O concentrador centrífugo de vácuo é um equipamento de concentração de amostras que combina a redução de pressão de vácuo e o efeito da força centrífuga, amplamente utilizado em bioquímica, biologia molecular, pesquisa e desenvolvimento de medicamentos e outras áreas. Sua função principal é acelerar a evaporação do solvente reduzindo a pressão ambiental, ao mesmo tempo que usa a força centrífuga para evitar a perda de resíduos da amostra e alcançar uma concentração de amostra eficiente e moderada. Os detalhes do seu uso são detalhados abaixo em termos de princípio do dispositivo, processo operacional, otimização de parâmetros, precauções e cenários de aplicação.

Principios básicos e funções básicas

1. Sistema de redução de pressão de vácuo

Reduzir a pressão interna da cavidade (geralmente até 1-100 Pa) por meio de uma bomba de vácuo incorporada ou uma fonte de vácuo externa, reduzindo significativamente o ponto de ebulição do solvente (por exemplo, o ponto de ebulição da água cai para 30 ° C a 50 ° C), permitindo assim uma evaporação rápida a baixas temperaturas.

- Vácuo ajustável: escolha o vácuo adequado de acordo com as propriedades do solvente (como água, etanol, acetona, etc.) e a sensibilidade da amostra para evitar a destruição da substância ativa por altas temperaturas.

2. Movimento centrífugo

O rotor centrífugo produz força centrífuga a alta velocidade de rotação (geralmente de 0 a 3000 rpm), espalhando uniformemente a membrana líquida da amostra sobre a parede do tubo centrífugo, aumentando a área de evaporação e evitando que a amostra se condense ou refloque durante o processo de concentração.

- Faixa de força centrífuga: baixas velocidades de rotação (por exemplo, 500 rpm) são adequadas para amostras frágeis (por exemplo, células, proteínas de membrana) e altas velocidades de rotação (por exemplo, 2000 rpm) para a rápida concentração de amostras viscosas (por exemplo, DNA, polysaccharides).

3. Proteção de temperatura

O módulo de aquecimento (opcional) auxilia o aquecimento para acelerar a evaporação, mas as temperaturas geralmente são limitadas a 45-60 ° C para evitar a degeneração das proteínas ou a degradação do RNA.

- O dispositivo de proteção contra sobreaquecimento corta automaticamente o aquecimento para evitar a inativação excessiva da amostra.

Processo operacional e passos-chave

1. Preparação da amostra

Escolha o tubo centrífugo adequado: escolha o tubo centrífugo correspondente (por exemplo, 0,5-50 mL) de acordo com o volume da amostra para garantir que a parede do tubo seja suave e resistente ao vácuo (por exemplo, vidro ou polipropileno).

pré-tratamento da amostra: se conter altas concentrações de sal ou substâncias orgânicas, deve ser pré-refrigerado ou diluído para reduzir a produção de espuma; As amostras espumantes podem ser adicionadas com amortiguadores (por exemplo, óleo de silício).

2. Configuração dos parâmetros do dispositivo

- Vácuo: Solvente volátil (como acetona) é colocado a baixo vácuo (10-30 Pa), água ou tampão é colocado a vácuo (50-80 Pa).

Velocidade centrífuga: inicial baixa velocidade (500-1000 rpm) iniciado, ajustado gradualmente após observar o estado da amostra; As amostras frágeis (por exemplo, lisas celulares) não excedem 1500 rpm.

- Temperatura: concentração em temperatura normal (25 ° C) para amostras sensíveis; Aquecimento não superior a 45 ° C e monitoramento em tempo real do estado da amostra.

3. Monitoramento do processo de concentração

- Verificação de parada temporizada: pause a centrífuga a cada 10-15 minutos para observar mudanças no volume da amostra e evitar que a secagem leve à perda da amostra.

- Anti-poluição cruzada: ao tratar amostras diferentes no mesmo lote, é necessário substituir o rotor centrífugo ou limpar a cavidade.

4. Terminação e reciclagem

- Liberação lenta de vácuo: encher lentamente o ar antes de fechar a bomba de vácuo para evitar que a amostra seja aspirada por salpicaduras.

- Recuperação de amostras: lavar a parede do tubo com tampão pré-refrigerado para recolher pó ou concentrado residual para evitar o congelamento repetido.

Otimização de parâmetros e processamento de cenários especiais

1. Estratégias de adaptação para diferentes amostras

- Proteína / enzima: baixa temperatura (4 ° C) + baixo vácuo (30 Pa), força centrífuga ≤ 1000 rpm, para evitar a deformação.

- DNA/RNA: Evite o aquecimento, reduza o tempo de concentração (<30 minutos) e dê preferência ao uso de materiais de baixa adsorção.

- Solvente orgânico (por exemplo, fenol, cloroformo): aumentar o vácuo (10 Pa), juntamente com um anel de vedação resistente ao solvente, limpar a cavidade após a operação.

2. Controle de espuma e salpicadura

Causas da espuma: alta concentração de proteínas, alta velocidade de centrifugação ou volatilidade do solvente.

- Solução: Reduzir a velocidade de centrifugação, pré-arrefecer a amostra a 4 ° C, adicionar o desespumante ou substituir a concentração em gradiente (primeiro a baixo vácuo e depois a alto vácuo).

3. Concentração de amostras

- Use um rotor de micro centrífuga (por exemplo, adaptação de tubo de 0,5 ml) para definir o modo de pulso de curto prazo (por exemplo, 5 segundos a cada vez, intervalo de 2 segundos) para evitar o sobreaquecimento da amostra.

Precauções e pontos de manutenção

1. Normas de segurança

Ao lidar com solventes voláteis ou tóxicos, certifique-se de que a cavidade esteja fechada e use equipamentos de proteção.

- Verifique regularmente o nível de óleo da bomba de vácuo para evitar a contaminação da amostra pela névoa de óleo.

2. Limpeza do equipamento

Limpe a cavidade e o rotor com etanol a 70% após cada uso para remover as amostras residuais.

Contaminação obstinada (como óleo de parafina) precisa ser limpa com solventes especiais para evitar bloqueio de tubos de vácuo.

3. Calibração de desempenho

- Detecção mensal do nível de vácuo (calibrado com um vácuômetro), da velocidade centrífuga (verificada com um velocímetro) e da precisão do sensor de temperatura.

- Troque regularmente os aneis de vedação envelhecidos para evitar vazamentos de vácuo.

V. Aplicações típicas

Extração de DNA: concentração de solução de DNA após a precipitação de etanol para remover o etanol residual e melhorar a pureza.

Purificação de proteínas: concentração de amostras de proteínas após diálise, reduzindo o volume para a análise cromatográfica seguinte.

Metabólica: evaporação de solventes orgânicos no líquido de extração, retenção de metabólitos polares.

Tratamento de amostras de vírus: suspensão de vírus concentrada suavemente para manter a integridade das partículas de vírus.

Falhas comuns e soluções

Problema 1: A amostra não é totalmente concentrada.

Causa: insuficiência de vácuo, baixa força centrífuga ou alta temperatura.

Solução: Aumente o vácuo, aumente gradualmente a velocidade e verifique se o módulo de aquecimento é anormal.

- Problema 2: salpicadura da amostra ou resíduos da parede do tubo.

Causa: Força centrífuga excessiva ou parada excessiva.

Solução: Reduza a velocidade e habilite a pausa ao fechar o programa (gradualmente até parar).