离心技术 医学生物化学课件_第1页
离心技术 医学生物化学课件_第2页
离心技术 医学生物化学课件_第3页
离心技术 医学生物化学课件_第4页
离心技术 医学生物化学课件_第5页
已阅读5页,还剩87页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

项目三离心机的使用学习情境1.3现拿到一患者血液标本需要测血糖,测定血糖前如何对标本进行处理?小组讨论,制定方案。小组代表陈述方案。小组互评,主讲人:XXX组操作。主讲人:XXX内容提要第二节离心方法与相关离心机2第一节离心机的工作原理31第三节离心机的分类、结构与技术参数33第四节离心机的分类、结构与技术参数34离心机(centrifuge)是利用离心力,分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的仪器。第一节离心机的工作原理返回目录将含有颗粒的液体静置一段时间,液体中的颗粒受重力的作用,较重的微粒下沉与液体分开,这个现象称为重力沉降。

一、液体中的微粒在重力场中的分离第一节离心机的工作原理返回目录颗粒下沉的速度与微粒的大小、形态、密度、重力场的强度及液体的黏度有关。返回目录第一节离心机的工作原理二、离心机的基本工作原理在离心机中,离心管放于离心转头里,当离心机开动时,离心管绕离心转头的轴旋转,作圆周运动,在离心管内的样品颗粒将同样运动。返回目录第一节离心机的工作原理假如颗粒处于真空中,颗粒会沿切线方向飞去,这种颗粒在圆周运动时的切线运动称为离心沉降。返回目录第一节离心机的工作原理实际上颗粒是在介质中运动的,颗粒作切线运动时将由于介质的摩擦阻力,使其在离心管中依图中虚线所示的曲线运动(介质的阻力越大,颗粒的沉降速度越小、沉降的距离也越短)。旋转速度越大,颗粒的沉降也就越快。返回目录第一节离心机的工作原理在离心力场中加速度达到数万甚至数十万倍重力加速度时,颗粒的沉降也加快了同样的倍数。这样就使得许多在重力场中不能沉降的细小颗粒及密度较低的物体组份能用离心技术进行分离纯化。返回目录第一节离心机的工作原理离心机在运转时,离心管与转头旋转轴成一定的角度,离心管中放置被离心的样品溶液,离心管顶部到旋转中心的距离和离心管底部到旋转中心的距离不一样,因此其顶部和底部所承受的离心力场也不一样。返回目录第一节离心机的工作原理通常称离心管顶部到旋转中心的距离为最小离心半径rmin,该处承受的离心力场为最小离心力场;称离心管底部到旋转中心的距离为最大离心半径rmax,该处承受的离心力场称为最大离心力场。返回目录第一节离心机的工作原理1.离心力当物体所受外力小于运动所需要的向心力时,物体将向远离圆心的方向运动。物体远离圆心运动的现象称为离心现象。也叫离心运动。离心运动是由于向心力消失或不足而造成的。返回目录第一节离心机的工作原理2.相对离心力(RCF)相对离心力是指在离心力场中,作用于颗粒的离心力相当于地球重力的倍数,单位是重力加速度“g”。RCF=1.118×10-5n2r式中r为离心转子的半径距离,以cm为单位;n为转子每分钟的转数(rpm)。

返回目录第一节离心机的工作原理3.沉降速度指在强大离心力作用下,单位时间内物质运动的距离。

4.沉降时间在离心机的某一转速下把溶液中某一种溶质全部沉降分离出来所需的时间即沉降时间。返回目录第一节离心机的工作原理5.沉降系数颗粒在单位离心力场作用下的沉降速度,其单位为秒。沉降系数与样品颗粒的分子量、分子密度、组成、形状等有关,样品颗粒的质量或密度越大,它所表现出的沉降系数也越大。返回目录第一节离心机的工作原理一、差速离心法差速离心法是利用不同的粒子在离心力场中沉降系数的差别,在同一离心条件下,通过不断增加相对离心力,使一个非均匀混合液内的大小、形状不同的粒子分步沉淀的离心方法。主要用于一般及特殊样品的分离,例如分离细胞器和病毒。第二节常用的离心方法返回目录操作过程一般是在离心后用倾倒的办法把上清液与沉淀分开,然后将上清液加高转速离心,分离出第二部分沉淀,如此反复加高转速,逐级分离出所需要的物质(如左图所示)。第二节常用的离心方法返回目录差速离心法

