时间控制是离心实验中关键参数之一。在微量离心过程中,离心时间直接决定样本中颗粒的沉降程度、上清清晰度、残余物的量、样本温度暴露时间、离心结束时样本状态等。对于该机型而言,其时间控制功能与速度(转速或 RCF)以及温度设定密切相关。
该机型支持 1 分钟至 99 分钟的预设离心时间,以 1 分钟为步进。
除此之外,还提供 Continuous(持续运行)模式(在界面中显示为 “hd”/HOLD)— 即不预设结束时间,仪器持续运行直到手动停止。
时间设定在离心前即输入,启动后仪器会倒计时;当剩余时间少于 1 分钟时,显示通常切换为秒数显示。
因此,理解和合理设定离心时间对于确保样本处理效果、保护样本结构、节省实验室时间、提升通量效率都非常关键。
在该机型的用户界面上,常见的控制元素包括:启动/停止键、“设定”键(增加、减少)、时间显示区、转速/RCF 显示区、温度显示区(对于冷冻型号)等。机器开机自检完毕后进入“当前值模式”,此时显示转速=0、剩余时间=0、温度为当前腔室温度。 用户可通过“设定”键进入预设时间状态。
典型步骤如下:
在启动设备并装好转子、关闭盖子、保证装载平衡后,进入控制面板。
将焦点切换到“时间”字段(通常标为 “Time” 或 “Min”)。
使用“↑”键(增加)或“↓”键(减少)进入预设时间模式。此时显示区会闪烁,提示用户当前处于预设状态。
按键短触时,每次变化 1 分钟;若长按按键,显示会先慢速变化,几秒后加快变化,直到松开按键
当设定到所需时间后,屏幕上的闪烁停止,预设值自动存储,此时仪器处于“预设时间值”状态。
若需要“持续运行”模式(HOLD/hd),在时间设定界面持续按“↓”键(或按键说明中的相应键)直到显示 “hd” 或 “HOLD” 即可。此时仪器启动后将按手动停止方式运行。
按 “Start” 键启动离心机,倒计时开始,时间显示区将显示剩余分钟,当剩余 1 分钟以内,显示切换为秒数显示。
该机型允许在离心进行时修改剩余时间:
在运行中,用户可短按任何 “设定”键进入预设模式,此时当前时间字段闪烁;然后可通过 “↑”/“↓” 调整剩余时间。释放后,新的剩余时间启动继续计时。
需要注意的是,修改时间时样本正在高速旋转,若随意改动可能会干扰分离过程或导致样本扰动。因此,除非常规需要(如延长离心以增强沉降)外,建议尽在停止或即将结束前再调整。
这是最常用模式,设定一个具体时间使离心过程自动结束。适用于常规样本处理,如 DNA 凝聚、蛋白沉淀、微量离心管常规分离。优点在于:操作便捷、可重复性强、便于流程标准化。使用时应注意:
选择合适时间:时间过短可能导致沉降不完全,时间过长可能引起样本混浊、沉淀破裂、管壁析液或样本降解。
与转速/RCF/温度三者配合:时间设定必须建立在转速与温度已妥当设定的基础上。
监督倒计时过程:可通过显示观察剩余时间,当倒计时完成即自动停止,显示“End”或类似状态。
持续运行模式允许离心机连续工作,无预设结束时间,直到用户按“Stop”键结束。适用于以下场景:
需要不中断连续加载或卸载样本的高通量操作。
需要观察离心过程结束点,但不确定具体所需时间。
某些特殊应用,如细胞碎片持续沉降、浓缩实验需要用户根据视觉或实验观察终止。
使用时注意:
因无固定时间限制,操作人员必须保持监控状态,防止过长时间运行导致离心管过热、样本降解或转子疲劳。
液体长期离心可能导致样本温度升高、蒸气析出、样本袋壁受压等问题。建议设置合理时间范围或周期性检查。
使用持续运行模式前,应确认样本类型适合,无明确时间要求且用户可及时手动终止。
在 DNA 或 RNA 提取流程中,常通过离心步骤分离沉淀或洗涤液。推荐如下:
使用 1.5–2.0 mL 微量管、转子兼容。设定转速如 8,000–12,000 rpm(对应约 10,000–15,000 × g)为参考。时间可设定为 5–10 分钟。
若样本含 RNA 且敏感,建议时间偏短(例如 4–6 分钟),同时开启冷冻功能并设定离心温度在 4–8 °C,以降低酶活或降解。
对洗涤步骤而言,尽管时间可短一些(例如 2–4 分钟),但应确保充分离心。建议过程中监测上清液是否清澈。
蛋白质或免疫复合物操作对离心力与温控敏感。时间建议如下:
如离心沉淀蛋白,设定较高转速(如 12,000–14,000 rpm)对应较高 × g。时间可设定为 10–15 分钟,以确保沉淀清晰。
若样本含活性酶或温度敏感蛋白,应开启冷冻功能,并将时间控制在 8–12 分钟范围内,以减少样本暴露时间。
若用于样品浓缩(如超滤预处理),可能需要更长时间(15–20 分钟)以确保滤管内液体尽量流出,但仍应注意样本状态与管材耐受性。
对于血浆、血清分离或血比容毛细管分离,通常离心力不需最大,但时间应设定适中。推荐时间范围为 3–8 分钟,转速视样本量而定。
若样本中含有细胞或碎片,建议时间偏短、防止细胞破裂或过度压缩。可结合冷却功能,将温度设定为约 10 °C 并设定离心 4–6 分钟。
对于毛细管离心,其离心头一般规格较小,建议参考转子说明书中对应时间,不宜过长以防裂管。
若使用双排转子(如 18 × 2 mL + 0.5 mL)或0.5 mL 小体积微量管,需要考虑样本体积小、转子半径小、离心稳定性较差。此时虽然可使用高速,但建议时间适度缩短,如 4–8 分钟,以避免小管壁因高速离心时间过长而受力疲劳。
若样本多批次,建议设定标准时间(如 6 分钟)并统一流程,以提高通量并减少错误。
认为“越快越好”/“时间越长越沉得越彻底”。实际上,时间过长可能导致样本再悬浮、温度升高、管材受力增大、沉淀撬出。
忽视样本类型对时间要求。如温度敏感样本、细胞/颗粒敏感样本需要时间更短、转速更温和。
忽视温控与时间的耦合。即便设定时间足够,如果温度控制不当(如超出样本耐受温度),离心效果或样本完整性仍可能受到损害。
使用持续运行模式却无人监控。若未及时结束,可能造成设备负荷过大或样本状态不佳。
建议实验前做预实验:设定不同时间组(如 4、6、8、10 分钟)观察沉降效果、上清清晰度、样本质量,选出最佳时间。
建立标准流程:结合样本类型、管型、转子型号,为每种流程设定推荐时间,避免每次操作时重复思考。
定期检查设备:若离心时间常用为 6 分钟,但发现沉降效果变差,可能是转子磨损、散热不良、样本量变化导致,需要重新优化时间。
考虑温度控制:在每次操作设定时间前,确认温度已达预设(尤其带冷却功能时)——如果温度还没稳定,再启动离心,相当于“时间”指向过程中温度不恒定,会影响分离效果。
使用日志记录:记录每次离心的时间设定、样本类型、管型、转子型号、结果备注,如上下清晰、残留量、问题情况等,有助于长期优化流程。
时间控制不仅影响离心效果,还与设备效率、样本保护和实验室通量密切关联。
设备效率:合理设定时间可以缩短单次运行周期,提升实验室通量。该机型加速/减速性能优异(约 10–12 秒)使得多批次运行更为高效。
样本保护:对于温度敏感或结构易损样本(如 RNA、蛋白、细胞碎片),过长离心或温控不当都可能损害样本。合理时间设定、有温控辅助的离心流程可延长样本稳定期。
设备寿命:连续长时间运行或使用持续模式若未及时停止,会增加转子、轴承、冷却系统负荷,从而缩短设备寿命。适当时间控制可减轻设备负荷。
通量处理:在高通量实验室环境下,标准化时间设定、统一参数可避免人为误操作、缩短空闲等待时间、提高整体样本处理速率。
因此,从实验室管理角度来看,时间控制流程化、标准化、记录化,是提升离心仪使用绩效的重要环节。
为确保时间控制的有效性与安全性,建议实验室建立以下制度:
离心流程记录表:对于每次使用该机型,记录:操作者、日期、样本类型、转子型号、管型、预设时间、预设速度/RCF、温度设定、实际运行结果(如上清清晰、沉淀情况、异常情况)。
标准操作规范(SOP):制定该机型时间设定的建议范围,如 DNA 提取流程 → 6 分钟,蛋白沉淀流程 → 10 分钟,血样离心流程 → 4 分钟等。并注明温控、转速、样本量等配合条件。
定期评估与优化:每月或每季度回顾记录表,分析是否出现“沉淀未完全”“上清浑浊”“样本降解”等问题,判断是否需要调整时间设定。
培训与授权制度:确保所有使用该机型的人员掌握时间设定流程、了解不同样本时间需求、能识别何时应使用持续模式、何时应设定固定时间。
设备维护提醒:将时间设定与设备维护挂钩,例如连续运行超过设定批次数后,应安排冷却、检查转子状态、清洁腔室、避免非计划的长时间运行。
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