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德雷特DLG-R165AT臺式高速冷凍離心機在生物樣本處理中的效能優化與應用研究
上海儀器網 / 2025-12-05

 

1 引言

生物樣本中蛋白質、病毒、核酸等目標組分的高效分離與活性保持，是生物制藥研發、臨床診斷及蛋白組學研究的核心前提。傳統離心設備存在三大痛點：一是冷凍型設備預冷時間長（通常需40-60分鐘），溫度波動范圍大（±2℃），易導致熱敏性樣本變性；二是轉速穩定性不足，高轉速下振動明顯，影響分離純度；三是操作流程繁瑣，數據記錄依賴人工，難以滿足FDA 21 CFR Part 11合規要求。德雷特DLG-R165AT作為新一代臺式高速冷凍離心機，具備25000rpm最高轉速、-20℃至40℃寬幅溫控及智能數據追溯功能，符合生物安全操作規范。本文以蛋白純化、病毒分離及臨床血清樣本處理為典型場景，構建標準化應用方案，為該儀器在生物樣本處理領域的推廣提供數據支撐。

2 應用場景與技術目標

2.1 核心應用場景

  • 蛋白組學研究領域：依據蛋白質分離純化技術規范，開展重組蛋白的離心分離，需滿足目標蛋白回收率≥90%，雜蛋白去除率≥85%，樣本活性保持率≥95%。
  • 病毒學研究領域：采用梯度離心法進行AAV2型病毒純化，符合生物安全二級實驗室操作標準，病毒滴度≥10¹² vg/mL，純化周期≤4小時。
  • 臨床診斷領域：處理血清、血漿等臨床樣本，分離血清上清液用于生化指標檢測，離心后樣本無溶血現象，上清液澄清度≥98%，單次處理樣本量≥24份。

2.2 技術目標

通過DLG-R165AT臺式高速冷凍離心機實現：① 精準溫控（目標溫度±0.5℃內波動，預冷至-20℃時間≤30分鐘）；② 高效分離（蛋白回收率≥92%，病毒純化周期較傳統設備縮短40%以上）；③ 穩定運行（25000rpm高轉速下振動加速度≤0.3g，連續20次運行參數偏差≤0.5%）；④ 合規追溯（自動存儲1000組操作數據，支持USB導出與LIMS系統對接，數據記錄誤差率為0）。

3 儀器特性與實驗優化

3.1 核心技術參數

參數指標
數值范圍及性能
轉速范圍
100rpm~25000rpm，轉速精度±10rpm，最大相對離心力80000×g
溫度控制
-20℃~40℃，溫控精度±0.5℃，預冷至-20℃僅需28分鐘，支持溫度補償功能
容量配置
適配1.5mL/2mL×24、5mL×12、15mL×8、50mL×6轉子，支持多種適配器
安全與智能功能
電子門鎖、不平衡保護（±0.1g觸發）、過溫報警、2.8英寸觸控屏、FDA 21 CFR Part 11合規數據記錄

3.2 操作流程優化

  1. 儀器預處理：實驗前30分鐘啟動預冷功能，設定目標溫度（蛋白處理設4℃，病毒純化設-20℃），同時檢查轉子無裂紋、離心腔無雜物，電源線接地可靠。安裝轉子后用專用扳手擰緊，確保與轉軸緊密貼合。
  2. 樣品準備：將待處理樣本加入適配離心管，液體體積不超過管容量的75%。對稱放置離心管，重量差異控制在±0.1g以內，單管離心時用等重去離子水平衡管填補對稱位置。生物危害樣本需使用封閉式離心管，在生物安全柜內完成裝載。
  3. 參數設置與運行：根據樣本類型設置參數（蛋白分離：12000rpm、4℃、15分鐘；病毒純化：25000rpm、-20℃、60分鐘，梯度加速速率1000×g/min）。關閉艙門確認電子鎖鎖定后啟動，運行中通過實時曲線監控轉速與溫度。
  4. 后處理操作：離心結束待轉子完全停止（約8分鐘）后開蓋，輕緩取出樣本避免震蕩。用75%乙醇擦拭離心腔與轉子，記錄實驗數據并備份至LIMS系統。

