制備型超高速離心機(jī)的幾種分離方法:
A.差速離心:逐次增加離心力,每次可沉降樣品溶液中的一些組份。
差速離心是一種常用的方法。在這種方法中,離心管在開始時(shí)裝滿了均一的樣品溶液。通過在速度下時(shí)間的離心后,就可得到兩個(gè)部份:沉淀和上清液。
通常在次離心時(shí)把大部分不需要的大粒子沉降去掉。這時(shí)所需的組份大部分仍留在上清液中。然后將收集到的上清液以更高速度離心,把所需的粒子沉積下來。離心的時(shí)間要選擇得當(dāng),使大部份不需要的更小的粒子仍留在上清液中。對(duì)于得到的沉淀和上清液可以進(jìn)行進(jìn)一步的離心,直到達(dá)到所需要的分離純度為止。
差速離心的特點(diǎn)是操作簡單,但分離純度不高。
B.密度梯度離心法:可以同時(shí)使樣品中幾個(gè)或全部組份分離,具有很好的分辨率。
1)速率區(qū)帶法(rate zonal):
根據(jù)樣品中不同粒子所具有的不同的尺寸大小及沉降速度(S)。大致步驟如下:
在離心管中裝入密度梯度溶液,溶液的密度從離心管頂部至底部逐漸增加(正梯度)。
將所需分離的樣品小心地加至密度梯度溶液的頂部。樣品在梯度溶液表面形成一負(fù)梯度。
由于不同大小的粒子在離心力作用下,在梯度中移動(dòng)的速度不一樣,所以經(jīng)過離心后會(huì)形成幾條分開的樣品區(qū)帶。
注意:樣品粒子的密度大于梯度液注中任一點(diǎn)的密度。離心過程在區(qū)帶到達(dá)管子底部前停止。
2)等密度離心法(isopycnic):
根據(jù)粒子的不同密度來分離。離心過程中,粒子會(huì)移至與它本身密度相同的地方形成區(qū)帶。
密度樣度的選擇要使梯度的范圍包括所有待分離粒子的密度。樣品可以在密度梯度液粒上面或均勻分布在密度梯度中。經(jīng)離心后,樣品粒子達(dá)到它們的平衡點(diǎn)。注意:平衡后粒子的分離由其密度決定,與時(shí)間無關(guān),此時(shí)再改變離心轉(zhuǎn)速,只能改變區(qū)帶的相對(duì)位置。 2.密度梯度分析法
1)梯度介質(zhì)性質(zhì)與選擇:
A、應(yīng)具備的性質(zhì) :
梯度物質(zhì)的選擇原則是滿足分離方法的基本要求,一個(gè)理想的密度材料標(biāo)準(zhǔn)它應(yīng)是:
· 所形成的溶液密度應(yīng)包括所需要的密度范圍。
· 具有某些性質(zhì),如折射率,據(jù)此可測(cè)定它的濃度。
· 所形成的溶液粘度低。
· 不損傷所分離的樣品。
· 離心分離后容易除去。
· 不妨礙分離積分的分析。
B、常用介質(zhì)種類:
表一、常用梯度材料在20℃密度
B.梯度介質(zhì)應(yīng)用范圍:
表二、等密度梯度介質(zhì)的應(yīng)用
+++很好 ++好 +可以 --不適用
表三、各種大分子在蔗糖梯度液中的大約密度
(2)、梯度溶液的準(zhǔn)備:
計(jì)算
稀釋(本文第三章部分)
(3)、梯度形狀
梯度形狀分:線型、等速型、階梯型、平坦型、陡峭型指數(shù)梯度。(如下圖)
梯度形狀對(duì)于分離是否成功重要:
常用的是線型梯度,適用于分離蛋白質(zhì)、酶、激素、核糖體亞基和一些植物病毒;等速型適用于分離脂蛋白和一些需上浮分離樣品;不連續(xù)或階梯型梯度適用于分離整細(xì)胞、亞細(xì)胞組分以及純化一些哺乳類動(dòng)物病毒或昆蟲病毒。等速梯度以及長液柱可增進(jìn)分離能力,適用于分離核糖體亞基、多核糖體及植物病毒。
B.梯度柱制備:
梯度液柱可以用手工或梯度儀制備
半注法:
為縮減離心時(shí)間,或分離樣品較少可用半注法:下半管鋪置梯度介質(zhì),中間加樣品,上面鋪Buffer或液體石臘油。
(4)、加樣方法與加樣量:
將樣品加到梯度液柱上,針尖和離心管成45-60°角度,慢慢地將樣品沿管壁流到液面上去,對(duì)于DNA一類易斷的脆弱樣品,應(yīng)該用孔徑較大的移液管代替針頭,以避免剪切力對(duì)樣品的切割作用。樣品濃度是梯度柱小密度的1/10(W/W)。
