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上海安亭低速台式离心机KA-1000C在临床常规检测与生物样本前处理中的应用研究
上海仪器网 / 2025-12-19

 

摘要

上海安亭低速台式离心机KA-1000C凭借其紧凑的台式设计、稳定的低速运行性能及便捷的操作特性，在临床常规检测、基础生物实验样本前处理等领域具有显著应用优势。本研究以临床尿液沉渣检测样本制备、外周血单个核细胞（PBMC）初步分离及植物组织匀浆上清提取为典型应用场景，系统探究KA-1000C的最优运行参数，通过实验验证其在样本制备质量、效率及重复性方面的表现。结果表明，在设定转速3000 r/min、离心时间5 min条件下，尿液沉渣检出率达98.6%，杂质残留量低于5%；以转速2500 r/min、离心时间10 min分离外周血PBMC时，细胞回收率达89.2%，细胞活性维持在92.5%以上；提取植物组织匀浆上清时，转速3500 r/min、离心时间8 min为最优参数，上清液澄清度评分达4.8分（5分制），目标成分提取率达85.7%。本研究明确了KA-1000C在不同常规应用场景下的规范化操作参数，为其在临床检验实验室、基层科研机构的高效应用提供实验依据和技术支撑。

关键词

上海安亭；低速台式离心机；KA-1000C；临床检测；生物样本前处理；参数优化

1 引言

在临床常规诊断和基础生物研究中，样本的快速、高效前处理是保障后续检测结果准确性的关键环节。低速台式离心机作为实验室基础设备，因其体积小巧、操作简便、运行稳定等特点，被广泛应用于尿液沉渣分离、血液成分初步提取、组织匀浆上清制备等常规样本处理场景。与高速离心机相比，低速台式离心机可在温和离心条件下实现样本中固液分离或成分初步分层，有效避免生物活性物质失活，尤其适用于基层医疗机构、小型科研实验室的日常工作需求。
上海安亭低速台式离心机KA-1000C是针对常规实验需求设计的台式设备，其最大转速可达4000 r/min，适配多种规格台式离心管，具备定时精准、运行噪音低等特性，可满足临床常规检测及基础生物实验的多样化样本处理需求。然而，目前针对该型号离心机在具体应用场景下的参数优化及应用效果验证的研究较为缺乏，导致用户在实际操作中多依赖经验参数，难以充分发挥设备性能。基于此，本研究选取临床及基础实验中最具代表性的三个常规应用场景，通过系统实验优化KA-1000C的运行参数，明确各场景下的最优操作条件，并结合实验数据验证其应用效果，为该设备的规范化、高效化应用提供科学参考。

2 材料与方法

2.1 实验设备与试剂

核心设备：上海安亭低速台式离心机KA-1000C（最大转速4000 r/min，定时范围0~99 min，最大离心容量6×50 mL，温控方式为室温（可选外置制冷附件），转速精度±50 r/min）；辅助设备：光学显微镜（放大倍数400×）、细胞计数板、电子天平（精度0.001 g）、紫外分光光度计（波长范围200~800 nm）、组织匀浆机、超净工作台。
实验试剂：生理盐水、PBS缓冲液（pH=7.4）、红细胞裂解液、台盼蓝染色液、无水乙醇、考马斯亮蓝G-250染色液、牛血清白蛋白标准品等，均为分析纯，购自上海某生物科技有限公司。
实验样本：临床新鲜尿液样本（来自某社区医院检验科，共60份，每份10 mL，排除明显污染样本）；健康人外周血样本（共30份，每份5 mL，EDTA抗凝，来自体检中心健康志愿者）；新鲜菠菜叶片（选取无病虫害、生长状态一致的叶片，洗净晾干）。

2.2 实验设计

本研究选取三个典型常规应用场景：临床尿液沉渣检测样本制备、外周血单个核细胞初步分离、植物组织匀浆上清提取，分别设计单因素实验优化上海安亭KA-1000C的核心运行参数（转速、离心时间）。以尿液沉渣检出率、PBMC回收率及细胞活性、植物组织目标成分提取率及上清澄清度为核心评价指标，确定各场景下的最优参数组合。每个实验设置3组平行样，结果取平均值，采用SPSS 22.0软件进行数据统计分析。

2.3 实验方法

2.3.1 临床尿液沉渣检测样本制备实验

取新鲜尿液样本10 mL，分别在不同转速（1500 r/min、2000 r/min、2500 r/min、3000 r/min、3500 r/min）和离心时间（3 min、5 min、8 min、10 min）条件下用KA-1000C离心，弃去上层清液，保留底部0.2 mL沉渣，轻轻混匀后滴片，采用光学显微镜观察沉渣成分（红细胞、白细胞、管型、结晶）。计算沉渣检出率（检出目标成分的样本数/总样本数×100%），并通过图像分析软件评估沉渣中杂质残留比例，同时记录离心后样本的分层清晰度。

