時間控制是離心實驗中關(guān)鍵參數(shù)之一。在微量離心過程中,離心時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、樣本溫度暴露時間、離心結(jié)束時樣本狀態(tài)等。對于該機型而言,其時間控制功能與速度(轉(zhuǎn)速或 RCF)以及溫度設(shè)定密切相關(guān)。
該機型支持 1 分鐘至 99 分鐘的預(yù)設(shè)離心時間,以 1 分鐘為步進。
除此之外,還提供 Continuous(持續(xù)運行)模式(在界面中顯示為 “hd”/HOLD)— 即不預(yù)設(shè)結(jié)束時間,儀器持續(xù)運行直到手動停止。
時間設(shè)定在離心前即輸入,啟動后儀器會倒計時;當剩余時間少于 1 分鐘時,顯示通常切換為秒數(shù)顯示。
因此,理解和合理設(shè)定離心時間對于確保樣本處理效果、保護樣本結(jié)構(gòu)、節(jié)省實驗室時間、提升通量效率都非常關(guān)鍵。
在該機型的用戶界面上,常見的控制元素包括:啟動/停止鍵、“設(shè)定”鍵(增加、減少)、時間顯示區(qū)、轉(zhuǎn)速/RCF 顯示區(qū)、溫度顯示區(qū)(對于冷凍型號)等。機器開機自檢完畢后進入“當前值模式”,此時顯示轉(zhuǎn)速=0、剩余時間=0、溫度為當前腔室溫度。 用戶可通過“設(shè)定”鍵進入預(yù)設(shè)時間狀態(tài)。
典型步驟如下:
在啟動設(shè)備并裝好轉(zhuǎn)子、關(guān)閉蓋子、保證裝載平衡后,進入控制面板。
將焦點切換到“時間”字段(通常標為 “Time” 或 “Min”)。
使用“↑”鍵(增加)或“↓”鍵(減少)進入預(yù)設(shè)時間模式。此時顯示區(qū)會閃爍,提示用戶當前處于預(yù)設(shè)狀態(tài)。
按鍵短觸時,每次變化 1 分鐘;若長按按鍵,顯示會先慢速變化,幾秒后加快變化,直到松開按鍵
當設(shè)定到所需時間后,屏幕上的閃爍停止,預(yù)設(shè)值自動存儲,此時儀器處于“預(yù)設(shè)時間值”狀態(tài)。
若需要“持續(xù)運行”模式(HOLD/hd),在時間設(shè)定界面持續(xù)按“↓”鍵(或按鍵說明中的相應(yīng)鍵)直到顯示 “hd” 或 “HOLD” 即可。此時儀器啟動后將按手動停止方式運行。
按 “Start” 鍵啟動離心機,倒計時開始,時間顯示區(qū)將顯示剩余分鐘,當剩余 1 分鐘以內(nèi),顯示切換為秒數(shù)顯示。
該機型允許在離心進行時修改剩余時間:
在運行中,用戶可短按任何 “設(shè)定”鍵進入預(yù)設(shè)模式,此時當前時間字段閃爍;然后可通過 “↑”/“↓” 調(diào)整剩余時間。釋放后,新的剩余時間啟動繼續(xù)計時。
需要注意的是,修改時間時樣本正在高速旋轉(zhuǎn),若隨意改動可能會干擾分離過程或?qū)е聵颖緮_動。因此,除非常規(guī)需要(如延長離心以增強沉降)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)定一個具體時間使離心過程自動結(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)點在于:操作便捷、可重復(fù)性強、便于流程標準化。使用時應(yīng)注意:
選擇合適時間:時間過短可能導(dǎo)致沉降不完全,時間過長可能引起樣本混濁、沉淀破裂、管壁析液或樣本降解。
與轉(zhuǎn)速/RCF/溫度三者配合:時間設(shè)定必須建立在轉(zhuǎn)速與溫度已妥當設(shè)定的基礎(chǔ)上。
監(jiān)督倒計時過程:可通過顯示觀察剩余時間,當?shù)褂嫊r完成即自動停止,顯示“End”或類似狀態(tài)。
持續(xù)運行模式允許離心機連續(xù)工作,無預(yù)設(shè)結(jié)束時間,直到用戶按“Stop”鍵結(jié)束。適用于以下場景:
需要不中斷連續(xù)加載或卸載樣本的高通量操作。
需要觀察離心過程結(jié)束點,但不確定具體所需時間。
某些特殊應(yīng)用,如細胞碎片持續(xù)沉降、濃縮實驗需要用戶根據(jù)視覺或?qū)嶒炗^察終止。
使用時注意:
因無固定時間限制,操作人員必須保持監(jiān)控狀態(tài),防止過長時間運行導(dǎo)致離心管過熱、樣本降解或轉(zhuǎn)子疲勞。
液體長期離心可能導(dǎo)致樣本溫度升高、蒸氣析出、樣本袋壁受壓等問題。建議設(shè)置合理時間范圍或周期性檢查。
使用持續(xù)運行模式前,應(yīng)確認樣本類型適合,無明確時間要求且用戶可及時手動終止。
在 DNA 或 RNA 提取流程中,常通過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(對應(yīng)約 10,000–15,000 × g)為參考。時間可設(shè)定為 5–10 分鐘。
若樣本含 RNA 且敏感,建議時間偏短(例如 4–6 分鐘),同時開啟冷凍功能并設(shè)定離心溫度在 4–8 °C,以降低酶活或降解。
對洗滌步驟而言,盡管時間可短一些(例如 2–4 分鐘),但應(yīng)確保充分離心。建議過程中監(jiān)測上清液是否清澈。
