,如 DNA 提取流程 → 6 分鐘,蛋白沉淀流程 → 10 分鐘,血樣離心流程 → 4 分鐘等。并注明溫控、轉(zhuǎn)速、樣本量等配合條件。
定期評(píng)估與優(yōu)化:每月或每季度回顧記錄表,分析是否出現(xiàn)“沉淀未完全”“上清渾濁”“樣本降解”等問(wèn)題,判斷是否需要調(diào)整時(shí)間設(shè)定。
培訓(xùn)與授權(quán)制度:確保所有使用該機(jī)型的人員掌握時(shí)間設(shè)定流程、了解不同樣本時(shí)間需求、能識(shí)別何時(shí)應(yīng)使用持續(xù)模式、何時(shí)應(yīng)設(shè)定固定時(shí)間。
設(shè)備維護(hù)提醒:將時(shí)間設(shè)定與設(shè)備維護(hù)掛鉤,例如連續(xù)運(yùn)行超過(guò)設(shè)定批次數(shù)后,應(yīng)安排冷卻、檢查轉(zhuǎn)子狀態(tài)、清潔腔室、避免非計(jì)劃的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。
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