离心机简介及其在新冠病毒分离中的应用

离心机简介及其在新冠病毒分离中的应用

一、应用场景

实验室离心机是一种通过绕固定轴对物体进行旋转,使其受到离心力作用而加速物质沉降速度并实现不同分子颗粒分离 的实验设备。

离心机广泛应用于化工、食品、制药、环保、教学、医疗等科学研究和生产部门,在物质分离和提取方面起到十分重要的作用,已成为现代科学研究重要仪器设备之一,更是生物学、生物化学、医学、生物工程、生物制药等行业科研与生产的必备设备。

二、原理

离心是利用离心力将颗粒/不同沉降系数的物质从溶液中分离出来的一种技术。

离心机就是应用了离心原理,根据颗粒的大小、形状、密度、溶液粘度等差异,通过离心机上转子的高速旋转产生强大的离心力,加快混合液中不同比重成分的沉降速度,把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离或分层分级,离心过程中密度较大的粒子会被更快地抛到离心管外侧,而较轻的颗粒则会移向中心,这样可以分离出悬浮液中的固体颗粒或者不同密度的液体成分。

三、分类

目前市面上离心机的种类繁多,在不同领域有不同适用的离心机。根据转速不同、是否制冷、设备大小等标准可以进行以下分类:

  • 根据转速不同,可以分为:低速离心机、高速离心机、超高速离心机等
  • 根据是否制冷,可以分为:冷冻离心机和普通离心机等
  • 根据应用场景,可以分为:实验室离心机和工业离心机等
  • 根据设备大小。又可以分为:迷你离心机、台式离心机、立式离心机等

四、实验室离心机常见应用

实验室离心机常用于不相溶液体的分离、蛋白质提纯、悬乳液沉淀分离、细胞提取、 DNA/RNA提取、PCR板离心、生物成分沉淀等领域。

五、离心机在新冠病毒研究中的应用

在如今新冠肺炎疫情成为了常态性现状的背景下,对于新冠病毒的研究是当前生物学、医学等科研人员研究的一大重点。2020年初,北京协和医院就发布了新冠病毒操作指南,在整个参考实验过程中,病毒样本的裂解过程是多次需要使用到离心机的。以下是官方提供的病毒样本裂解的参考过程:

  1. 用5ml的无菌离心管(EP管),移液器移取560μl 的AVL裂解液,并加入5.6μl Carrier RNA和140μl已灭活的待提取核酸的待测样本,涡旋振荡15s,室温静置10min;
  2. 将上述EP管放入离心机内瞬时离心以去除可能残留在EP管盖上的裂解产物,防止污染;
  3. 裂解完成后,向EP管中加入560μl无水乙醇,并振荡混匀15s;
  4. 再次将上述EP管放入离心机内瞬时离心以去除可能残留在EP管盖上的裂解产物,防止污染;
  5. 向离心柱加入裂解产物630μl,并用8000rpm转速离心1min;
  6. 建议在生物安全柜中进行离心,防止样品泄漏和污染带来的危害;若离心机在生物安全柜之外,则每次使用前都需进行外表面消毒。
  7. 更换废液收集管,要从离心机中小心取出离心柱,将上层离心柱转移到新收集管中,继续将剩余裂解产物630μl加入离心柱中,若样本体积大于140μl时需重复此步骤,直到全部裂解产物都过柱离心,8000rpm转速离心1min,之后小心地将离心柱转移到新的收集管中;
  8. 取500μl AW1加入离心柱中(注意,此处加样操作时务必将移液器吸头接触离心柱内壁缓慢加样),8000rpm转速离心1min,小心取出离心柱,更换新的收集管;
  9. 取500μl AW2加入离心柱中,14000rpm转速离心3min,小心取出离心柱,更换新的离心柱上端收集管,置于离心机中使用最大转速离心1min,以确保将AW2中的残液完全离心干净;
  10. 取无菌5mlEP管收集核酸。将离心柱上端小心放入1.5mlEP管中,取40-60μl的洗脱液AVE加入到离心柱中(注意:洗脱液应尽量全部覆盖住离心柱膜),用EP管的管盖盖住离心柱,使用无菌剪刀剪去原离心柱管盖;
  11. 室温静置1min,将其放入离心机中8000rpm转速离心1min来回收核酸;
  12. 丢弃离心柱,此时EP管中就是我们想要提取的核酸了,之后做好标记与登记

病毒样品的裂解过程中,全程都建议在生物安全柜中使用离心机,这样可以有效防止样品泄漏和污染带来的麻烦,实验中用到的离心机转速要求需要达到8000rpm及以上,这属于高速离心机,且要可适配低容量EP管。点成iFuge M24 PR微型高速离心机和UVC/T-M-AR通用型超净工作台可以满足以上要求。

  UVC/T-M-AR通用型超净工作台

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