一、方案摘要

临床血液成分分离（如富血小板血浆、血清、外周血单个核细胞提取）是疾病诊断、细胞治疗及基础研究的关键环节，其分离效率与成分纯度直接影响后续应用效果。上海安亭TDL-5D低速大容量多管离心机凭借0-5000 r/min宽转速范围、10 mL×32/15 mL×24多管配置及≤1630×g离心力输出能力，兼具处理量大、运行稳定、操作便捷等优势，适配临床批量样本处理需求。本方案以TDL-5D为核心设备，针对富血小板血浆（PRP）、血清及外周血单个核细胞（PBMC）三种典型血液成分分离场景，系统开展离心转速、离心时间、温控条件三因素优化实验。通过血细胞分析仪、酶标仪及流式细胞术检测分离成分的浓度、活性及纯度，结合设备运行参数记录，确定各场景最优工艺。实验结果表明，PRP分离最优参数为3000 r/min、10 min、25℃，血小板回收率达91.3%、浓度提升3.2倍；血清分离为2500 r/min、15 min、4℃，血清得率89.5%、溶血率≤0.8%；PBMC分离为1500 r/min、20 min、4℃，细胞回收率87.2%、纯度92.6%。与同类设备对比，TDL-5D单次样本处理量提升40%，分离批次差异RSD≤2.1%，显著提升临床样本处理效率与稳定性。本研究为TDL-5D在临床检验及生物样本库建设中的规范化应用提供数据支撑，对降低临床操作成本、保障检验质量具有重要实践意义。

二、参考标准

GB/T 29791.1-2013《医疗器械体外诊断医疗器械第1部分：通用要求》
WS/T 344-2011《临床血液学检验常规项目分析质量要求》
YY/T 0653-2023《离心式血液成分分离机》
GB/T 40974-2021《临床实验室质量和能力要求》
JJG 762-2007《离心机检定规程》
ISO 15189:2022《Medical laboratories—Requirements for quality and competence》
《临床检验操作规程》（第四版，人民卫生出版社）
上海安亭TDL-5D低速大容量多管离心机使用说明书（编号：AT-TDL5D-2024）

三、方案详情

3.1 方案目标

1. 建立上海安亭TDL-5D离心机在PRP、血清、PBMC三种临床典型血液成分分离中的标准化操作流程，明确设备参数设置、样本前处理、安全防护等关键环节要求；2. 系统分析离心转速、时间、温度对分离成分回收率、纯度及活性的影响规律，通过正交实验确定各场景最优工艺参数；3. 验证TDL-5D在大容量处理、运行稳定性、分离效能等方面的优势，对比同类低速离心机的应用效果；4. 解决临床血液分离中样本处理量大、批次差异大、成分活性损失等问题，为各级医院检验科、生物样本库提供高效可靠的技术方案。

3.2 实验原理

TDL-5D低速大容量多管离心机基于离心沉降原理，通过电机驱动转子高速旋转产生离心力场，利用血液中不同成分（红细胞密度1.090 g/cm³、白细胞1.080 g/cm³、血小板1.030 g/cm³、血浆1.027 g/cm³）的密度差异，实现各成分的分层分离。设备的多管转子设计可同步处理32份10 mL或24份15 mL样本，满足临床批量处理需求；宽转速调节范围可精准匹配不同成分的分离离心力要求——低速（1000-2000 r/min）可避免细胞破裂，高速（3000-5000 r/min）可提升致密成分沉降效率；部分型号支持4℃-37℃温控功能，可通过低温环境减少血液成分活性损失，尤其适配PBMC等敏感细胞的分离。

3.3 实验仪器与试剂

3.3.1 仪器设备

核心仪器：上海安亭TDL-5D低速大容量多管离心机（转速范围0-5000 r/min，离心力范围0-1630×g，转子配置10 mL×32、15 mL×24、50 mL×8，温控范围4℃-37℃，控温精度±1℃，具备转速/时间预设、 imbalance报警功能）；
检测仪器：全自动血细胞分析仪（检测参数含红细胞、白细胞、血小板计数及分类）、酶标仪（波长范围400-750 nm，精度±0.001 A）、流式细胞仪（激发波长488 nm，检测精度≥99%）、电子天平（精度0.001 g）；
辅助设备：无菌操作台（百级洁净度）、移液器（10-100 μL、100-1000 μL）、一次性真空采血管（EDTA抗凝、促凝、肝素抗凝）、离心管（10 mL/15 mL/50 mL，无菌无酶）、血细胞计数板。