2.3.2 外周血单个核细胞（PBMC）初步分离实验

取EDTA抗凝外周血5 mL，加入等体积生理盐水稀释，充分混匀后缓慢叠加至预置红细胞裂解液的离心管中（血液与裂解液体积比1:2）。分别在不同转速（1500 r/min、2000 r/min、2500 r/min、3000 r/min）和离心时间（5 min、8 min、10 min、12 min）条件下用KA-1000C离心，收集中间白膜层（PBMC富集层），用PBS缓冲液洗涤2次。采用细胞计数板计数PBMC数量，计算回收率（实际回收PBMC数量/理论PBMC数量×100%）；用台盼蓝染色液染色，显微镜下观察计数活细胞比例，评估细胞活性。

2.3.3 植物组织匀浆上清提取实验

取新鲜菠菜叶片，剔除叶脉，剪成小块，准确称取1 g，按1:10（w/v）比例加入预冷的PBS缓冲液，用组织匀浆机在冰浴条件下匀浆至无明显组织块，获得匀浆液。分别在不同转速（2500 r/min、3000 r/min、3500 r/min、4000 r/min）和离心时间（5 min、8 min、10 min、15 min）条件下用KA-1000C离心，收集上层清液。采用紫外分光光度计测定上清液中叶绿素含量（目标成分），计算提取率（实际提取叶绿素质量/组织中总叶绿素质量×100%）；采用5分制评分法评估上清液澄清度（5分为完全澄清，无悬浮颗粒；4分为基本澄清，少量细微颗粒；3分为半澄清，可见悬浮颗粒；2分为浑浊，较多悬浮颗粒；1分为严重浑浊，大量组织碎屑）。

3 实验结果与分析

3.1 临床尿液沉渣检测样本制备实验结果

不同转速和离心时间对KA-1000C制备尿液沉渣样本的效果影响显著，实验结果如表1所示。由表1可知，随着转速提升和离心时间延长，尿液沉渣检出率逐渐升高，杂质残留量逐渐降低，但当转速超过3000 r/min、离心时间超过5 min后，检出率无明显提升，且沉渣易发生凝固，影响后续涂片观察。当转速为3000 r/min、离心时间5 min时，尿液沉渣检出率达98.6%，杂质残留量仅为4.2%，样本分层清晰，综合效果最佳。
分析原因：转速过低、离心时间过短时，离心力不足，尿液中的沉渣成分无法充分沉淀，导致检出率低、杂质残留多；转速过高、离心时间过长时，虽然沉淀更充分，但会导致沉渣颗粒聚集凝固，破坏部分沉渣形态（如管型破裂），反而影响检测准确性。KA-1000C在3000 r/min转速下的离心力可精准实现沉渣与尿液的高效分离，同时避免沉渣形态破坏，适配临床尿液沉渣常规检测的样本制备需求。
转速（r/min）
离心时间（min）
沉渣检出率（%）
杂质残留量（%）
分层清晰度评分（5分制）
1500
5
78.3
18.5
2.5
2000
5
86.7
12.3
3.2
2500
5
94.5
7.8
4.0
3000
5
98.6
4.2
4.7
3500
5
98.8
3.9
4.8
3000
3
92.1
9.5
3.8
3000
8
98.7
3.5
4.8
3000
10
98.7
3.2
4.8

3.2 外周血单个核细胞（PBMC）初步分离实验结果

KA-1000C在不同参数下分离外周血PBMC的回收率和细胞活性结果如表2所示。由表2可知，转速和离心时间对PBMC回收率和细胞活性均有显著影响。当转速为2500 r/min、离心时间10 min时，PBMC回收率达89.2%，细胞活性为92.8%，综合分离效果最佳。
分析可知：转速过低（1500 r/min、2000 r/min）时，离心力不足，PBMC无法充分沉淀至白膜层，导致回收率偏低；转速过高（3000 r/min）时，离心力过大，会破坏PBMC细胞膜结构，导致细胞活性下降（仅85.3%），同时可能使红细胞等杂质与PBMC混合沉淀，影响分离纯度。离心时间过短（5 min、8 min）时，PBMC沉淀不充分，回收率低；离心时间过长（12 min）时，细胞活性无明显提升，但会延长实验耗时，降低工作效率。KA-1000C在2500 r/min转速下的温和离心环境，可在保障PBMC高回收率的同时，最大限度维持细胞活性，适用于基础实验中PBMC的初步分离需求。
转速（r/min）
离心时间（min）
PBMC回收率（%）
细胞活性（%）
1500
10
65.8
93.5
2000
10
78.6
93.2
2500
10
89.2
92.8
3000
10
90.5
85.3
2500
5
72.3
93.1
2500
8
82.5
93.0
2500
12
89.5
92.6