(5)、轉(zhuǎn)子的選擇與效應(yīng):
(6)、分離區(qū)帶的回收及檢測(cè)
離心后所形成的區(qū)帶樣品的回收方法基本有四種:
a.穿刺法
穿刺離心管底部,使梯度溶液滴出,將一具有合適閥門的蓋帽放在離心管頂,可控制滴出速度。
b.虹吸法:
將一毛細(xì)管輕輕插入管底,盡量防止梯度抖動(dòng),用微量泵逐漸滴取,以量滴數(shù)或體積部分收取。
c.加壓法:
通過一針管將高密度的液體泵入到梯度離心管的底部,部分收集換出的溶液。
d.切割法:
采用專用的切割刀切割所需區(qū)帶。
區(qū)帶檢測(cè):
所謂區(qū)帶檢測(cè),實(shí)際上是對(duì)水平轉(zhuǎn)子或角轉(zhuǎn)子和垂直轉(zhuǎn)子離心管中的分離物質(zhì)所做的監(jiān)測(cè),通常只是測(cè)量在260或280mm時(shí)長的吸收值,以決定梯度中的核酸或蛋白的整個(gè)分布,這個(gè)操作通常稱之為在線(on line)監(jiān)測(cè)。
如何正確維護(hù)你的離心機(jī)
離心機(jī)的發(fā)展離心機(jī)是將樣品進(jìn)行分離的儀器,廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、石油化工、農(nóng)業(yè)、食品衛(wèi)生等領(lǐng)域。離心機(jī)自問世以來,歷經(jīng)低速、調(diào)整、超速的變遷,其進(jìn)展主要體現(xiàn)在離心設(shè)備和離心技術(shù)兩方面,二者相輔相成。從轉(zhuǎn)速看,臺(tái)式離心機(jī)基本屬于低速、高速離心機(jī)的范疇,通用臺(tái)式離心機(jī)的發(fā)展已經(jīng)模糊了低速、高速、微量和大容量離心機(jī)的界線,眾多的轉(zhuǎn)頭為科研人員提供相當(dāng)廣泛的應(yīng)用范圍,成為科研實(shí)驗(yàn)室機(jī)型。
離心機(jī)原理
利用離心力,根據(jù)混合物中各組分沉降系數(shù)、質(zhì)量、密度等的不同原理,將樣品混合物中的液體與固體顆?;蛞后w與液體分離出來。
離心機(jī)分類
離心機(jī)是實(shí)驗(yàn)室極常見的分離儀器按轉(zhuǎn)速可分為低速離心機(jī)、高速離心機(jī)、超速離心機(jī)等;
常速離心機(jī):轉(zhuǎn)速小于3500r/min
高速離心機(jī):轉(zhuǎn)速在3500 r/min ~50000 r/min之間
超高速離心機(jī):轉(zhuǎn)速大于50000 r/min。
按溫度可分為冷凍離心機(jī)、常溫離心機(jī);
按容量可分為微量離心機(jī)、大容量離心機(jī)、超大容量離心機(jī);
按外型可分為臺(tái)式離心機(jī)、落地式離心機(jī)。
使用守則
使用離心機(jī)首重安全,離心力失控可能造成很大的破壞。因此要注意離心管是否平衡,轉(zhuǎn)速是否超過設(shè)置,轉(zhuǎn)子是否有腐蝕等。
離心機(jī)使用起來看似簡單,沒有技術(shù)含量,但是正確的使用及維護(hù)還是很有必要,一旦發(fā)生故障,對(duì)實(shí)驗(yàn)造成延誤,也是得不償失。
一. 離心機(jī)在預(yù)冷狀態(tài)時(shí),離心機(jī)蓋關(guān)閉,離心結(jié)束后取出的轉(zhuǎn)頭要倒置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,擦干腔內(nèi)余水,此時(shí)離心機(jī)蓋處于打開狀態(tài)。
二. 轉(zhuǎn)頭在預(yù)冷時(shí)轉(zhuǎn)頭蓋可擺放在離心機(jī)的平臺(tái)上,或擺放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,千萬不可不擰緊浮放在轉(zhuǎn)頭上,因?yàn)橐坏┱`啟動(dòng),轉(zhuǎn)頭蓋就會(huì)飛出,造成事故!