优点缺点1.操作简单,离心后用倾倒法即可将上清液与沉淀分开;2.可使用容量较大的角式转子;分离时间短、重复性高;3.样品处理量大。1.分辨率有限、分离效果差,不能一次得到纯颗粒;2.壁效应严重,容易使颗粒变形、聚集而失活。返回目录第二节常用的离心方法对分离纯度要求较高的样品应用此法,容易造成被分离物的大量丢失,变性以及造成污染,尤其对于一些沉降系数相差不太大的组份要获得完全的分离提纯比较困难,所以该离心方法常用于要求不严格样本的初步分离和大批量标本的处理,例如分离已破碎的细胞各组份等。返回目录第二节常用的离心方法二、密度梯度离心法又称为区带离心法样品在一定惰性梯度介质中进行离心沉淀或沉降平衡,在一定离心力作用下把颗粒分配到梯度液中某些特定位置上,形成不同区带的分离方法。

返回目录第二节常用的离心方法密度梯度离心法

优点缺点1.分辨率高,分离效果好,可一次获得较纯颗粒2.适用范围广,既能分离沉淀系数差的颗粒,又能分离有一定浮力密度的颗粒3.颗粒不会积压变形,能保持其活性,并可防止已形成的区带由于对流而引起混合1.离心时间较长;需要制备成梯度液2.操作严格,不宜掌握返回目录第二节常用的离心方法离心时先将样品溶液置于一个由梯度材料形成的密度梯度液中,离心后被分离组份以区带层分布于梯度液中。返回目录第二节常用的离心方法1.速率区带离心法2.等密度区带离心法密度梯度离心法返回目录第二节常用的离心方法速率区带离心法是根据被分离的粒子在梯度液中沉降速度的不同,离心后分别处于不同的密度梯度层内形成几条分开的样品区带,达到彼此分离的方法。

1.速率区带离心法

返回目录第二节常用的离心方法当不同颗粒存在浮力密度差时,在离心力场中,颗粒或向下沉降,或向上浮起,一直沿梯度移动到它们密度恰好相等的位置上(即等密度点)形成区带,故称为等密度区带离心法。

2.等密度区带离心法返回目录第二节常用的离心方法操作中,一般是将被分离样品均匀分布于梯度液中,离心后,粒子会移至与它本身密度相同的地方形成区带,收集好所需区带即为纯化的组份。主要用于科研及实验室特殊方面的样品组份的分离和纯化。返回目录第二节常用的离心方法方法相同点不同点等密度区带离心法预先制备分离液使梯度液的最大密度不超过样品在该梯度中的浮力密度,利用这类生物组份在尺寸上的差异形成的沉降速率的不同,选择某一特定离心时间,当它们中的各个纯样品区带之间的距离拉得最远时停止离心即可以达到分离目的。

速率区带离心法是一种平衡离心法,利用被分离物的密度的差别而进行分离纯化,从梯度介质形成到样品颗粒形成等密度区带,与分离物的大小及形状无关。返回目录第二节常用的离心方法方法特点差速离心法根据样品组份的沉降系数不同进行分离速率区带离心法根据样品组份的沉降系数不同进行分离等密度区带离心法根据样品组份的密度不同进行分离三种离心方法的特点返回目录第二节常用的离心方法分析性超速离心法主要是为了研究生物大分子的沉降特性和结构,而不是专门收集某一特定组份。因此它使用了特殊的透明离心池和光学检测方法,可连续监测物质在一个离心场中的沉降过程。三、分析性超速离心法返回目录第二节常用的离心方法※分析性超速离心法的应用范围

