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低速离心机动物实验样品前处理如何离心?

在动物实验中,离心分离是常见的样品前处理方法,可将细胞、组织碎屑、血浆或其他组分高效分离。本指南针对低速离心机(一般转速≤6 000 rpm,RCF≤3 000×g)的使用,结合多种动物样品类型,系统阐述离心前的准备、参数选择、操作流程与注意事项,力求兼顾效率与安全。

一、前言
在动物实验中,离心分离是常见的样品前处理方法,可将细胞、组织碎屑、血浆或其他组分高效分离。本指南针对低速离心机(一般转速≤6 000 rpm,RCF≤3 000×g)的使用,结合多种动物样品类型,系统阐述离心前的准备、参数选择、操作流程与注意事项,力求兼顾效率与安全。


二、样品类型与预处理概述

  1. 全血样品

    • 适用于血细胞、血浆或血清分离。

    • 需先抗凝(常用EDTA或肝素),轻轻混匀,避免造成血细胞破裂。

  2. 组织匀浆

    • 来自肝脏、脾脏、肌肉等,需用生理盐水或缓冲液冲洗,切成1–2 mm³小块后,在匀浆机或研钵中进行低温研磨。

  3. 细胞悬液

    • 主要包括外周血单个细胞、骨髓细胞或培养皿收集的贴壁细胞,用PBS缓冲液清洗两次,以去除培养基或血清残留。

  4. 组织液与体液

    • 如腹水、胸水等,先过滤粗大颗粒,再进行分层离心获得细胞组分与上清。


三、仪器与转子选型

  • 离心机机型:低速台式离心机,配备可编程定时、温控与缓升降速功能。

  • 转子类型:根据管子尺寸选择角转子或水平(摆动)转子。

    • 角转子:离心效率高但剪切力大,适合常规沉淀;

    • 摆动转子:分层界面平直,有利于梯度分离或上清提取。

  • 平衡配重:同批次样品管应等量分装,同心放置,重量误差≤0.05 g。


四、离心管与容器选用

  • 材质:常用聚丙烯(PP)或聚碳酸酯(PC)管,具有耐化学腐蚀和较高机械强度。

  • 规格:1.5 mL、2 mL微量管适用于小体积样品,15 mL、50 mL锥形管用于组织匀浆或体液分层。

  • 密封:确保盖子锁紧或使用带锁片的离心管,避免操作过程中松脱或泄漏。


五、温度控制与缓冲液配置

  • 温度设定:常规选择4 °C离心,以保护热敏分子(如蛋白质、RNA)和减少酶活性。

  • 缓冲液:配制PBS或Tris缓冲液时,注意 pH 7.2–7.4;必要时加入蛋白酶抑制剂、抗氧化剂或EDTA以稳定生物活性。


六、参数设定原则

样品类型转速(rpm)RCF(×g)时间(min)
血浆/血清分离1 500–2 000200–40010–15
全血白细胞1 000–1 200100–2005–10
细胞沉淀2 000–3 000400–8005–8
组织碎屑除悬500–80050–1502–3

说明:上述参数仅供参考,实际需结合样品密度、体积与下游实验要求进行微调。


七、血液样品离心流程

  1. 采集与抗凝:采血后立即加入等体积EDTA抗凝剂,端管轻轻倒置三次混匀。

  2. 初次离心:将采集管置于角转子,1 500 rpm、RCF≈250×g、4 °C、10 min。

  3. 上清回收:用无菌移液器缓慢吸取血浆,避开白细胞界面。

  4. 二次清洗(如需):血浆可再次稀释于PBS后避光轻柔旋转,去除残余血细胞。

  5. 样品保存:血浆分装于新管,立即置于–80 °C保存。


八、组织匀浆离心步骤

  1. 预处理:将新鲜组织切割后放入含缓冲液的研钵,用玻璃研杵研磨至可见细小颗粒。

  2. 粗滤:用70 μm细胞筛或纱布过滤,收集滤液于离心管。

  3. 初离心:500 rpm、RCF≈100×g、4 °C、3 min,去除未匀浆的组织块;弃去沉淀。

  4. 二次离心:2 000 rpm、RCF≈500×g、4 °C、5 min,收集沉淀(细胞或胞器)与上清分离。

  5. 次级分离(需时):根据实验需求,可对上清再次植入梯度(如Percoll)中进行细胞器分馏,使用水平转子缓升速运行。


九、细胞悬液收集与纯化

  1. 制备细胞悬浮液:贴壁细胞用0.25%胰酶消化后,中和并用PBS漂洗两次。

  2. 平衡与配重:离心管内加入相同体积PBS,保证两侧重量一致。

  3. 离心参数:1 000 rpm、4 °C、5 min,收集细胞沉淀。

  4. 重悬与计数:沉淀用PBS或培养基重悬,轻轻反复吹打,使用血球计数板或自动细胞计数器评估存活率。


十、上清回收与样品固定

  • 上清处理:大体积上清可通过真空过滤浓缩或超滤管回收特定分子;小体积上清直接分装。

  • 固定/保存:需进行形态学分析时,可在沉淀中加入4%多聚甲醛固定10 min,4 °C离心后弃去固定剂,用PBS漂洗两次;若用于蛋白或核酸提取,则直接置–80 °C保存。


十一、离心机清洁与维护

  1. 日常清洁:每次使用后,用70%乙醇擦拭转子和腔体,晾干后再装回。

  2. 定期校验:每六个月进行转速、温度和制动速度校验,确保仪器性能稳定。

  3. 润滑保养:对转子轴承和密封圈进行标准润滑,并更换老化部件。

  4. 故障排查:若出现震动异常或温度偏差,立即停止运行,联系维修或参照说明书逐项检修。


十二、常见问题与解决

  • 转速不足:检查电源电压、转子类型及平衡状态;如转子安装不当需重新锁紧。

  • 温度偏高:核对制冷系统,补充制冷剂或清理散热风道;避免长时间满载运行。

  • 样品溶液浑浊:可能因离心力过大导致细胞破裂,适当降低转速或缩短离心时间。

  • 离心管破裂泄漏:确认管材适配性及上盖紧固力,必要时更换耐压离心管。


十三、实验室安全与注意事项

  • 离心前务必平衡配对管,并检查转子是否有裂纹、老化或腐蚀痕迹。

  • 操作时戴实验手套、护目镜和实验服,避免接触高温部件与飞溅液体。

  • 离心结束后等待指示灯熄灭及转子完全停止,再打开机盖。

  • 易挥发、有毒或病原微生物样品,必须在生物安全柜或通风良好环境中预处理,且采用符合 Biosafety 级别的离心适配器。


十四、总结
合理的前处理和离心参数能显著提升后续实验质量与重现性。低速离心机在动物实验中应用广泛,通过优化样品类型预处理、精确设定转速/RCF/时间及严格控制温度,可实现血液、组织和细胞样品的高效分离与纯化。同时,科学的清洁维护、定期校验及严格的安全措施,是保证设备稳定运行和实验人员人身安全的基础。掌握上述要点,将助力各类动物实验样品的精准离心与下游分析。