關(guān)于實(shí)驗(yàn)室96孔板真空純化抽濾裝置的組成、用途和離心機(jī)上樣方法的對(duì)比分析
在分子生物學(xué)、藥物篩選和臨床診斷等高通量研究領(lǐng)域,96孔板真空純化抽濾裝置已成為提升樣本處理效率的關(guān)鍵工具。該裝置以96孔微孔過濾板為核心,通過真空負(fù)壓驅(qū)動(dòng)液體快速穿過濾膜,實(shí)現(xiàn)樣品的高通量并行純化。其工作流程極為高效——操作人員只需將含有樣品的96孔過濾板置于密封過濾座上,啟動(dòng)真空泵,即可在數(shù)分鐘內(nèi)同時(shí)完成96個(gè)樣本的純化,如DNA結(jié)合、雜質(zhì)清洗或溶液置換等步驟。
一、應(yīng)用場(chǎng)景:從核酸純化到藥物篩選
96孔板真空純化抽濾裝置憑借其高通量特性,已滲透至生命科學(xué)研究的核心環(huán)節(jié):
●核酸純化:使用抽濾裝置搭配96孔過濾板可快速清除細(xì)胞裂解后的碎片,顯著提升質(zhì)粒DNA得率。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,真空抽濾的方法,相比傳統(tǒng)離心法回收率高10%-30%,且96個(gè)樣本的處理時(shí)間縮短至10分鐘內(nèi),大幅降低大樣本量實(shí)驗(yàn)的時(shí)間成本。
●蛋白分離與濃縮:使用表面修飾的聚醚砜膜的過濾板,通過降低蛋白、核酸吸附,實(shí)現(xiàn)>90%的目標(biāo)生物分子回收率,減少滯留體積,尤其適用于單克隆抗體篩選或酶活性研究。
●高通量篩選:使用預(yù)裝填層析介質(zhì)的濾板,可直接用于His標(biāo)簽蛋白的平行純化。每孔可處理1mg蛋白,且支持自動(dòng)化操作,特別適合藥物靶點(diǎn)結(jié)合研究或表達(dá)條件優(yōu)化8。
此外,在PCR產(chǎn)物純化、ELISA分析、細(xì)胞裂解物澄清等領(lǐng)域,該裝置也展現(xiàn)出強(qiáng)大的兼容性。
二、裝置的構(gòu)造組成
典型96孔板真空純化抽濾裝系統(tǒng)包含三大組件:真空抽濾泵、陽極氧化鋁材質(zhì)的過濾座,以及廢液收集瓶。下面我們以配置較為齊全的Sciencetool圣斯特品牌R3-W200-SB2型號(hào)為例,來說明這些部件的作用。
●真空抽濾泵
裝置內(nèi)標(biāo)配1臺(tái)R300無油真空抽濾,插上電源、開機(jī)即可使用,易于操作,無需使用經(jīng)驗(yàn)。抽濾泵能提供穩(wěn)定、可控的負(fù)壓吸引力(標(biāo)配調(diào)節(jié)閥,可控制負(fù)壓吸力和過濾速度)。 這是整個(gè)裝置運(yùn)作的“心臟”。 通過電機(jī)驅(qū)動(dòng),將整個(gè)密閉系統(tǒng)內(nèi)的空氣持續(xù)抽出,在過濾座腔室和廢液瓶?jī)?nèi)形成低于大氣壓的環(huán)境。這個(gè)壓差是液體穿過濾膜進(jìn)入廢液瓶的根本動(dòng)力。此外R300前置了1組緩沖杯組件,出了具有一定防倒吸能力外,還能起到使負(fù)壓變得持續(xù)、平穩(wěn)的效果。壓力波動(dòng)過大會(huì)導(dǎo)致不同孔位間的過濾速度不一致,影響結(jié)果的均一性和回收率,而且壓力過高可能擠壓樣本或損壞濾膜,壓力過低則過濾緩慢甚至停滯。
●純化過濾座
提供密封、適配、承壓的過濾平臺(tái),確保96孔板各孔位在均勻負(fù)壓下高效、獨(dú)立地完成過濾。R3-W200-SB2配有1臺(tái)陽極鋁合金材質(zhì)的過濾座,頂部設(shè)計(jì)精確匹配標(biāo)準(zhǔn)96孔微孔過濾板的尺寸和形狀,確保濾板能穩(wěn)固放置。過濾板接觸的頂部邊緣裝有高質(zhì)量的橡膠密封圈,當(dāng)真空泵工作時(shí),整個(gè)系統(tǒng)(濾板下方空間、過濾座腔體、廢液瓶)能形成有效密封的負(fù)壓腔室,防止空氣泄漏導(dǎo)致真空失效。同時(shí)使得96個(gè)孔位下方的負(fù)壓環(huán)境是隔離且均勻的,防止孔間交叉污染和壓力不均。陽極氧化鋁材質(zhì)因其高強(qiáng)度、輕量化、優(yōu)異的耐腐蝕性,尤其耐受實(shí)驗(yàn)室常用消毒劑和緩沖液,以及良好的導(dǎo)熱性而被廣泛采用。陽極氧化表面處理進(jìn)一步增強(qiáng)了其硬度和耐腐蝕性。良好的導(dǎo)熱性有助于在需要溫控的實(shí)驗(yàn)(如某些酶反應(yīng)后過濾)中保持溫度相對(duì)穩(wěn)定。
