冷冻离心机在分子生物学中的应用和保养

冷冻离心机在分子生物学中的应用和保养 华，康振生庄( 西北农林科技大学 植保学院陕西省农业分子生物学重点实验室，陕西 杨凌712100 )摘 要: 冷冻离心机在高校分子实验中应用广泛，几乎渗透到分子生物学的各个领域，在教学和科研中发挥着重要作用。对实验室中的高效冷冻离心机加强日常维护、使用和保养，对出现的事故及时进行分析， 采取有效措施及时排除故障，这对提高该设备的使用效率和延长寿命发挥着重要作用。本文以 Avanti J E 高效冷冻离心机为例，对冷冻离心机在使用过程中的注意事项和保养方面提出一些可行性建议。关键词: Avanti J E 高效冷冻离心机; 应用; 保养少腔体压力达到大约 1 /2 大气压。当运行启动，真空泵运转前，转头摩擦达到最高水平，腔体真空泄漏，转头自动减速。离心机是利用离心力分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的设备，应用于生物学实验中的 离心机根 据 最 大 转 速 可 分 为 低 速 离 心 机 ( 10 000 r /min) 、高速 离 心 机( 10 000 30 000 r / min)1 3控温系统与温度控制低温控制机型多为一级压缩机无氟制冷，控温范围和 超 速 离( 30 000 r / min) ，按有无制冷设备可分为冷冻离心机心机和普通离心机1。高速离心机、超速离心机在生物学领域里的实验 室和科研单位等用于分离细胞和细菌; 纯化和分离病毒、RNA、DNA、质粒和蛋白质等生物大 分子; 样品制备、沉降、提取、纯化、相位浓缩分离和 柱及过滤器离心; 快速蛋白沉淀，大颗粒和细胞碎片快 速沉降; 亚细胞器，像线粒体、核、叶绿体和粗制微粒 体制备; 血细胞和细胞分离。Avanti J E 高效冷冻离心 机是带有制冷设备的高速离心实验仪器，性能上顺应了 分子生物学和细胞生物学等相关领域常规分离制备技术 的需要2 3。浓缩 了 近代离心机制 造方面的高新技术， 在分子生物学和 细胞生物学等相关领域使用频率很高， 本文将 Avanti J E 高效冷冻离心机的主要性能、在 使 用中遇到的故障及维修、维护保养经验进行总结。一般在 9 ( 或 20 ) + 40 ，精度1 ; 具有预冷程序、待机状态可恒冷维持功能，以适应实验室机动性、连续性工作需要。温度控制系 统 由 无 氟 CFC 制 冷 循 环 制 冷。当 离 心 机电源 ON，门 关 上，碰 锁 锁 上，该 系 统 运 行。在 转 头 腔内的热敏电阻温度控制器连续不断地监测腔温。系统 计算所需维持 设 置 温 度 2 的 腔 温。即 使 运 行 期 间 腔 温起伏，转头大容量质量样品温度大体上是稳定的。运 行结束，系统继续控制 30min 防止样品结冰或过热。1 4驱动驱动系统采用无碳刷变频电机，在不同转速都能输出最大扭矩，低 噪 声， 免 除 了 碳 刷 摩 擦 产 生 的 高 频 噪声，不需要安装在专门房间; 且因无碳粉污染，还可在 特定样品分离要求的无菌、无尘实验室内使用; 起动速 度快; 整机体积、重量和功耗减小，故大多制作成台式机型。驱动轴是由无碳刷高扭距磁阻开关电机，皮带传 动。若离心期间发生不平衡。该仪器其悬挂装置能使加/ 减速率时的样品和驱动轴损坏减至最小。1 5 转速和转头鉴别系统11 1Avanti J E 高效冷冻离心机的主要性能主要结构仪器机身由钢和塑料铸模结构，门和塑料结构盖板是喷涂聚氨基甲酸脂塑料加工。钢和塑料结构门后的铰链，提供离心机 上 / 卸 样 和 清 洁，若电源发生故障的情 况下，回收样品可采用人工释放门锁。转头腔由能承受 腐蚀的不 锈 钢 材 料 制 成，一 根 橡 皮 垫圈围绕着开口的 腔，确保密封。1 2 真空减摩擦系统 ( FRS) 采用机械旋转叶片真空泵，减转头鉴别系统为避免安装转头运行高于 最 大 速 率，加速期间微信息处理器检验磁性转头，如果该系统鉴别转头高于输入最大设置速度，该系统将减速至安装转头 最高速完成度。1 6离心转头不同技术性能的转头代表着离心功能，所配置的转头充分体现了当代离心技术的特征，具有体轻、转速高等优点; 碳纤维制造高速转头，容量大、重量轻、缩短 了某些难以分离生物样品的分离时间，减少了浓度扩散作用，提高了分离纯度和分辨率; 角转头采取小倾角设基金项目: 西北农林科技大学大型仪器设备新功能开发项目。作者 简 介: 庄 华 ( 1981 ) 女， 助 理 实 验 师， 研 究 方 向: 分子植物病理学。收稿日期: 2010 12 28水平、鼓式、区带、微板、涂片等转头4。1 7控制和显示采用微 处 理 机 控 制，自 动 转 头 识 别 可 设 置 rpm 和rcf，并实时显示实际值，减少了计算麻烦; 多档设置的升速 / 降速控制; 瞬时离心控制自检和故障提示。速达不到设定值的原因有以下三种情况: 电源电路部分故障。检查开 关 电 源 以 后 电 路、空 气 开 关、整 流 器、滤波器、变压器、插头、变阻器、继电器等易坏部件直至电动机部分; 电动机自身故障。