三. 轉(zhuǎn)頭蓋在擰緊后要用手指觸摸轉(zhuǎn)頭與轉(zhuǎn)蓋之間有無縫隙,如有縫隙要擰開重新擰緊,直至確認(rèn)無縫隙方可啟動(dòng)離心機(jī)。
四. 在離心過程中,操作人員不得離開離心機(jī)室,一旦發(fā)生異常情況操作人員不能關(guān)電源(POWER),要按STOP。在預(yù)冷前要填寫好離心機(jī)使用記錄。
五. 不得使用偽劣的離心使管,不得用老化、變形、有裂紋的離心管。
六. 在節(jié)假日和晚間后一個(gè)使用離心機(jī)須例行安全檢查后方能離去。
七. 在儀器使用過程中發(fā)生機(jī)器故障,部件損壞情況時(shí)要及時(shí)與生產(chǎn)廠家聯(lián)系
使用注意
實(shí)驗(yàn)室常用的是電動(dòng)離心機(jī)電動(dòng)離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度快,要注意安全,要防止在離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間,因不平衡或試管墊老化,而使離心機(jī)邊工作邊移動(dòng),以致從實(shí)驗(yàn)臺(tái)上掉下來,或因蓋子未蓋,離心管因振動(dòng)而破裂后,玻璃碎片旋轉(zhuǎn)飛出,造成事故。因此使用離心機(jī)時(shí),注意以下操作。
(1)離心機(jī)套管底部要墊棉花或試管墊。
(2)電動(dòng)離心機(jī)如有噪音或機(jī)身振動(dòng)時(shí),應(yīng)立即切斷電源,即時(shí)排除故障。
(3)離心管對(duì)稱放入套管中,防止機(jī)身振動(dòng),若只有一支樣品管另外一支要用等質(zhì)量的水代替。
(4)啟動(dòng)離心機(jī)時(shí),應(yīng)蓋上離心機(jī)頂蓋后,方可慢慢啟動(dòng)。
(5)分離結(jié)束后,先關(guān)閉離心機(jī),在離心機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后,方可打開離心機(jī)蓋,取出樣品,不可用外力強(qiáng)制其停止運(yùn)動(dòng)。
(6)離心時(shí)間一般1~2分鐘,在此期間,實(shí)驗(yàn)者不得離開去做別的事。
電動(dòng)使用注意問題
在企業(yè)或院校研究機(jī)構(gòu)中,轉(zhuǎn)速在3000轉(zhuǎn)左右的低速實(shí)驗(yàn)離心機(jī)已經(jīng)比較常用,如315型過濾+沉降一體式實(shí)驗(yàn)離心機(jī),100型實(shí)驗(yàn)離心機(jī),200型實(shí)驗(yàn)離心機(jī)等。這些離心機(jī)設(shè)計(jì)合理,重心低,安全穩(wěn)定,在化工、食品、醫(yī)療等領(lǐng)域的前期試樣分析中得到了更大的應(yīng)用。
操作方法
1、使用各種離心機(jī)時(shí),事先在天平上精密地平衡離心管和其內(nèi)容物,平衡時(shí)重量之差不得超過各個(gè)離心機(jī)說明書上所規(guī)定的范圍,每個(gè)離心機(jī)不同的轉(zhuǎn)頭有各自的允許差值,轉(zhuǎn)頭中絕對(duì)不能裝載單數(shù)的管子,當(dāng)轉(zhuǎn)頭只是部分裝載時(shí),管子互相對(duì)稱地放在轉(zhuǎn)頭中,以便使負(fù)載均勻地分布在轉(zhuǎn)頭的周圍。
2、若要在低于室溫的溫度下離心時(shí)。轉(zhuǎn)頭在使用前應(yīng)放置在冰箱或置于離心機(jī)的轉(zhuǎn)頭室內(nèi)預(yù)冷。
3、離心過程中不得隨意離開,應(yīng)隨時(shí)觀察離心機(jī)上的儀表是否正常工作,如有異常的聲音應(yīng)立即停機(jī)檢查,及時(shí)排除故障。