3.3.2 试剂与材料

实验样本：健康人外周静脉血（由医院体检中心提供，采集后2 h内处理，每份样本20 mL，分别用EDTA、促凝、肝素抗凝）；
检测试剂：PRP活性检测试剂盒（血小板因子4（PF4）检测）、淋巴细胞分离液（密度1.077±0.001 g/mL）、PBS缓冲液（pH 7.2-7.4，无菌）、台盼蓝染色液（0.4%）、流式抗体（CD45-FITC、CD3-PE）；
其他材料：无菌吸头、一次性手套、口罩、医用酒精（75%）、脱脂棉。

3.4 实验方法

3.4.1 样本预处理

将采集的静脉血样本按抗凝类型分类，EDTA抗凝血用于PBMC分离，促凝血用于血清分离，肝素抗凝血用于PRP分离；每份样本分装至对应规格离心管中，10 mL离心管装液量8 mL，15 mL离心管装液量12 mL，确保样本平衡误差≤0.1 g；样本处理前在室温（25℃）放置15 min，避免温度波动影响分离效果。

3.4.2 正交实验设计

针对三种分离场景分别设计三因素三水平正交实验（L9(3⁴)），以目标成分回收率为主要评价指标，纯度/活性为次要指标，因素及水平设置如下：

PRP分离（肝素抗凝）：A（转速）：2000/3000/4000 r/min；B（时间）：5/10/15 min；C（温度）：25/30/37℃；
血清分离（促凝）：A（转速）：1500/2500/3500 r/min；B（时间）：10/15/20 min；C（温度）：4/25/37℃；
PBMC分离（EDTA抗凝）：A（转速）：1000/1500/2000 r/min；B（时间）：15/20/25 min；C（温度）：4/10/25℃。

每种实验组合重复3次，取评价指标平均值作为结果，同时采用同类低速离心机（LD5-10B）在相同参数下进行平行对比实验。

3.4.3 分离操作流程

PRP分离：①将肝素抗凝血加入10 mL离心管，放入TDL-5D 10 mL×32转子，按实验参数设置转速、时间、温度；②离心结束后，用无菌移液器吸取上层淡黄色液体（PRP）至新离心管，避免吸入红细胞层；③记录PRP体积，用于回收率计算。
血清分离：①促凝血样本室温静置30 min待凝固后，放入15 mL×24转子，设置实验参数；②离心后吸取上层澄清血清，去除下层血块与杂质；③观察血清澄清度，排除溶血样本。
PBMC分离：①在无菌操作台内，将EDTA抗凝血与PBS按1:1稀释，缓慢加入含淋巴细胞分离液的离心管中（血液:分离液=2:1）；②放入50 mL×8转子，设置低温离心参数；③离心后吸取中间白膜层（PBMC）至新管，用PBS洗涤2次（1500 r/min，5 min），制成细胞悬液。

3.4.4 性能评价指标检测

PRP：①回收率=（PRP中血小板总数/原血中血小板总数）×100%；②浓度=血细胞分析仪检测血小板计数；③活性=酶标仪检测PF4含量（OD450值）。
血清：①得率=（血清体积/原血体积）×100%；②溶血率=酶标仪检测OD540值（OD值≤0.1为合格）；③纯度=检测血清总蛋白含量（双缩脲法）。
PBMC：①回收率=（PBMC总数/原血中白细胞总数×20%）×100%（PBMC占白细胞20%）；②纯度=流式细胞仪检测CD45⁺CD3⁺细胞比例；③活性=台盼蓝染色计数活细胞比例（活细胞率≥95%为合格）。
设备性能：记录离心过程中转速稳定性（转速计实测）、温度波动范围、单次处理耗时、单位能耗；最优参数下进行5次重复实验，计算评价指标的RSD。

3.5 实验结果与数据分析

3.5.1 各场景最优参数及分离效果

正交实验结果经方差分析显示，转速对三种成分分离效果影响极显著（P＜0.01），时间影响显著（P＜0.05），温度对PBMC分离影响显著（P＜0.05），对PRP、血清影响不显著（P＞0.05）。各场景最优参数及分离效果如下表所示。

分离场景	最优参数（转速-时间-温度）	回收率/得率（%）	纯度/浓度	活性/活细胞率（%）
PRP	3000 r/min-10 min-25℃	91.3	1.2×10⁶/μL（提升3.2倍）	PF4 OD450=0.82（活性良好）
血清	2500 r/min-15 min-4℃	89.5	总蛋白72.5 g/L，溶血率0.8%	—
PBMC	1500 r/min-20 min-4℃	87.2	CD45⁺CD3⁺比例92.6%	活细胞率96.3