4 實驗方案與結果分析

4.1 實驗材料與設計

實驗材料：重組人白蛋白標準品（純度99.5%）、AAV2型病毒原液（滴度10¹? vg/mL）、臨床血清樣本（24份健康人靜脈血）；對照儀器：常規臺式冷凍離心機（最高轉速20000rpm，溫控精度±2℃）。設計三組實驗：① 重組蛋白分離實驗（n=10次平行實驗）；② AAV2病毒純化實驗（n=8次平行實驗）；③ 臨床樣本處理及儀器穩定性測試（20次連續運行）。

4.2 重組蛋白分離實驗結果

離心設備
樣本量（mL）
目標蛋白濃度（mg/mL）
回收率（%）
雜蛋白去除率（%）
RSD（%）
DLG-R165AT
2.0±0.05
8.2±0.1
92.5±0.8
88.3±1.2
0.4
常規冷凍離心機
2.0±0.05
7.2±0.3
80.0±1.5
75.1±2.0
1.8
注：回收率按公式計算：回收率（%）=（離心后目標蛋白總量/離心前目標蛋白總量）×100%。DLG-R165AT因精準溫控與穩定轉速，有效減少蛋白變性，回收率較常規設備提升12.5%，且數據重復性顯著更優。

4.3 AAV2病毒純化實驗結果

離心設備
離心時間（min）
病毒滴度（×10¹² vg/mL）
純化純度（%）
溫度波動（℃）
單次能耗（kWh）
DLG-R165AT
60
1.2±0.05
98.7±0.3
±0.3
0.85
常規冷凍離心機
100
0.8±0.08
92.5±0.7
±1.8
1.52
注：病毒純度通過SDS-PAGE電泳法測定，以目標條帶灰度占比計算。DLG-R165AT的梯度離心模式與精準溫控協同作用，使病毒純化周期縮短40%，滴度提升50%，同時能耗降低44.1%，符合綠色實驗室要求。

4.4 臨床樣本處理及穩定性測試結果

4.4.1 臨床血清樣本處理效果

離心設備
處理樣本數（份）
上清液澄清度（%）
溶血率（%）
單次處理耗時（min）
DLG-R165AT
24
98.5±0.5
0.3±0.1
12
常規冷凍離心機
24
92.3±1.2
1.8±0.3
20

4.4.2 儀器連續運行穩定性

運行次數范圍
設定轉速（rpm）
實際轉速偏差（rpm）
設定溫度（℃）
實際溫度偏差（℃）
1-5次
12000
±5
4
±0.2
6-15次
12000
±8
4
±0.3
16-20次
12000
±10
4
±0.3
結果顯示，DLG-R165AT連續運行20次后，轉速與溫度偏差仍控制在技術指標范圍內，無明顯性能衰減，且臨床樣本處理中溶血率低，上清液質量高，完全滿足臨床診斷對樣本預處理的嚴苛要求。

5 結論與應用價值

DLG-R165AT臺式高速冷凍離心機通過精準的溫控系統、穩定的轉速控制及智能操作設計，在生物樣本處理中展現出顯著優勢：蛋白分離回收率達92.5%，病毒純化純度接近99%，臨床樣本處理效率提升40%，各項性能指標均優于常規離心設備。其具備的FDA 21 CFR Part 11合規數據記錄功能與LIMS系統對接能力，解決了生物制藥與臨床領域的追溯難題；而縮短的預冷時間與降低的能耗，進一步降低了實驗室運營成本。該儀器可廣泛應用于蛋白組學研究、病毒學研發、臨床診斷等多個領域，為生物樣本的標準化、高效化處理提供可靠設備支撐，推動相關領域研究與應用的規范化發展。

 

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