摘要

为解决生物医学研究中大规模生物样本（如全血、组织匀浆、细胞悬液）分离效率低、样本活性保留差、操作重复性不足等问题，本研究以低速大容量离心机DL-5000B-B为核心设备，系统探究其在临床血液样本处理、动物组织细胞分离及微生物菌液富集中的应用效能。通过设置不同离心参数（转速、时间、温度），以分离纯度、样本回收率、细胞存活率及操作效率为评价指标，验证设备的实用性与稳定性。结果表明，DL-5000B-B在5000r/min转速下处理全血样本15min，血清回收率达92.3%±1.2%，溶血率低于2.1%；处理大鼠肝脏组织匀浆时，4000r/min离心20min可实现细胞碎片与上清液的高效分离，目标蛋白回收率较普通离心机提升18.6%；批量处理微生物菌液时，设备单次可负载8×50mL离心管，菌体重悬浓度达1.2×10⁹CFU/mL，满足高通量实验需求。该设备凭借大容量、低振动、精准控温的特性，为生物样本批量处理提供了高效、稳定的技术支撑。

1 引言

1.1 研究背景与意义

在基因组学、蛋白质组学及临床检验等领域，生物样本的高效分离与纯化是后续实验的核心前提。随着高通量实验技术的发展，单次实验需处理的样本量从数十份增至数百份，传统低速离心机存在容量小（单次负载≤4×50mL）、离心过程振动大导致样本混合、控温精度不足影响生物活性等问题，严重制约实验效率与结果可靠性。

DL-5000B-B低速大容量离心机作为专为批量样本处理设计的设备，其最大负载可达8×100mL或16×50mL，转速范围覆盖0-5000r/min，配备高精度温控系统（4-30℃可调），理论上可满足大规模样本的高效分离需求。本研究通过针对性实验，明确其在不同生物样本处理中的最优参数与应用价值，为相关领域实验方案优化提供数据支撑。

1.2 设备核心特性

DL-5000B-B低速大容量离心机采用无刷直流电机，运行稳定且噪音≤65dB；离心腔容积达20L，支持多种转子配置（50mL×16、100mL×8、250mL×4等），适配不同规格样本容器；温控精度为±0.5℃，可有效避免离心过程中生物大分子变性或细胞失活；具备超速保护、不平衡保护及门盖安全锁等功能，保障操作安全。

2 实验材料与方法

2.1 实验材料

设备：DL-5000B-B低速大容量离心机（上海某仪器有限公司）、普通低速离心机（对照组，型号TDL-40B，单次负载4×50mL）；
样本：临床健康人全血（含EDTA抗凝剂，来自某医院检验科，共300份，每份10mL）、SPF级SD大鼠肝脏组织（由某生物科技公司提供，共20只，每只取肝组织1g）、大肠杆菌标准菌株（ATCC 25922，由微生物实验室保存）；
试剂：生理盐水、PBS缓冲液（pH7.4）、考马斯亮蓝蛋白定量试剂盒、溶血检测试剂盒、LB培养基；
仪器：电子天平（精度0.001g）、酶标仪（型号Multiskan FC）、生物显微镜（型号CX31）。

2.2 实验设计

2.2.1 临床全血样本血清分离实验

将300份全血样本随机分为3组，每组100份：实验组1采用DL-5000B-B，设置转速5000r/min、时间15min、温度4℃；实验组2采用DL-5000B-B，设置转速4000r/min、时间20min、温度4℃；对照组采用TDL-40B，设置转速5000r/min、时间15min、温度4℃。离心后收集血清，计算血清回收率（血清体积/全血体积×100%），采用溶血检测试剂盒检测溶血率，酶标仪测定血清中总蛋白浓度（验证样本稳定性）。

2.2.2 大鼠肝脏组织细胞分离实验

将20只大鼠肝脏组织分别制成10%组织匀浆（每g肝组织加9mL PBS缓冲液），共20份匀浆样本，随机分为实验组与对照组，每组10份。实验组采用DL-5000B-B，设置转速4000r/min、时间20min、温度4℃；对照组采用TDL-40B，参数同实验组。离心后收集上清液，采用考马斯亮蓝试剂盒测定上清液中总蛋白浓度，计算目标蛋白回收率；取上清液涂片，显微镜下观察细胞碎片残留情况（计数10个视野，计算碎片平均数量）。

2.2.3 大肠杆菌菌液富集实验

将大肠杆菌接种于LB培养基，37℃振荡培养12h制成菌液（初始浓度1×10⁶CFU/mL），取菌液共400mL，分为实验组与对照组，每组200mL。实验组采用DL-5000B-B，配置50mL×16转子，设置转速5000r/min、时间10min、温度25℃，单次离心16份50mL菌液；对照组采用TDL-40B，配置50mL×4转子，参数同实验组，分批离心。离心后弃上清，用5mL生理盐水重悬菌体，采用平板计数法测定重悬液中菌体浓度，计算富集倍数；记录两组处理200mL菌液的总时间，评价操作效率。

2.3 数据统计分析

采用SPSS 26.0软件进行数据处理，计量数据以“平均值±标准差”（x±s）表示，组间比较采用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 全血样本血清分离结果