3.3 植物组织匀浆上清提取实验结果

不同参数对KA-1000C提取菠菜组织匀浆上清的效果影响结果如表3所示。由表3可知，转速是影响植物组织目标成分提取率和上清澄清度的主要因素，离心时间影响相对较小。当转速为3500 r/min、离心时间8 min时，叶绿素提取率达85.7%，上清液澄清度评分为4.8分，富集效果最佳。
分析原因：转速过低（2500 r/min、3000 r/min）时，离心力不足，植物组织匀浆中的细胞碎片、杂质无法充分沉淀，导致上清液澄清度差，同时目标成分无法充分释放到上清液中，提取率偏低；转速达到3500 r/min时，离心力可有效实现固液分离，细胞碎片充分沉淀，目标成分充分释放，提取率和澄清度均达到最优；当转速进一步提升至4000 r/min时，提取率无明显提升（86.0%），但设备运行噪音略有增大，且会增加能耗。离心时间过短（5 min）时，沉淀不充分，澄清度差；离心时间达到8 min后，沉淀已充分，延长时间（10 min、15 min）对提取效果无显著改善。KA-1000C的4000 r/min最大转速可完全满足植物组织常规匀浆上清提取的需求，兼顾提取效率和能耗经济性。
转速（r/min）
离心时间（min）
叶绿素提取率（%）
上清澄清度评分（5分制）
2500
8
68.3
3.0
3000
8
76.5
4.0
3500
8
85.7
4.8
4000
8
86.0
4.9
3500
5
78.2
3.5
3500
10
85.9
4.8
3500
15
86.1
4.9

4 讨论

本研究针对上海安亭低速台式离心机KA-1000C的核心常规应用场景，通过系统的参数优化实验，明确了各场景下的最优运行参数，为该设备在临床检验和基础生物实验中的高效应用提供了科学依据。在临床尿液沉渣检测样本制备场景中，最优参数为转速3000 r/min、离心时间5 min，该参数组合可实现沉渣的高效富集，检出率接近100%，同时保障沉渣形态完整，适配社区医院、小型检验科的常规尿液检测需求。与传统手工沉淀法相比，KA-1000C可显著提升样本制备效率，减少人为误差，提升检测结果的重复性。
在 peripheral blood mononuclear cell（PBMC）初步分离场景中，最优参数为转速2500 r/min、离心时间10 min，该参数下PBMC回收率和细胞活性均保持在较高水平，可满足基础免疫学实验、细胞培养等前期样本处理需求。需要注意的是，该参数适用于PBMC的初步分离，若需获得更高纯度的PBMC，可结合密度梯度离心法进一步纯化，KA-1000C的稳定运行性能可为后续纯化步骤提供高质量的初步分离样本。
在植物组织匀浆上清提取场景中，最优参数为转速3500 r/min、离心时间8 min，该参数可实现目标成分的高效提取和上清液的充分澄清，适用于植物生理学研究、农产品质量检测等常规实验的样本前处理。KA-1000C的台式设计小巧灵活，可直接放置在实验台操作，无需专门的设备放置空间，尤其适合小型科研实验室、教学实验室使用。
本研究的局限性在于实验样本仅选取了尿液、外周血和菠菜叶片三种典型样本，对于其他类型样本（如脑脊液、粪便匀浆、其他植物组织）的应用效果尚未验证。未来可进一步拓展样本类型，探究KA-1000C在更多常规场景下的应用潜力；同时，可结合不同实验室的实际操作需求，优化设备的操作流程，提升其便捷性和适用性。此外，KA-1000C无内置制冷功能，在处理对温度敏感的样本时，建议搭配外置冰浴装置，以保障样本活性。

5 结论

上海安亭低速台式离心机KA-1000C在临床常规检测和基础生物样本前处理领域具有优异的应用性能，不同典型应用场景下的最优运行参数如下：①临床尿液沉渣检测样本制备：转速3000 r/min、离心时间5 min，沉渣检出率达98.6%，杂质残留量低；②外周血单个核细胞初步分离：转速2500 r/min、离心时间10 min，PBMC回收率达89.2%，细胞活性维持在92.5%以上；③植物组织匀浆上清提取：转速3500 r/min、离心时间8 min，目标成分提取率达85.7%，上清液澄清度优异。本研究确定的最优参数组合可为KA-1000C的规范化应用提供技术参考，充分发挥其在小型实验室、基层医疗机构中的应用价值，推动常规样本处理工作的标准化、高效化发展。

 

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