4、每個(gè)轉(zhuǎn)頭各有其高允許轉(zhuǎn)速和使用累積x時(shí),使用轉(zhuǎn)頭時(shí)要查閱說明書,不得過速使用。每一轉(zhuǎn)頭都要有一份使用檔案,記錄累積的使用時(shí)間,若超過了該轉(zhuǎn)頭的高使用x時(shí),則須按規(guī)定降速使用。
5、裝載溶液時(shí),要根據(jù)各種離心機(jī)的具體操作說明進(jìn)行,根據(jù)待離心液體的性質(zhì)及體積選用適合的離心管,有的離心管無蓋,液體不得裝得過多,以防離心時(shí)甩出,造成轉(zhuǎn)頭不平衡、生銹或被腐蝕,而制備性超速離心機(jī)的離心管,則常常要求將液體裝滿,以免離心時(shí)塑料離心管的上部凹陷變形。每次使用后,仔細(xì)檢查轉(zhuǎn)頭,及時(shí)清洗、擦干,轉(zhuǎn)頭是離心機(jī)中須重點(diǎn)保護(hù)的部件,搬動(dòng)時(shí)要小心,不能碰撞,避免造成傷痕,轉(zhuǎn)頭長時(shí)間不用時(shí),要涂上一層上光臘保護(hù),嚴(yán)禁使用顯著變形、損傷或老化的離心管。
日常保養(yǎng)
轉(zhuǎn)子
離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)前應(yīng)先切斷電源并先松開離心機(jī)剎車,可以手試轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓,看有無咬煞情況。
檢查其他部位有無松動(dòng)及不正常情況。
接通電源依順時(shí)針方向開車啟動(dòng)(通常從靜止?fàn)顟B(tài)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)約需40-60秒左右)。
通常每臺(tái)設(shè)備到廠后均須空車運(yùn)轉(zhuǎn)3小時(shí)左右,無異常情況即可工作。
物料盡可能要放置均勻。
專人操作,容量不得超過額定量。
嚴(yán)禁機(jī)器超速運(yùn)轉(zhuǎn),以免影響機(jī)器使用壽命。
機(jī)器開動(dòng)后,若有異常情況停車檢查,必要時(shí)需予以拆洗修理。
離心機(jī)工作時(shí)是高速運(yùn)轉(zhuǎn),因此切不可用身體觸及其轉(zhuǎn)鼓,以防意外。
濾布的目數(shù)應(yīng)根據(jù)所分離物料的固相顆粒的大小而定,否則影響分離效果。另外濾布安裝時(shí)應(yīng)將濾布
密封圈嵌入轉(zhuǎn)鼓密封槽內(nèi),以防物料跑入。
為確保離心機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)動(dòng)部件請(qǐng)每隔6個(gè)月后加油保養(yǎng)一次。同時(shí)查看軸承處運(yùn)轉(zhuǎn)潤滑情況,有無磨損現(xiàn)象;制動(dòng)裝置中的部件是否有磨損情況,嚴(yán)重的予以更換;軸承蓋有無漏油情況。
機(jī)器使用完畢,應(yīng)作好清潔工作,保持機(jī)器整潔。
不要將非防腐型離心機(jī)與于高腐蝕性物料的分離;另外嚴(yán)格按照設(shè)備要求、規(guī)定操作,非防爆型離心機(jī)切不可用于易燃、易爆場合。
“喘振"
制冷離心式機(jī)組的離心機(jī)常發(fā)生“喘振"現(xiàn)象。
制冷離心壓縮機(jī)原理是將大分子量的制冷劑通過高速運(yùn)動(dòng)將其積壓到小的空間進(jìn)行壓縮,然后通過降溫進(jìn)行冷凝。
離心式冷水機(jī)組能量調(diào)節(jié)方式是靠調(diào)節(jié)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的導(dǎo)片角度來調(diào)節(jié)壓縮比
當(dāng)供冷量下降的時(shí)候,導(dǎo)片做的功降低,壓縮出去的氣體壓力和吸入壓縮機(jī)的氣體壓力相近,導(dǎo)致氣體回流產(chǎn)生機(jī)械的強(qiáng)迫震動(dòng)。(也稱“喘振")喘振會(huì)造成機(jī)械部件的損壞。