⑴测定生物大分子的相对分子重量测定相对分子重量中应用最广的是沉降速度法。用照相记录,求出粒子的沉降系数。返回目录第二节常用的离心方法⑵生物大分子的纯度估计用沉降速度的技术来分析沉降界面是测定制剂均质性的最常用方法之一,出现单一清晰的界面一般认为是均质的,如有杂质则在主峰的一侧或两侧出现小峰。

返回目录第二节常用的离心方法⑶分析生物大分子中的构象变化生物大分子构象上的变化可以通过检查样品在沉降速度上的差异来证实。返回目录第二节常用的离心方法一、离心机的分类按用途分按转速分按结构分可分为制备型、分析型和制备分析两用型可分为低速、高速、超速等离心机可分为台式、多管微量式、细胞涂片式、血液洗涤式、高速冷冻式、大容量低速冷冻式、台式低速自动平衡离心机等第三节离心机的分类、结构与技术参数返回目录(一)常用离心机临床上习惯按离心机转速分为普通、高速、超速离心机等。

返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数1.低速离心机是临床实验室常规使用的一类离心机。主要用作血浆、血清的分离及脑脊液、胸腹水、尿液等有形成份的分离。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数低速离心机结构较为简单。由转动装置、调速器、定时器、离心套管、与底座等主要部件构成.返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数2.高速离心机又称高速冷冻离心机。常由转动装置、速度控制系统、温度控制与制冷系统及安全保护装置等部件构成。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数主要用于临床实验室分子生物学中的DNA、RNA的分离和基础实验室对各种生物细胞、无机物溶液、悬浮液及胶体溶液的分离、浓缩、提纯样品等。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数3.超速离心机装有冷冻装置。另外,为保证离心机工作时达到所需转速,减少空气的摩擦阻力,还配有真空系统。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数超速离心机的出现,使生物科学的研究领域有了新的扩展,它能使过去仅仅在电子显微镜观察到的亚细胞器得到分级分离,还可以分离病毒、核酸、蛋白质和多糖等。按用途可分为制备型分析型分析制备两用型超速离心机返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数制备型超速离心机主要用于生物大分子、细胞器和病毒等的分离纯化,能使亚细胞器分级分离,并可用于测定蛋白质及核酸的分子量。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数分析型超速离心机装有光学系统,可拍照、测量、数字输出、打印自动显示系统等,可以通过光学系统对测试样品的沉降过程及纯度进行观察。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数分析型超速离心机的主要特点:能在短时间内,用少量样品得到一些重要信息能确定生物大分子是否存在及大致的含量计算生物大分子的沉降系数结合界面扩散,估计分子的大小检测分子的不均一性及混合物中各组份的比例测定生物大分子的分子量还可以检测生物大分子的构象变化等返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数有免疫血液离心机、微量毛细管离心机、尿沉渣分离离心机、细胞涂片离心机等。(二)特殊应用离心机返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数1.免疫血液离心机是为临床输血所设计的一种带有标准化操作程序的专用离心机。可用于白细胞抗原检测的淋巴细胞分离、洗涤及细胞染色体制作的细胞分离;用于血小板的分离、凝血酶的处理离心;用于抗人球蛋白试验;用于洗涤红细胞及血浆的分离等。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数2.微量毛细管离心机是一种实验室专用离心机,操作程序为自动化控制。在临床实验室用于血比容试验,微量血细胞比积值的测定及同位素微量标记物的测定等。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数3.尿沉渣分离离心机与尿液工作站相配套,在低速离心机的基础上,设定了特定专用水平转子。广泛应用在临床实验室及基础教学实验室。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数4.细胞涂片离心机采用水平杯式转子,当样品经梯度离心分离出杂质,使用离心力将细胞从液体悬浮物中分离出来,甩到载玻片上。主要用于临床和基础实验室中分泌物、脑脊液、胸腹水等标本的脱落细胞及细菌的检查。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数离心机的结构主要由转动装置、速度控制器、调速装置、定时器、离心套管、温度控制与制冷系统、真空系统、安全保护装置等部件组成。1.转动装置离心机的转动装置主要由电动机、转头轴、转头以及它们之间连接的部分构成。二、离心机的结构返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数转头是离心机分离样品的核心部件,常有多种不同形状的转头,其各自所反映的离心力场的大小和离心沉降距离也不一样,在实际工作中应根据分离要求正确选择使用。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数(1)固定角转头:主要用于分离沉降速度有明显差异的颗粒样品。但具有“壁效应”,在离心管内将会引起强烈的对流,影响分离纯度。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数(2)甩平式转头:用于样品作低密度梯度离心,有敞开式和封闭式两种。