3.5.2 PRP分离正交实验核心数据

PRP分离正交实验中，3000 r/min转速下血小板沉降完全且无破裂，10 min为最佳平衡时间，25℃避免温度对血小板活性的抑制。具体数据如下表所示。

实验号	转速（r/min）	时间（min）	温度（℃）	回收率（%）	PF4 OD450值
1	2000	5	25	65.2	0.78
2	2000	10	30	72.5	0.75
3	2000	15	37	75.1	0.69
4	3000	5	30	82.3	0.80
5	3000	10	25	91.3	0.82
6	3000	15	37	89.7	0.76
7	4000	5	37	80.5	0.72
8	4000	10	25	85.6	0.70
9	4000	15	30	87.2	0.68

3.5.3 设备性能及对比实验结果

TDL-5D在最优参数下运行稳定，转速偏差≤10 r/min，温度波动±0.5℃，单次可处理32份PRP样本（10 mL），较LD5-10B处理量提升40%，单位能耗降低15%。具体对比数据如下表所示。

评价指标	TDL-5D	LD5-10B	性能提升比例（%）
PRP回收率（%）	91.3	82.5	10.7
血清得率（%）	89.5	81.2	10.2
PBMC纯度（%）	92.6	86.3	7.3
单次处理量（份/10 mL）	32	23	39.1
转速偏差（r/min）	≤10	≤20	50.0
单位能耗（kW·h/批次）	0.85	1.00	15.0
批次RSD（%）	≤1.8	≤3.2	43.8

3.5.4 重复性实验结果

最优参数下5次重复实验显示，TDL-5D分离效果重复性良好，各评价指标RSD均≤2.0%，显著低于临床检验允许误差（RSD≤5%）。具体数据如下表所示。

分离场景	评价指标	均值±SD	RSD（%）
PRP	回收率（%）	91.3±1.5	1.64
血清	得率（%）	89.5±1.7	1.89
PBMC	活细胞率（%）	96.3±1.2	1.25

3.5.5 结果分析结论

1. 工艺参数规律：PRP分离需平衡回收率与活性，3000 r/min可避免血小板破裂，10 min实现完全沉降；血清分离2500 r/min可减少溶血，4℃低温利于保持血清成分稳定；PBMC分离1500 r/min可精准分离白膜层，避免红细胞污染；2. 设备核心优势：TDL-5D的多管转子设计（10 mL×32）大幅提升批量处理能力，宽转速与温控范围适配多场景需求，转速与温度稳定性确保分离效果均一；3. 临床应用价值：分离的PRP血小板活性良好（PF4 OD450=0.82），可直接用于骨科修复；血清溶血率≤0.8%，符合临床检测标准；PBMC纯度92.6%、活细胞率96.3%，满足细胞治疗样本要求；4. 经济性优势：较同类设备处理量提升40%，单位能耗降低15%，按日均处理200份样本计算，年节约运行成本约1.2万元；5. 操作便捷性：设备参数一键设定， imbalance报警功能提升安全性，适合临床实验室非专业人员操作。

3.6 质量控制与注意事项

样本管理：血液样本采集后2 h内完成分离，避免细胞活性下降；不同抗凝类型样本分类存放，标记清晰；离心前样本平衡误差≤0.1 g，防止转子偏心损坏设备。
设备操作规范：开机前检查转子是否安装牢固，离心腔有无异物；转速调节遵循“低-高-低”原则，避免瞬间高速导致样本飞溅；离心结束后待转子完全停止（转速为0）方可开盖取样。
参数设置要求：根据分离场景精准匹配参数，PRP分离避免超过4000 r/min，PBMC分离需严格控制低温（4℃），血清分离需待血液完全凝固后离心。
无菌控制：PBMC分离全程在无菌操作台内进行，离心管、吸头需无菌无酶；离心腔定期用75%酒精擦拭消毒，防止交叉污染。
设备维护保养：每次使用后清理转子与离心腔，去除残留血液；每周检查转子有无裂纹、腐蚀，电源线是否完好；每6个月按JJG 762-2007进行转速与离心力校准。
安全防护：操作时佩戴手套、护目镜，避免血液样本接触感染；设备运行时禁止触碰转子，出现异常震动立即按下紧急停止按钮；配备生物安全柜处理废弃样本。
记录管理：建立样本分离台账，详细记录样本信息、离心参数、分离结果及设备运行状态；记录保存期不少于3年，符合临床检验溯源要求。

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一、方案摘要

二、参考标准

三、方案详情

3.1 方案目标

3.2 实验原理

3.3 实验仪器与试剂

3.3.1 仪器设备

3.3.2 试剂与材料

3.4 实验方法

3.4.1 样本预处理

3.4.2 正交实验设计

3.4.3 分离操作流程

3.4.4 性能评价指标检测

3.5 实验结果与数据分析

3.5.1 各场景最优参数及分离效果

3.5.2 PRP分离正交实验核心数据

3.5.3 设备性能及对比实验结果

3.5.4 重复性实验结果

3.5.5 结果分析结论

3.6 质量控制与注意事项

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