一、引言

干细胞具有自我更新和分化为多种细胞类型的潜力，在再生医学、组织工程和疾病模型构建中具有巨大应用价值。在干细胞的实验流程中，离心是基础而关键的一步，用于细胞的回收、去除杂质、富集特定细胞群体等目的。尤其在采用微量样本进行研究时，微量离心机的优势尤为突出。然而，离心条件的不同选择可能显著影响细胞的活性、形态以及功能状态。因此，对离心条件的系统优化是干细胞研究高质量输出的前提。

二、微量离心机及其应用基础

微量离心机主要用于处理小体积（通常为0.2 mL到2 mL）的样品，具有高转速、温控精确、可调速程短等特点，适合用于干细胞培养液、分离液和缓冲液中的细胞处理。它在干细胞研究中的主要应用包括：

• 初级细胞的收集与清洗

• 胞内染色或表面标记后的洗涤

• 浮选分离后细胞层的回收

• 冻存细胞复苏后的浓缩与再悬浮

与常规离心机相比，微量离心机由于其转速升降快、样品分布均一、离心管设计适配性强等优势，在干细胞实验中更能保障细胞结构与活性完整性。

三、干细胞离心关键参数解析

1. 离心速度（转速或离心力）

转速（rpm）和离心力（RCF, ×g）是影响细胞沉降速率的主要参数。在干细胞离心过程中，过高的离心力可能破坏细胞膜，降低细胞活性，而过低则可能造成细胞不完全沉淀或回收率低。

常见推荐离心力：

• 人间充质干细胞（hMSCs）：300–400 ×g，5–10分钟

• 造血干细胞（HSCs）：200–300 ×g，10分钟

• 胚胎干细胞（ESCs）：250–400 ×g，5分钟

需要根据细胞大小、形态、培养状态进行微调。实验中建议采用RCF单位以避免因不同半径转子导致实际离心力的误差。

2. 离心时间

离心时间决定了细胞能否充分沉降到管底。一般控制在3–10分钟内，时间过长可能导致细胞因长期受压而损伤。较短的时间适合小型、轻质或悬浮良好的细胞，如ESCs或神经干细胞。

经验时间段（适用于微量离心机）：

• 清洗步骤：3–5分钟

• 收集沉淀：5–8分钟

• 冻存复苏后：5分钟左右较佳

3. 温度控制

温度在细胞处理过程中对其活性影响显著。干细胞对温度敏感，通常推荐使用4℃或室温（20–25℃）进行离心。冷离心可减少代谢活性，降低应激反应，有助于保持细胞稳定性，但不适合所有干细胞类型，尤其是对低温敏感的神经前体细胞。

• 冷离心适用于：CD34+造血干细胞、外周血单个核细胞分离

• 室温离心更适合：间充质干细胞、脂肪来源干细胞

4. 转子类型与离心管选择

微量离心机常配有定角转子与水平转子两种类型。

• 定角转子：细胞迅速沉积在管壁与底部交界处，适合快速分离、清洗步骤。

• 水平转子：离心管在转速提升时水平摆动，细胞沉降更均匀，有利于获得规整沉淀，用于精密分离。

选择聚丙烯或聚碳酸酯材质的离心管，确保耐压、防漏、对细胞无毒性，容量根据实验规模匹配（通常0.5 mL, 1.5 mL或2.0 mL）。

5. 缓冲液与添加剂影响

缓冲液中的成分也会影响离心过程中的细胞状态。例如：

• 加入0.5% BSA可防止细胞黏附管壁

• 使用EDTA可减少细胞聚团，提高分散性

• PBS作为清洗液时保持等渗状态，减少细胞胀裂风险

优化这些条件可以在不改变离心参数的基础上进一步提升回收率与细胞质量。

四、不同干细胞类型的离心条件优化策略

1. 间充质干细胞（MSCs）

MSCs来源广泛（骨髓、脂肪、脐带等），对物理刺激敏感。建议采用：

• 300 ×g, 5分钟，室温

• 使用含BSA的PBS洗涤两次

• 每次洗涤后轻柔吹打，避免细胞团块形成

2. 造血干细胞（HSCs）

CD34+造血干细胞多来源于外周血、骨髓或脐带血，需使用密度梯度离心法