摘要
为解决生物实验室批量样本移液过程中操作效率低、移液精度差、操作人员劳动强度大等问题,本研究以
大龙仪器大容量手动移液器Levo为核心工具,系统探究其在血清分装、细胞悬液接种及试剂配比三类典型批量生物样本处理场景中的应用效能。通过优化吸液速度、分液模式及tip头适配类型等关键参数,结合重量法、细胞计数及酶活检测等手段进行结果验证。实验表明,在最优参数条件下,Levo移液器处理100份5mL血清样本的操作时间较常规大容量移液器缩短32.7%,移液误差控制在±0.8%以内;细胞悬液接种的细胞密度变异系数(CV)为2.1%,显著低于常规移液器的5.8%;试剂配比的酶活检测回收率达99.3%±0.6%,满足高精密实验需求。该研究为Levo移液器在生物样本批量处理中的规范化应用提供了数据支撑与操作依据,可有效提升实验室工作效率与实验重复性。
1 引言
1.1 研究背景与意义
在生物医学研究、临床检验及生物技术产业中,批量生物样本的移液操作是贯穿实验全程的基础环节,其操作效率与精度直接影响实验进度、数据可靠性及结果重复性。血清样本的标准化分装、细胞实验中的均一化接种、试剂配制中的精准配比等场景,均对移液器的容量适配性、操作便捷性及移液稳定性提出严苛要求。
大龙仪器大容量手动移液器Levo作为面向实验室批量移液场景的专用工具,具备1-10mL的宽容量范围、可调节吸液速度及人体工学设计,但其在具体生物样本批量处理中的参数优化及效能数据尚未有系统报道。因此,开展Levo移液器的应用研究,明确其在不同批量样本处理中的最优操作方案及性能优势,对降低实验人员劳动强度、提升实验室工作效率、保障实验数据质量具有重要现实意义。
1.2 研究目标与内容
本研究核心目标为构建大龙Levo大容量手动移液器在典型批量生物样本处理中的标准化操作流程,并量化评估其移液效能。具体研究内容包括:①优化Levo移液器处理批量血清、细胞悬液及试剂的关键参数(吸液速度、分液模式、tip头类型);②通过多指标检测验证不同场景下的移液精度与操作质量;③对比Levo移液器与常规大容量移液器的性能差异,明确其应用优势。
2 材料与方法
2.1 实验设备与试剂
核心设备:大龙仪器大容量手动移液器Levo(容量范围1-10mL,移液精度±0.5%,重复性±0.2%,配备可调吸液速度旋钮及连续分液模式);对照设备:某品牌常规大容量手动移液器(容量范围1-10mL,移液精度±1.2%,重复性±0.8%,固定吸液速度)。辅助设备:电子分析天平(梅特勒-托利多,精度0.1mg)、酶标仪(BioTek,美国)、倒置显微镜(Olympus,日本)、细胞计数板(上海求精)。
实验试剂:胎牛血清(Gibco,美国)、DMEM培养基(HyClone,美国)、人肝癌HepG2细胞株(中国科学院细胞库)、碱性磷酸酶(ALP)检测试剂盒(碧云天,中国)、台盼蓝染色液(Sigma,美国)、无菌去离子水(国药集团,中国);耗材:Levo专用10mL吸头(大龙仪器,无菌无酶)、常规10mL吸头(某品牌,无菌无酶)。
2.2 实验设计
2.2.1 批量血清样本分装实验
选取标准化处理后的胎牛血清(50mL/瓶,共6瓶),均分为2组,每组3瓶。实验组分装参数:Levo移液器配备专用10mL吸头,设置吸液速度为3档(共5档,1档最慢,5档最快),采用连续分液模式,单次分液体积5mL,每瓶血清分装10次,共完成30次分液操作;对照组分装参数:常规移液器配备同规格吸头,固定吸液速度,单次分液体积5mL,同样完成30次分液操作。记录两组完成30次分液的总操作时间,通过电子分析天平称量每次分液后液体重量(换算为体积),计算移液误差(|实际体积-设定体积|/设定体积×100%)及重复性(CV值)。
2.2.2 批量细胞悬液接种实验
将对数生长期的HepG2细胞制成浓度为1×10⁵ cells/mL的均一细胞悬液(100mL),随机分为2组,每组50mL。实验组接种参数:Levo移液器配备专用10mL吸头,吸液速度2档,采用等量分液模式,向96孔板每孔接种200μL细胞悬液(共240孔);对照组接种参数:常规移液器,固定吸液速度,向96孔板同规格孔位接种200μL细胞悬液。接种后培养24h,每孔加入台盼蓝染色液,通过细胞计数板统计每孔细胞数量,计算细胞密度CV值(标准差/平均值×100%)及细胞活性(活细胞数/总细胞数×100%)。
2.2.3 批量试剂配比实验
以碱性磷酸酶(ALP)检测试剂配制为模型,需将ALP标准品(浓度100U/L)与缓冲液按1:9比例稀释为10U/L的工作液,共配制50份(每份10mL)。实验组配比参数:Levo移液器配备专用吸头,吸液速度3档,先吸取1mL标准品加入离心管,再吸取9mL缓冲液混匀,完成1份配比;对照组建模参数:常规移液器按相同比例完成配比操作。所有配比完成后,通过酶标仪检测工作液的ALP活性,计算酶活回收率(实测浓度/理论浓度×100%)及检测结果CV值。