敞开式转头用于制备容量大、转速小于10000rpm、离心力场在16000xg以内,主要用于样品的初分离。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数封闭式转头制备容量较敞开式小,转速大。主要用于线粒体、细胞核等的分离和密度梯度离心。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数(3)连续流动转头:主要用于悬浮介质中高速分离较小的颗粒物质,被分离的组份,能保持活性,回收率高等优点。被广泛应用于科研和实验室工作。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数(4)区带转头:主要用于大容量的密度梯度离心,可避免用离心管所引起的壁效应和干扰,提高了分辨率。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数

(5)垂直转头:垂直转头是一种固定角转头,离心管垂直放置。垂直转头分离的粒子位移距离等于离心管直径,主要用于样品在短时间作密度梯度离心。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数

2.速度控制器是由标准电压、速度调节器、电流调节器、功率放大器、电动机、速度传感器等部分构成。通常采用的速度传感器有测速发电机传感器,光电速度传感器、电磁速度传感器等。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数3.调速装置调速装置(用于电动机)有多种。如多抽头变阻器、瓷盘可变电阻器等多种形式。在电源与电动机之间串联一只多抽头扼流圈或瓷盘可变电阻器,改变电动机的电流和电压,通过旋转或触摸面板自动控制系统,达到转速调节。

返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数4.离心套管离心套管主要用塑料和不锈钢制成。塑料离心管透明(或半透明),常用性能较好的材料,如聚丙烯(PP)。其硬度小,可用穿刺法取出梯度层,但易变形,抗有机溶剂腐蚀性差,使用寿命短。不锈钢离心管强度大,不变形,能抗热、抗冻、抗化学腐蚀。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数5.温度控制与制冷系统一般高速(超速)离心机都配有温度控制与制冷系统。(1)温度控制是在转头室装置一热电偶或由安装在转头下面的红外线射量感受器直接并连续监测离心腔的温度。(2)制冷系统由压缩机、冷凝器、毛细管和蒸发器四个部分组成。为了降低噪音,冷凝器通常采用水冷却系统。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数6.安全保护装置一般高速(超速)离心机都配有安全保护装置,通常包括主电源过电流保护装置、驱动回路超速保护、冷冻机超负荷保护和操作安全保护等四个部分。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数7.真空系统只有超速离心机配有真空系统超速离心机的转速很高,当转速超过4×104rpm转时,空气摩擦产生的高热就成了严重问题。因此,在超速离心机工作时,将离心腔密封并抽成真空,以克服空气的摩擦阻力,保证离心机达到所需要的转速。返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数三、离心机与离心转头的主要技术参数最大容量最大离心力工作电压温度控制范围最大转速电源功率调速范围返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数技术参数意义最大转速离心转头可达到的最大转速,单位是rpm最大离心力离心机可产生的最大相对离心力场RCF,单位是g最大容量离心机一次可分离样品的最大体积,通常表示为m×n。m为一次可容纳的最多离心管数,n为一个离心管可容纳分离样品的最大体积,单位是ml调速范围离心机转头转速可调整的范围温度控制范围离心机工作时可控制的样品温度范围工作电压一般指离心机电极工作所需的电压电源功率通常指离心机电机的额定功率(一)离心机的主要技术参数返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数(二)离心机转头常用标记及参数标记符号意义转头参数意义FA固定角转头Rmax表示从转轴中心至试管最外缘或试管底的距离V垂直转头Rmin表示从转轴中心至试管最内缘或试管顶的距离SW水平转头RPMmax表示转头的最高安全转速CF连续转头RCFmax表示转头以RPMmax运转时,Rmax处的相对离心力Z区带转头RCFmin表示转头以RPMmax运转时,Rmin处的相对离心力Ti钛或钛合金制成的转头K是衡量转头相对效率的量,K值愈小,效率愈高,所需离心时间就愈短返回目录第三节离心机的分类、结构与技术参数(一)离心机的使用1.离心方法的确定根据分离的样品颗粒的质量、密度、沉降系数等的不同选择适宜的离心方法,才能达到较好的分离效果。一、离心机的使用与维护第四节离心机的使用、维护与常见故障处理返回目录分离的效果除了与离心机种类、离心方法、离心介质及密度梯度等因素有关以外,离心机转速和离心时间的确定、离心介质的pH值和温度等条件也至关重要。