蛋白質(zhì)或免疫復(fù)合物操作對離心力與溫控敏感。時間建議如下:
如離心沉淀蛋白,設(shè)定較高轉(zhuǎn)速(如 12,000–14,000 rpm)對應(yīng)較高 × g。時間可設(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)開啟冷凍功能,并將時間控制在 8–12 分鐘范圍內(nèi),以減少樣本暴露時間。
若用于樣品濃縮(如超濾預(yù)處理),可能需要更長時間(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。
對于血漿、血清分離或血比容毛細管分離,通常離心力不需最大,但時間應(yīng)設(shè)定適中。推薦時間范圍為 3–8 分鐘,轉(zhuǎn)速視樣本量而定。
若樣本中含有細胞或碎片,建議時間偏短、防止細胞破裂或過度壓縮??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。
對于毛細管離心,其離心頭一般規(guī)格較小,建議參考轉(zhuǎn)子說明書中對應(yīng)時間,不宜過長以防裂管。
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。此時雖然可使用高速,但建議時間適度縮短,如 4–8 分鐘,以避免小管壁因高速離心時間過長而受力疲勞。
若樣本多批次,建議設(shè)定標準時間(如 6 分鐘)并統(tǒng)一流程,以提高通量并減少錯誤。
認為“越快越好”/“時間越長越沉得越徹底”。實際上,時間過長可能導(dǎo)致樣本再懸浮、溫度升高、管材受力增大、沉淀撬出。
忽視樣本類型對時間要求。如溫度敏感樣本、細胞/顆粒敏感樣本需要時間更短、轉(zhuǎn)速更溫和。
忽視溫控與時間的耦合。即便設(shè)定時間足夠,如果溫度控制不當(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)運行模式卻無人監(jiān)控。若未及時結(jié)束,可能造成設(shè)備負荷過大或樣本狀態(tài)不佳。
建議實驗前做預(yù)實驗:設(shè)定不同時間組(如 4、6、8、10 分鐘)觀察沉降效果、上清清晰度、樣本質(zhì)量,選出最佳時間。
建立標準流程:結(jié)合樣本類型、管型、轉(zhuǎn)子型號,為每種流程設(shè)定推薦時間,避免每次操作時重復(fù)思考。
定期檢查設(shè)備:若離心時間常用為 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)化時間。
考慮溫度控制:在每次操作設(shè)定時間前,確認溫度已達預(yù)設(shè)(尤其帶冷卻功能時)——如果溫度還沒穩(wěn)定,再啟動離心,相當于“時間”指向過程中溫度不恒定,會影響分離效果。
使用日志記錄:記錄每次離心的時間設(shè)定、樣本類型、管型、轉(zhuǎn)子型號、結(jié)果備注,如上下清晰、殘留量、問題情況等,有助于長期優(yōu)化流程。
時間控制不僅影響離心效果,還與設(shè)備效率、樣本保護和實驗室通量密切關(guān)聯(lián)。
設(shè)備效率:合理設(shè)定時間可以縮短單次運行周期,提升實驗室通量。該機型加速/減速性能優(yōu)異(約 10–12 秒)使得多批次運行更為高效。
樣本保護:對于溫度敏感或結(jié)構(gòu)易損樣本(如 RNA、蛋白、細胞碎片),過長離心或溫控不當都可能損害樣本。合理時間設(shè)定、有溫控輔助的離心流程可延長樣本穩(wěn)定期。
設(shè)備壽命:連續(xù)長時間運行或使用持續(xù)模式若未及時停止,會增加轉(zhuǎn)子、軸承、冷卻系統(tǒng)負荷,從而縮短設(shè)備壽命。適當時間控制可減輕設(shè)備負荷。
通量處理:在高通量實驗室環(huán)境下,標準化時間設(shè)定、統(tǒng)一參數(shù)可避免人為誤操作、縮短空閑等待時間、提高整體樣本處理速率。
因此,從實驗室管理角度來看,時間控制流程化、標準化、記錄化,是提升離心儀使用績效的重要環(huán)節(jié)。
為確保時間控制的有效性與安全性,建議實驗室建立以下制度:
離心流程記錄表:對于每次使用該機型,記錄:操作者、日期、樣本類型、轉(zhuǎn)子型號、管型、預(yù)設(shè)時間、預(yù)設(shè)速度/RCF、溫度設(shè)定、實際運行結(jié)果(如上清清晰、沉淀情況、異常情況)。
標準操作規(guī)范(SOP):制定該機型時間設(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”等問題,判斷是否需要調(diào)整時間設(shè)定。
培訓(xùn)與授權(quán)制度:確保所有使用該機型的人員掌握時間設(shè)定流程、了解不同樣本時間需求、能識別何時應(yīng)使用持續(xù)模式、何時應(yīng)設(shè)定固定時間。
設(shè)備維護提醒:將時間設(shè)定與設(shè)備維護掛鉤,例如連續(xù)運行超過設(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、避免非計劃的長時間運行。
杭州實了個驗生物科技有限公司