电动机是离心机的 主要部件之一，电动机转速达不到设定转速，首先检查轴承，需更换时就更换，需要维护时 ( 比如加注润滑油 和清洗时) 就维护; 转速控制部分故障。转速控制系统有一个集成芯片能确保离心机安全准确的运行，如果 转速故障排除以上原因，可更换芯片或者控制面板。1 8安全性如电子盖锁、超温、过速、失平衡保护等，一旦发生误操作或故障将发出提示声音报警。2高效冷冻离心机在分子生物学中的应用Avanti J E 高 效冷 冻离 心机可 能会深入到每一个 3 2温度故障温度控制失灵，虽能制冷但是不能设定温度。离心分子生物 学 相 关 实 验 室，在 分 子 生 物学领域中应用广 泛，主要应用于以下方面:机温度失灵的 原 因 主 要 有 2 个: 温 度 控 制 面 板 故 障;传感器故障。温度是冷冻离心机一个重要的参数，因为有些样品 ( 比 如 细 胞、蛋 白 质 等 ) 在 高 温 环 境 下 会 被破坏，离心机在高速运转下就会产生能量，所以必须利用制冷系统对离心样品进行降温，使其离心环境保持 在一定的 范 围 之 内 ( 比 如 1 10 ) 。打 开 机 箱 盖，检测温度控制面板电压，12 V 和 6 V 电压正常，否则更换 温度控制芯片。若传感器故障引起温度测量不准确，错误数据导致随意开关制冷系统，则必须更换包裹在离心机机体外围内的传感器。2 1RNA 离心制备培养细胞经低速离心 ( 水平转头，300 g) 完成细胞分离、裂解后，加 RNA 沉 淀 提 取 液，于 4 10000 ( 角转头，微量 1 5 /2 0 ml Eppendor 管，或 12000 g15ml、50ml 管) 分步提取; 组织样本需先施匀浆预处理2。2 2DNA 离心制备水平 转 头，2 000 g 左 右 ( 1 5 /2 0 ml Eppendor管，15 ml、50 ml 锥 底 管 或 更 大 体 积 ) ; 再 经 12000 27000 g。制 备 质 粒 DNA: 角 转 头，250 ml 或 500m1 /瓶，5000 6000 g; 15 50 rnl / 管，12000 27000 g;4 或特定温度。3 33 3 1机体振动离心机转子不平衡由于离心机转子不平衡，使得离心机转子转动时产生不平衡离心惯性力。这种不平衡的离心惯性力使得离 心机产生有害的振动。需要注意:2 3载体表达蛋白分离角转头，250 500 ml / 瓶，4000 g;15 50 ml 锥底管，3000 g; 角转头，50 ml 管 / 瓶，27000 g，4 。( l)离心转头的选用: 离心中常用的是角转子和水2 4细胞纯化和亚细胞器分离用差速离心法分离细胞器和大小差别悬 殊 的 细 胞。平转子。角转子常用来差速离心分离 s ( 沉降系数) 值( 1: 10)相差较大的样品。水平 转子常用于密度梯度 由低速分步到 高 速 离 心，细胞器的沉降顺序是细 胞 核、线粒体、溶酶体、过氧化酶体、内质网、高尔基体、核 蛋白体，所有过程控温 4 。收集细胞: 水平转头，850 1850 g，优选锥形底管; 分离细胞核和细胞质，3300和等密度离心。另有一种垂直转子很少用，此转子主要用于等密度离心，以缩短离心时间。( 2)离心管的选用: 玻璃离心管绝对不能在高、超速离心机上使用。PA 管: 化学性能稳定，半透明， g;核提取，25000 g。进一步纯化分离将联用超速离耐高温消 毒。 PP 管: 化 学 性 能 稳 定，半 透 明，耐 高心。密度梯度速率沉降法分离密度相近而大小不等的细胞或细胞器。采用合适的密度梯度介质，水平转头 100 900 g。等密度梯度法分离细胞器，10000 30000 g。温消毒。PC 管: 透明度好，硬度大，能耐高温消毒，但不耐强酸强碱及某些有机溶剂，主 要 用 于 转 速 5 万 /min 以上 离 心。 CN 管: 质 地 较 软 透 明，但 不 耐 强 酸2 5细胞学涂片离心102高 校 实 验室 工 作 研 究总第 109 期无法检测到主轴的轴向位移的大小。当主轴上的推力轴承间隙过大时，主轴轴向位移大，离心机振动大7。4 5更换空气过滤器空气过滤器一般一年更换一次，经常查看若较脏进行清洗，空气过滤器是不固定在离心机，不需任何工具进行折装。空气过滤器移出是用手抓紧其顶部边，笔直Avanti J E 高效冷冻离心机的维护和保养4地提升空气过 滤 器; 安装新空气过 滤 器握 着顶 部 边 缘，4 1保养检查离心机腔体来自破损离心管的样品粉未和玻璃颗粒累积，必需 清 除; 检 查 后 板 空 气 过 滤 器 是 否 阻 塞， 保持排气孔清洁。用海绵或布擦去运行之间转头腔体内 的冷凝水，防止腔体结冰。如果腔体结冰，使用前该系 统需解冻，并擦去水分。系统 解 冻，可 设 置 温 度 30 ，20 分钟以上。