●廢液收集瓶
安全、集中地收集和儲(chǔ)存過濾過程中產(chǎn)生的所有廢液。過濾座標(biāo)配也帶有廢液收集槽,但容量較小,需要頻繁清理。本型號(hào)標(biāo)配2升的真空集液瓶,大容量設(shè)計(jì)是為了減少實(shí)驗(yàn)中途傾倒廢液的頻率,尤其是在連續(xù)處理多塊96孔板或進(jìn)行大樣本量實(shí)驗(yàn)時(shí),提高了工作效率和連續(xù)性。
三、和傳統(tǒng)離心機(jī)上樣的特點(diǎn)對(duì)比
1.操作便捷,節(jié)省時(shí)間:
傳統(tǒng)的離心機(jī)上樣,通過離心力將濾液甩過過濾耗材的濾芯。這個(gè)過程需要操作人員重復(fù)進(jìn)行加注試劑、將過濾板或離心柱耗材放置到離心機(jī)上、等待離心機(jī)升速、離心、等待降速、取出過濾板或離心柱、處理掉收集板或收集管中的廢液等一系列繁瑣步驟。而 96 孔板真空純化抽濾裝置采用負(fù)壓過濾方式,以常見的 96 孔板為例,加注試劑后,試劑能在短時(shí)間內(nèi)(一般 5 秒左右)被快速抽走,順著管路流入集液瓶?jī)?nèi)保存。整個(gè)過程可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)加注試劑,只需在試驗(yàn)全部完成或者集液瓶即將裝滿時(shí),一次性處理廢液,大大節(jié)省了操作時(shí)間,提高了工作效率。
2.設(shè)備兼容性強(qiáng),降低成本:
使用離心機(jī)進(jìn)行過濾時(shí),針對(duì)不同的多孔板和過濾柱,往往需要更換不同的轉(zhuǎn)子及適配器。部分小容量的離心機(jī)甚至無法適配酶標(biāo)板轉(zhuǎn)子,這就需要重新購置帶有酶標(biāo)板轉(zhuǎn)子的離心機(jī),不僅增加了設(shè)備購置成本,而且在使用過程中更換轉(zhuǎn)子也較為繁瑣。相比之下,96 孔板真空純化抽濾裝置具有很強(qiáng)的兼容性。例如,一些型號(hào)的裝置既可以搭配 96 孔或 384 孔過濾板,也可以使用標(biāo)配包含的離心柱放置板來處理各種容量的離心過濾管,一套設(shè)備就能滿足多種過濾需求,無需額外購買其他選配件,有效降低了設(shè)備購置和使用成本。
3.運(yùn)行安靜,振動(dòng)?。?/p>
離心機(jī)在運(yùn)行過程中,尤其是使用較高轉(zhuǎn)速或者制冷功能時(shí),會(huì)產(chǎn)生較大的噪音和振動(dòng),不僅會(huì)對(duì)操作人員的工作環(huán)境造成干擾,長(zhǎng)期處于這種環(huán)境中還可能影響身體健康。而 96 孔板真空純化抽濾裝置配置的無油真空抽濾泵,噪音值一般較低,R300抽濾泵噪音低于50分唄,且工作振動(dòng)很小,能夠?yàn)椴僮魅藛T提供一個(gè)相對(duì)安靜、舒適的使用環(huán)境。
所以綜上,傳統(tǒng)離心法過濾和96孔板真空裝置對(duì)比,主要有如下差異:
●時(shí)間成本懸殊:傳統(tǒng)方法需手工分裝樣本、多次離心置換廢液,處理96個(gè)樣本常需數(shù)小時(shí);而真空系統(tǒng)通過連續(xù)負(fù)壓抽濾,同步處理所有樣本,如R3-W200-SB296孔板真空抽濾裝置可縮短70%以上操作時(shí)間510。
●均一性差異:離心過程中轉(zhuǎn)子加速度的波動(dòng)可能導(dǎo)致孔間回收率偏差;真空抽濾則對(duì)整板施加均勻壓力,使孔間差異最小化,保障數(shù)據(jù)可靠性14。
●自動(dòng)化潛力:96孔板格式直接匹配自動(dòng)化工作站,配合機(jī)械臂可實(shí)現(xiàn)無人值守操作,而傳統(tǒng)離心柱需人工干預(yù)29。
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