一、引言
在台式离心机的常规使用中，样品经高速离心后会在管底沉淀或分层，但无论是沉淀还是上清，总有一部分液体因几何结构或表面作用而无法被回收，形成所谓的“死体积”或“盲区”。对蛋白、核酸、细胞、纳米颗粒等贵重、微量样品而言，死体积带来的损失不仅影响样品产率，还会导致下游分析结果偏差。因此，准确评估死体积大小及其对样品损失的影响，对实验设计和结果可靠性具有重要意义。
二、死体积的来源
离心管几何结构
管底形状：市售管底有锥形、平底、V形等，不同形状会残留不同体积；
墙面弯曲：管壁与底部连接处通常有圆弧或锐角，难以彻底倾倒；
转子腔体盲区
转子腔体与管壁间隙：特别是带有底托、隔板的转子，转子内部凹槽处容易积液；
刚性夹持机构：卡子或弹簧夹固处有微小凹槽，也会残留少量液体；
表面吸附与润湿性
样品组分：蛋白质、PEG、聚合物等易在塑料或玻璃表面吸附，形成不可回收薄膜；
管材亲水/疏水性：亲水塑料（如聚丙烯）与疏水塑料（如聚苯乙烯）对液体润湿方式不同，会影响残余液量；
离心力与液面弯月面
离心过程中液体受离心力作用，管内液面由平直变为凹凸状，离心结束后中央位置更易形成微量残留。
三、样品损失的影响
样品产率降低
对贵重样品（如纯化蛋白、病毒颗粒）而言，死体积可能占总样本量的1%–5%，少则数十微升，多则数百微升；
浓度与定量误差
起始体积减小后，沉淀或上清浓度偏差，导致浓度测定（UV、BCA、Bradford）出现系统性误差；
下游实验影响
酶反应、PCR扩增、细胞培养均对输入量敏感，微量损失会造成数据波动甚至实验失败；
重复性与批次间差异
不同批次离心管、转子或操作员造成死体积大小不一致，影响实验可重复性和可比性。
四、死体积定量评估方法
理论几何计算
根据管底几何参数（底角、半径、高度）计算锥形或圆弧底部体积；
适用于近似解析，误差受管材公差影响较大。
标记液体回收法
使用已知体积的荧光染料溶液离心后，倾倒上清并用吸头回收残液，测量荧光强度或体积；
对比标准曲线，可准确计算死体积，灵敏度可达纳升级别。
重量法
在蒸馏水中离心后，甩干管体并称重，残留水质量即死体积（水密度近似1 g/mL）；
适合管体孔隙吸附不明显的场景。
比色法
加入显色试剂（如NBT/BCIP、TMB），离心后测定上清与残液吸光度，通过定量反推体积；
适用于色素或酶标样本。
五、不同级别死体积的对比实验
管材与管型比较
平底管与锥底管：同体积样本，锥底管死体积约20–50 μL，平底管可达80–150 μL；
含滤芯管：滤芯孔隙结构增加死体积，但对小体积（≤100 μL）样本回收率更高；
转子类型影响
角转子与水平转子：水平转子管架凹槽处死体积增大；角转子居中配列相对较少；
微量转子（0.2 mL、0.5 mL）与普通转子（1.5 mL、2 mL）死体积相对占比更高；
操作员与回收入法
倾倒法：最大残留；
吸头回收：可降至10–20 μL，但需多次冲洗；
离心管专用弹射装置：通过挤压或震动甩出更多残液，效果优于手工。
六、影响死体积的关键因素分析
样本粘度
高粘度样本（血浆、甘油溶液）在离心后更容易贴壁，死体积不可忽视；
温度条件
低温（4℃）下液体粘度增加，回收更困难；
离心力和时间
高RCF与长时间离心可将更多沉淀集聚于管底锥尖，但同时增大落管壁面积；
表面处理
管壁涂层（疏水、低吸附）和加润湿剂（Tween-20、BSA封闭）可减少吸附损失。
七、减少死体积与优化策略
选用低死体积耗材
厂商认证的“低保留”离心管，采用特殊配方和涂层，死体积可降低30%–70%；
优化样本加载量
避免使用远低于管容量的微量样本；若样本体积＜10%管容量，可选用微量专用管；
标准化回收流程
配置固定角度倾倒架，统一倾倒角度与速度；
吸头回收时保持低接触角，降低吸头碰壁；
表面处理与封闭
针对易吸附样品，预先用BSA、PEG或Tween溶液处理管壁；
离心参数调整
适当增加RCF与时间，使沉淀更集中，减少贴壁；
回收辅助设备
使用微量离心管回收底部专用旋转架，结合短暂离心或震荡，可提高回收率。
八、案例分析
蛋白沉淀回收
对10 mL蛋白裂解液进行离心（12,000×g，10 min），使用普通聚丙烯管，死体积约50 μL，回收率约95%；
更换低保留离心管，并在管壁预加0.1% Tween-20，死体积降至15 μL，回收率提升至98.5%。
细胞悬液上清回收
1 mL细胞培养上清（含病毒颗粒）在1.5 mL微量管中离心，手工倾倒法死体积约30 μL；
改用多次轻吸液法，每次回收后短离心，最终残留<5 μL，病毒回收率从80%提升至92%。
九、数据记录与质量控制
建立死体积数据库
对不同管材、转子和操作方法进行系统测定，建立标准化数据表；
日常监控
在关键实验批次前后定期测量死体积，校正样品回收量；
校正系数应用
在浓度计算中引入死体积校正系数，提高定量精度；
培训与考核
培训操作员掌握回收技巧，并通过定期考核保证流程一致性。
十、结语
“死体积”虽量小却潜藏大风险，尤其在微量样品和高灵敏度分析中，其对样品产率与结果准确性的影响不容忽视。通过理论计算与实际测量相结合，可准确评估死体积大小；并结合管材选型、操作流程优化以及参数调整等多种手段，有效降低样品损失。坚持标准化管理和持续改进，才能在保证实验效率的同时，实现高可靠性和高重复性的科研与生产目标。
