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德雷特DLG-R165AT台式高速冷冻离心机在生物样本处理中的效能优化与应用研究
上海仪器网 / 2025-12-05

 

1 引言

生物样本中蛋白质、病毒、核酸等目标组分的高效分离与活性保持,是生物制药研发、临床诊断及蛋白组学研究的核心前提。传统离心设备存在三大痛点:一是冷冻型设备预冷时间长(通常需40-60分钟),温度波动范围大(±2℃),易导致热敏性样本变性;二是转速稳定性不足,高转速下振动明显,影响分离纯度;三是操作流程繁琐,数据记录依赖人工,难以满足FDA 21 CFR Part 11合规要求。德雷特DLG-R165AT作为新一代台式高速冷冻离心机,具备25000rpm最高转速、-20℃至40℃宽幅温控及智能数据追溯功能,符合生物安全操作规范。本文以蛋白纯化、病毒分离及临床血清样本处理为典型场景,构建标准化应用方案,为该仪器在生物样本处理领域的推广提供数据支撑。

2 应用场景与技术目标

2.1 核心应用场景

  • 蛋白组学研究领域:依据蛋白质分离纯化技术规范,开展重组蛋白的离心分离,需满足目标蛋白回收率≥90%,杂蛋白去除率≥85%,样本活性保持率≥95%。
  • 病毒学研究领域:采用梯度离心法进行AAV2型病毒纯化,符合生物安全二级实验室操作标准,病毒滴度≥10¹² vg/mL,纯化周期≤4小时。
  • 临床诊断领域:处理血清、血浆等临床样本,分离血清上清液用于生化指标检测,离心后样本无溶血现象,上清液澄清度≥98%,单次处理样本量≥24份。

2.2 技术目标

通过DLG-R165AT台式高速冷冻离心机实现:① 精准温控(目标温度±0.5℃内波动,预冷至-20℃时间≤30分钟);② 高效分离(蛋白回收率≥92%,病毒纯化周期较传统设备缩短40%以上);③ 稳定运行(25000rpm高转速下振动加速度≤0.3g,连续20次运行参数偏差≤0.5%);④ 合规追溯(自动存储1000组操作数据,支持USB导出与LIMS系统对接,数据记录误差率为0)。

3 仪器特性与实验优化

3.1 核心技术参数

参数指标
数值范围及性能
转速范围
100rpm~25000rpm,转速精度±10rpm,最大相对离心力80000×g
温度控制
-20℃~40℃,温控精度±0.5℃,预冷至-20℃仅需28分钟,支持温度补偿功能
容量配置
适配1.5mL/2mL×24、5mL×12、15mL×8、50mL×6转子,支持多种适配器
安全与智能功能
电子门锁、不平衡保护(±0.1g触发)、过温报警、2.8英寸触控屏、FDA 21 CFR Part 11合规数据记录

3.2 操作流程优化

  1. 仪器预处理:实验前30分钟启动预冷功能,设定目标温度(蛋白处理设4℃,病毒纯化设-20℃),同时检查转子无裂纹、离心腔无杂物,电源线接地可靠。安装转子后用专用扳手拧紧,确保与转轴紧密贴合。
  2. 样品准备:将待处理样本加入适配离心管,液体体积不超过管容量的75%。对称放置离心管,重量差异控制在±0.1g以内,单管离心时用等重去离子水平衡管填补对称位置。生物危害样本需使用封闭式离心管,在生物安全柜内完成装载。
  3. 参数设置与运行:根据样本类型设置参数(蛋白分离:12000rpm、4℃、15分钟;病毒纯化:25000rpm、-20℃、60分钟,梯度加速速率1000×g/min)。关闭舱门确认电子锁锁定后启动,运行中通过实时曲线监控转速与温度。
  4. 后处理操作:离心结束待转子完全停止(约8分钟)后开盖,轻缓取出样本避免震荡。用75%乙醇擦拭离心腔与转子,记录实验数据并备份至LIMS系统。

4 实验方案与结果分析

4.1 实验材料与设计

实验材料:重组人白蛋白标准品(纯度99.5%)、AAV2型病毒原液(滴度10¹⁰ vg/mL)、临床血清样本(24份健康人静脉血);对照仪器:常规台式冷冻离心机(最高转速20000rpm,温控精度±2℃)。设计三组实验:① 重组蛋白分离实验(n=10次平行实验);② AAV2病毒纯化实验(n=8次平行实验);③ 临床样本处理及仪器稳定性测试(20次连续运行)。

4.2 重组蛋白分离实验结果

离心设备
样本量(mL)
目标蛋白浓度(mg/mL)
回收率(%)
杂蛋白去除率(%)
RSD(%)
DLG-R165AT
2.0±0.05
8.2±0.1
92.5±0.8
88.3±1.2
0.4
常规冷冻离心机
2.0±0.05
7.2±0.3
80.0±1.5
75.1±2.0
1.8
注:回收率按公式计算:回收率(%)=(离心后目标蛋白总量/离心前目标蛋白总量)×100%。DLG-R165AT因精准温控与稳定转速,有效减少蛋白变性,回收率较常规设备提升12.5%,且数据重复性显著更优。

4.3 AAV2病毒纯化实验结果

离心设备
离心时间(min)
病毒滴度(×10¹² vg/mL)
纯化纯度(%)
温度波动(℃)
单次能耗(kWh)
DLG-R165AT
60
1.2±0.05
98.7±0.3
±0.3
0.85
常规冷冻离心机
100
0.8±0.08
92.5±0.7
±1.8
1.52
注:病毒纯度通过SDS-PAGE电泳法测定,以目标条带灰度占比计算。DLG-R165AT的梯度离心模式与精准温控协同作用,使病毒纯化周期缩短40%,滴度提升50%,同时能耗降低44.1%,符合绿色实验室要求。

4.4 临床样本处理及稳定性测试结果

4.4.1 临床血清样本处理效果

离心设备
处理样本数(份)
上清液澄清度(%)
溶血率(%)
单次处理耗时(min)
DLG-R165AT
24
98.5±0.5
0.3±0.1
12
常规冷冻离心机
24
92.3±1.2
1.8±0.3
20

4.4.2 仪器连续运行稳定性

运行次数范围
设定转速(rpm)
实际转速偏差(rpm)
设定温度(℃)
实际温度偏差(℃)
1-5次
12000
±5
4
±0.2
6-15次
12000
±8
4
±0.3
16-20次
12000
±10
4
±0.3
结果显示,DLG-R165AT连续运行20次后,转速与温度偏差仍控制在技术指标范围内,无明显性能衰减,且临床样本处理中溶血率低,上清液质量高,完全满足临床诊断对样本预处理的严苛要求。

5 结论与应用价值

DLG-R165AT台式高速冷冻离心机通过精准的温控系统、稳定的转速控制及智能操作设计,在生物样本处理中展现出显著优势:蛋白分离回收率达92.5%,病毒纯化纯度接近99%,临床样本处理效率提升40%,各项性能指标均优于常规离心设备。其具备的FDA 21 CFR Part 11合规数据记录功能与LIMS系统对接能力,解决了生物制药与临床领域的追溯难题;而缩短的预冷时间与降低的能耗,进一步降低了实验室运营成本。该仪器可广泛应用于蛋白组学研究、病毒学研发、临床诊断等多个领域,为生物样本的标准化、高效化处理提供可靠设备支撑,推动相关领域研究与应用的规范化发展。

 

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