2.离心机的转速、离心时间、温度和pH值的确定返回目录第四节离心机的使用、维护与常见故障处理离心机转速即离心机旋转轴在单位时间内旋转的周数(转/分钟),单位一般为rpm(roundsperminute)。相对离心力与离心机转速平方成正比。返回目录第四节离心机的使用、维护与常见故障处理方法离心时间差速离心是指某种颗粒完全沉降到离心管底的时间等密度梯度离心是指颗粒完全到达等密度点的平衡时间密度梯度离心是指形成界限分明的区带所需的时间返回目录第四节离心机的使用、维护与常见故障处理温度和pH值离心温度一般控制在4℃左右,对于某些热稳定性较好的酶等,也可以在室温下进行。但在超速或高速离心时,转子高速旋转会引起温度升高,必须采用冷冻系统,使温度保持在一定范围内。离心介质溶液的pH值应处于酶稳定的pH范围内,必要时可采用缓冲液。另外,过酸或过碱还可能引起转子和离心机的其它部件的腐蚀,应尽量避免。返回目录第四节离心机的使用、维护与常见故障处理3.离心机使用的注意事项离心机因其转速高,产生的离心力大,使用不当,都可能发生严重事故。

返回目录第四节离心机的使用、维护与常见故障处理(1)必须事先平衡离心管和其内容物,要对称放置,转头中绝对不能装载单数的管子,以便使负载均匀地分布在转头的周围。返回目录第四节离心机的使用、维护与常见故障处理(2)开口离心机不能装载过多溶液,以防离心时甩出,造成转头不平衡、生锈或被腐蚀。制备型超速离心机的离心管,则要求必须将液体装满,以免离心时塑料离心管的上部凹陷变形。严禁使用显著变形、损伤或老化的离心管。

返回目录第四节离心机的使用、维护与常见故障处理(3)离心过程中应随时观察离心机上的仪表是否正常工作,如有异常应立即停机检查,及时排除故障。未找出原因前不得继续运转。返回目录第四节离心机的使用、维护与常见故障处理

(4)转头是离心机中须重点保护的部件,每次使用前要严格检查转头孔内是否有异物和污垢,有无任何刮痕、腐蚀、生锈或变形等现象;每一转头都应有使用档案,若超过了该转头的最高使用时限,则须按规定降速使用。

返回目录第四节离心机的使用、维护与常见故障处理(5)控制塑料离心管的使用次数并注意规格配套。离心过程中不得开启离心室盖,不得用手或异物碰撞正在旋转中的转头及离心管。

返回目录第四节离心机的使用、维护与常见故障处理(6)低温离心样品时,应先将空的转头在2×105rpm预冷一定时间,预冷时温度控制在0℃左右,也可将转头放在冰箱中,预冷数小时备用,离心杯可直接存放在冰箱中预冷。3返回目录第四节离心机的使用、维护与常见故障处理(7)每隔三个月应对离心机主机校正一次水平度,每使用5亿转处理真空泵油一次,每使用1500小时左右,应清洗驱动部位轴承并加上高速润滑油脂,转轴与转头接合部应经常涂酯防锈,长期不用时应涂防锈油加油纸包扎。

返回目录第四节离心机的使用、维护与常见故障处理(二)离心机的维护与保养1.日维护与保养①检查转子锁定螺栓是否松动;②用温水(55℃左右)及中性洗涤剂清洗转子,用蒸馏水冲洗,软布擦干后用电吹风吹干、上蜡、干燥保存。2.月维

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论