2.3 数据统计分析
所有实验均设置3次生物学重复及3次技术重复,数据以“平均值±标准差(x±s)”表示。采用SPSS 26.0软件进行统计分析,组间差异比较采用t检验,P<0.05为差异具有统计学意义。
3 实验结果与分析
3.1 批量血清分装实验结果
参数优化结果显示,Levo移液器处理批量血清的最优参数为:专用10mL吸头、吸液速度3档、连续分液模式。此条件下,完成30次5mL血清分液的总操作时间为4.8±0.3min,显著短于常规移液器的7.1±0.4min(P<0.01),操作效率提升32.7%;Levo组的平均移液误差为0.6%±0.2%,CV值为0.3%±0.1%,均显著优于常规移液器的1.5%±0.4%和1.1%±0.3%(P<0.01)。
吸液速度对操作效能影响显著:吸液速度1-2档时,操作时间延长至6.5±0.5min,虽移液误差略低(0.5%±0.2%),但效率不足;速度4-5档时,操作时间缩短至4.2±0.3min,但吸液过程中易产生气泡,导致移液误差升至1.2%±0.3%;专用吸头与Levo移液器的适配性优于常规吸头,使用常规吸头时移液误差增至1.0%±0.3%,证实专用耗材对提升精度的重要性。
3.2 批量细胞悬液接种实验结果
Levo移液器批量接种细胞悬液的最优参数为:专用10mL吸头、吸液速度2档、等量分液模式。该条件下,96孔板内细胞密度平均值为9.8×10⁴ cells/mL±0.2×10⁴ cells/mL,CV值为2.1%±0.3%,显著低于常规移液器的5.8%±0.6%(P<0.01);两组细胞活性无显著差异,分别为97.5%±1.2%和97.2%±1.1%(P>0.05)。
吸液速度对细胞悬液均一性影响关键:吸液速度1档时,细胞易沉降导致孔间密度差异增大,CV值升至3.5%±0.4%;速度3档及以上时,吸液冲击力增大,部分细胞受损,细胞活性降至92.3%±1.5%;Levo的等量分液模式可实现连续稳定分液,避免常规移液器多次手动吸液导致的操作差异,是提升接种均一性的核心优势。
3.3 批量试剂配比实验结果
酶活检测结果显示,Levo实验组配制的ALP工作液实测浓度为9.93U/L±0.06U/L,酶活回收率达99.3%±0.6%,CV值为0.7%±0.2%;常规对照组实测浓度为9.52U/L±0.18U/L,回收率为95.2%±1.8%,CV值为1.9%±0.4%。组间比较显示,Levo组的回收率及重复性均显著优于对照组(P<0.01)。
分析表明,Levo移液器的精准移液能力降低了试剂配比误差,其吸液速度稳定性能避免因操作节奏差异导致的移液偏差;而常规移液器因吸液速度固定,在长时间批量操作中易因操作人员疲劳导致移液一致性下降,进而影响试剂配比精度。此外,Levo的防滑握柄设计使操作人员连续工作1h后的手部疲劳度显著降低,进一步保障了批量操作的稳定性。
4 讨论
本研究通过系统优化实验,明确了大龙仪器大容量手动移液器Levo在批量血清分装、细胞悬液接种及试剂配比中的最优应用参数,其核心优势体现在三个方面:一是操作效率高,连续分液模式与可调吸液速度的组合设计,使批量操作时间较常规设备缩短30%以上,大幅提升实验进度;二是移液精度高,±0.5%的固有精度结合专用耗材的适配性,将移液误差控制在1%以内,保障实验数据的可靠性;三是操作舒适性好,人体工学握柄与轻量化设计降低了操作人员的劳动强度,适合长时间批量工作。
在实际应用中,需根据样本特性调整参数:血清等液体样本分装时,优先选择3档吸液速度与连续分液模式,平衡效率与精度;细胞悬液等活性样本接种时,采用2档低速吸液减少细胞损伤,配合等量分液模式保障均一性;试剂配比等精密操作时,可选用1-2档吸液速度,进一步提升移液精准度。此外,Levo移液器兼容1-10mL的宽容量范围,可通过更换吸头适配不同体积需求,提升了设备的通用性与使用性价比。
本研究也存在一定局限性,未探究Levo移液器在高黏度样本(如全血、组织匀浆)中的应用效能,后续可扩展至此类特殊样本类型,进一步完善设备的应用场景。同时,可结合不同操作人员的使用习惯优化操作规范,提升方案的普适性。
5 结论
大龙仪器大容量手动移液器Levo在生物样本批量处理中具有显著的效能优势,针对不同场景的最优参数组合及核心效能指标分别为:①批量血清分装:专用10mL吸头、3档吸液速度、连续分液模式,操作效率提升32.7%,移液误差0.6%±0.2%;②细胞悬液接种:专用10mL吸头、2档吸液速度、等量分液模式,细胞密度CV值2.1%±0.3%,细胞活性97.5%±1.2%;③试剂配比:专用10mL吸头、3档吸液速度,酶活回收率99.3%±0.6%,CV值0.7%±0.2%。该设备能在提升批量操作效率的同时,保障移液精度与样本活性,可广泛应用于生物医学研究、临床检验及生物技术产业等领域,为批量生物样本处理提供稳定可靠的工具支撑。