三组全血样本血清分离指标对比结果如表1所示。由表可知，实验组1的血清回收率最高，达92.3%±1.2%，显著高于实验组2（88.5%±1.5%）与对照组（82.1%±1.8%）（P<0.05）；实验组1的溶血率为2.1%±0.3%，与实验组2（1.9%±0.2%）无显著差异（P>0.05），但显著低于对照组（4.8%±0.5%）（P<0.05）；三组血清总蛋白浓度无显著差异（P>0.05），说明DL-5000B-B在最优参数下可高效分离血清，且能有效保留血清成分稳定性。

组别	血清回收率（%）	溶血率（%）	血清总蛋白浓度（g/L）
实验组1	92.3±1.2	2.1±0.3	65.2±3.1
实验组2	88.5±1.5	1.9±0.2	64.8±2.8
对照组	82.1±1.8	4.8±0.5	65.0±3.3

注：与对照组比较，*P<0.05；与实验组2比较，#P<0.05。

3.2 肝脏组织匀浆分离结果

实验组与对照组肝脏组织匀浆分离指标对比结果如表2所示。实验组上清液中总蛋白浓度为28.6±2.3mg/mL，目标蛋白回收率达89.2%±2.5%，显著高于对照组（总蛋白浓度23.3±1.9mg/mL，回收率70.6%±2.1%）（P<0.05）；显微镜观察显示，实验组每个视野细胞碎片数量为3.2±0.8个，显著少于对照组（8.5±1.2个）（P<0.05）。这一结果表明，DL-5000B-B的稳定离心性能可有效减少组织匀浆中的细胞碎片残留，提升目标蛋白的分离效率。

组别	上清液总蛋白浓度（mg/mL）	目标蛋白回收率（%）	视野细胞碎片数量（个）
实验组	28.6±2.3*	89.2±2.5*	3.2±0.8*
对照组	23.3±1.9	70.6±2.1	8.5±1.2

注：与对照组比较，*P<0.05。

3.3 大肠杆菌菌液富集结果

两组菌液富集及操作效率指标对比结果如表3所示。实验组与对照组的菌液富集倍数无显著差异（P>0.05），重悬液菌体浓度均达1.2×10⁹CFU/mL左右；但实验组处理200mL菌液的总时间仅为15min（含装样、离心、取样），显著短于对照组（45min），操作效率提升66.7%。此外，实验组16份样本同时离心，样本间富集效果差异系数为1.8%，显著低于对照组（5.2%）（P<0.05），说明DL-5000B-B的大容量特性可提升批量样本处理效率，同时保证样本处理的均一性。

组别	重悬液菌体浓度（CFU/mL）	富集倍数	处理200mL菌液总时间（min）	样本间差异系数（%）
实验组	1.2×10⁹±5.2×10⁷	1200±52	15±2*	1.8±0.3*
对照组	1.1×10⁹±4.8×10⁷	1100±48	45±3	5.2±0.6

注：与对照组比较，*P<0.05。

4 讨论

本研究针对DL-5000B-B低速大容量离心机的应用场景展开系统实验，结果表明该设备在生物样本批量处理中具有显著优势。在全血样本处理中，5000r/min、15min、4℃为最优参数，此条件下血清回收率高且溶血率低，这得益于设备的精准转速控制与稳定温控系统——无刷直流电机可确保转速波动≤5r/min，避免离心力不稳定导致红细胞破裂；4℃低温环境则能抑制血清中酶的活性，减少蛋白降解。

在组织匀浆分离中，DL-5000B-B的优势体现在离心腔气流稳定性上。设备采用流线型离心腔设计，可减少离心过程中气流扰动，避免已沉降的细胞碎片重新悬浮，因此上清液中碎片残留量显著减少，目标蛋白回收率提升。而普通离心机因离心腔结构设计缺陷，易产生涡流，导致分离效果下降。

在菌液富集实验中，DL-5000B-B的大容量转子是提升效率的核心因素。16×50mL转子单次可处理800mL样本，远超普通离心机的200mL，且样本同时离心可避免分批处理带来的操作误差，因此样本间差异系数更小。这一特性对于高通量微生物实验（如耐药性筛选、发酵液检测）具有重要意义。

此外，DL-5000B-B的安全性能也值得关注。实验过程中，设备在门盖未闭合、转子不平衡等异常情况下可立即停机，且报警系统灵敏，有效避免了实验安全风险。而对照组设备曾出现一次转子不平衡导致的样本洒漏问题，凸显了DL-5000B-B的安全优势。

5 结论

DL-5000B-B低速大容量离心机在临床全血血清分离、动物组织细胞分离及微生物菌液富集等场景中均表现出优异的效能。其最优应用参数为：全血分离5000r/min、15min、4℃；组织匀浆分离4000r/min、20min、4℃；菌液富集5000r/min、10min、25℃。在此参数下，设备可实现血清回收率≥92%、蛋白回收率≥89%、菌液富集倍数≥1200倍，且操作效率较普通离心机提升60%以上。

该设备凭借大容量、高稳定性、精准控温及安全可靠的特性，可有效满足生物医学研究中批量样本处理的需求，为临床检验、基础科研及工业生产提供高效的技术解决方案，具有广泛的推广应用价值。

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2.1 实验材料

2.2 实验设计

2.2.1 临床全血样本血清分离实验

2.2.2 大鼠肝脏组织细胞分离实验

2.2.3 大肠杆菌菌液富集实验

2.3 数据统计分析

3 实验结果与分析

3.1 全血样本血清分离结果

3.2 肝脏组织匀浆分离结果

3.3 大肠杆菌菌液富集结果

4 讨论

5 结论

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