El concentrador centrífuga de vacío es un equipo de concentración de muestras que combina la descompresión al vacío con la fuerza centrífuga, y es ampliamente utilizado en bioquímica, biología molecular, investigación y desarrollo de medicamentos y otros campos. Su función central es acelerar la evaporación del disolvente reduciendo la presión ambiental y, al mismo tiempo, utilizar la fuerza centrífuga para evitar la pérdida de residuos de muestras, logrando una concentración eficiente y moderada de muestras. A continuación se detallan los detalles de su uso en términos de principio del equipo, proceso de operación, optimización de parámetros, precauciones y escenarios de aplicación.

I. principios básicos y funciones básicas

1. sistema de descompresión por vacío

Reducir la presión en la cavidad (generalmente hasta 1 - 100 pa) mediante una bomba de vacío incorporada o una fuente de vacío externa, reduciendo significativamente el punto de ebullición del disolvente (por ejemplo, el punto de ebullición del agua a 50 ° C a 30 ° c), logrando así una rápida evaporación a baja temperatura.

El grado de vacío es ajustable: elija el grado de vacío adecuado de acuerdo con las características del disolvente (como agua, etanol, cetona, etc.) y la sensibilidad de la muestra para evitar el daño de las sustancias activas a altas temperaturas.

2. accionamiento por fuerza centrífuga

El rotor centrífuga produce fuerza centrífuga girando a alta velocidad (generalmente 0 - 3000 rpm), extendiendo uniformemente la película líquida de la muestra sobre la pared del tubo centrífuga, aumentando el área de evaporación y evitando que la muestra se condense o fluya hacia atrás durante el proceso de concentración.

- rango de fuerza centrífuga: baja velocidad de rotación (por ejemplo, 500 rpm) adecuada para muestras frágiles (por ejemplo, células, proteínas de membrana) y alta velocidad de rotación (por ejemplo, 2000 rpm) para la concentración rápida de muestras pegajosas (por ejemplo, adn, polisacáridos).

3. protección de control de temperatura

- el módulo de calentamiento (opcional) ayuda a calentar y acelera la evaporación, pero la temperatura suele limitarse a 45 - 60 ° C para evitar la desnaturalización de proteínas o la degradación del arn.

El dispositivo de protección contra sobrecalentamiento corta automáticamente el calentamiento para evitar la inactivación excesiva de la muestra.

II. procesos operativos y pasos clave

1. preparación de muestras

- selección del tubo centrífuga adecuado: selección del tubo centrífuga correspondiente (por ejemplo, 0,5 - 50 ml) en función del volumen de la muestra, asegurando que la pared del tubo sea lisa y resistente al vacío (por ejemplo, vidrio o polipropileno).

- pretratamiento de la muestra: si contiene altas concentraciones de sal u materia orgánica, es necesario preconfriar o diluir para reducir la producción de espuma; Las muestras fáciles de espumar pueden agregar defoamers (como el aceite de silicona).

2. configuración de los parámetros del equipo

- vacío: vacío bajo (10 - 30 pa) para disolventes volátiles (como la cetona) y vacío medio (50 - 80 pa) para agua o amortiguador.

- velocidad centrífuga: se inicia la baja velocidad inicial (500 - 1000 rpm) y se eleva gradualmente después de observar el Estado de la muestra; Las muestras frágiles, como el lisado celular, no superan los 1.500 rpm.

- temperatura: concentración a temperatura ambiente (25 ° c) adecuada para muestras sensibles; No más de 45 ° C al calentar y monitorear el Estado de la muestra en tiempo real.

3. monitoreo del proceso de concentración

- Inspección de parada regular: suspender la centrifugación cada 10 - 15 minutos, observar los cambios en el volumen de la muestra y evitar la pérdida de la muestra causada por el secado.

- Prevención de la contaminación cruzada: al manipular diferentes muestras en el mismo lote, es necesario reemplazar el rotor centrífuga o limpiar la cavidad.

4. fin y reciclaje

- vacío de Liberación lenta: volver a cargar lentamente el aire antes de cerrar la bomba de vacío para evitar que la muestra sea salpicada por succión.

- recuperación de muestras: lavar la pared del tubo con un amortiguador preconfriado, recoger el polvo residual o el concentrado y evitar la congelación y descongelación repetidas.

3. optimización de parámetros y procesamiento de escenarios especiales

1. estrategias de adaptación de diferentes muestras

- proteínas / enzimas: baja temperatura (4 ° c) + bajo vacío (30 pa), fuerza centrífuga ≤ 1000 rpm, evitando la degeneración.

- ADN / arn: evite el calentamiento, reduzca el tiempo de concentración (menosde 30 minutos) y priorice el uso de consumibles de baja absorción.

- disolventes orgánicos (como fenoles, cloroformos): aumentar el vacío (10 pa), combinar con un anillo de sellado resistente al disolvente y limpiar la cavidad después de la cirugía.

2. control de espumas y salpicaduras

- causas de la ampollas: altas concentraciones de proteínas, centrifugación de alta velocidad o volatilización excesiva del disolvente.

- solución: reducir la velocidad centrífuga, preconfriar la muestra a 4 ° c, añadir un defoamer o cambiar a la concentración de gradiente (primero bajo vacío y luego alto vacío).

3. concentración de muestras traza

- establecer el modo de pulso a corto plazo (por ejemplo, 5 segundos cada vez, con un intervalo de 2 segundos) utilizando un rotor de centrifugadora en miniatura (por ejemplo, un ajuste de tubo de 0,5 ml) para evitar el sobrecalentamiento de la muestra.

IV. precauciones y puntos clave de mantenimiento

1. normas de Seguridad

Al manipular disolventes volátiles o tóxicos, asegúrese de que la cavidad esté cerrada y use equipos de protección.

Comprobar regularmente el nivel de aceite de la bomba de vacío para evitar que la niebla de aceite contamine las muestras.

2. limpieza del equipo

Limpiar la cavidad y el rotor con un 70% de etanol después de cada uso para eliminar las muestras residuales.

- la contaminación obstinada (como el aceite de cera de piedra) debe limpiarse con un disolvente especial para evitar bloquear las tuberías de vacío.

3. calibración del rendimiento

Detectar mensualmente el vacío (calibrado con un medidor de vacío), la velocidad centrífuga (verificada con un tacómetro) y la precisión del sensor de temperatura.

Reemplazar regularmente los anillos de sellado envejecidos para evitar fugas de vacío.

V. escenarios de aplicación típicos

1. extracción de adn: concentración de la solución de ADN precipitada por etanol, eliminación del etanol residual y mejora la pureza.

2. purificación de proteínas: concentración de muestras de proteínas después de la diálisis, reducción de volumen para el siguiente análisis cromatográfico.

3. metabolismo: evaporar el disolvente orgánico en el extracto, conservando metabolitos polares.

4. tratamiento de muestras de virus: concentración moderada de la suspensión del virus para mantener la integridad de las partículas del virus.

6. fallas comunes y soluciones

- Pregunta 1: las muestras se detienen sin concentrarlas todas.

Causa: vacío insuficiente, fuerza centrífuga demasiado baja o temperatura demasiado alta.

Solución: aumentar el vacío, aumentar gradualmente la velocidad de rotación y comprobar si el módulo de calefacción es Anormal.

- Pregunta 2: salpicaduras de muestras o residuos en la pared del tubo.

Causa: fuerza centrífuga excesiva o parada excesiva.

Solución: reducir la velocidad y activar la función de parada lenta al cerrar el programa (reducir gradualmente la velocidad a la parada).