4 2清洁经常性地清洁离心机，清洁泄漏注入液，防止部件表面的干燥物发生对仪器配件的腐蚀或污染，为防止从 破损样品离心管的样品粉未，或颗粒聚集，经常用布或 纸巾进行 清 洁， 保 持 腔 体 清 洁 和 干 燥。用 Solution 555 中性洗涤剂 1 10 水稀释，清洁腔体。通过漂洗和干燥。 用 1 10，555 洗涤水，浸湿布擦洗离心机表面，不能用 丙酮有机溶液。经常地用稀释的 555 水使用软刷清洁驱 动轴然后漂洗和干燥。如果玻璃离心管破裂，所有玻璃 不能留在吊桶式转头内，需清洁腔体检验腔体垫圈是否 有玻璃颗粒残留，小心擦去任何在腔体垫圈、腔体内残 留的玻璃颗粒。4 3去污染若离心机或配件受到放射性或致病原溶 液 的 污 染，必须采用合适的安全的去污染步骤，确保去污染方法不 损害仪器的任何部件。4 4灭菌和消毒离心机表面是采用氨基甲酸乙脂漆喷涂而成。可用70% 酒精消毒，采 用 70 % 酒 精 不 损 害 离 心 机，但 不 担 保其灭菌和消毒8。将底部边缘插入空气过滤器导向带状槽内慢慢地将过滤器沿着向下直至过滤器底部边支撑在支架上。5结语Avanti J E 高效冷冻离心机是一种高效离心设备，几乎应用于分子生物学的各个领域，为 确 保 设 备 高 效、稳定、正常运转，必须严格遵守操作规程，加强设备的日常维护、使用 和 保 养，对 出 现 的 事 故 及 时 进 行 分 析，采取有效措施，这对提高设备的使用效率有着重要作用。参考文献:1 金绿松，王家龙 我国实验室离心机的现状与展望 J 科学 仪 器与装置，2008，5: 772 李培京 超速离心机操作应用及基本理论 J 现 代 科 学 仪 器，2008，5: 1243 郭德伦，高 建，傅 雅 静， 等 实验室离心机的应用需求与功能 配置评估的探讨 J 中国中医学装备，2007，4 ( 6) : 5 74 杨晓薇 日立 超速离心机区带转头在使用中应注意的几个问题 J 中国医学装备，2005，2 ( 7) : 565 韩红旗，王旭东，刘聪明 浅析新工艺下高速离心的改造与应用 J 发酵科技通讯，2003，32 ( 1) : 336 李学省，王洪福， 刘 保 亭， 等 DR4 8 4C 医 用 低 速 冷 冻 离 心机的常见故障与维修 J 使用维修，2009，30 ( 3) : 267 刘福来，喻志强，王明珠 离心机安全认证检测中存在的问题及改进办法 J 通用机械制造，2010，5:968 刘 兵 离心机应用中的腐蚀问题 J 过滤与分离，2008，18( 3) : 31檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲( 上接第 71 页)4 LIU Jia Strengthen management of low value consumable items andimprove effectiveness of laboratories J Journal of Ningde TeachersCollege ( Natural Science) ，2009，21 ( 4) : 427 4275 Huang Xian zhang，Zhao Qing chao，Zhang Chao yun The Ex-ploratory Developm ent of Science of Chinese Crude Drug PracticeTeaching Reformatio J Journal of Henan University of Chinesemenicine，2009，24 ( 4) : 102 1046 YANG Hong scientific management of Lab instrument and equipmentJ Western China science and technology，2009，8 ( 22 ) : 69 707 WANG Shu liang Some Constrained Factors and Strategies about Es-tablishing Long lasting Effect Mechanism of Lab openin J Re-search and Exploration in laboratory，2007，26 ( 5) : 106 1098 ZHENG Chun long Research on the Motivation Mechanism of Labo-ratory Opening J Research and Exploration in laboratory，2009，28 ( 8) : 154 1579 LV Yuan ping，LU Xiao li，JIA Li rong，TAN Min，ZHAO Zhi feng Construction and Management of Food Science and EngineeringSpecialized Laboratory J Research and Exploration in laborat