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第一章臨床檢驗分離儀器第一節(jié)移液器目錄第一章臨床檢驗分離儀器第二節(jié)離心機(jī)第三節(jié)電泳儀第一章臨床檢驗分離儀器1.掌握臨床常用移液器、離心機(jī)、電泳儀的工作原理及常規(guī)使用方法。2.熟悉臨床常用移液器、離心機(jī)、電泳儀的基本結(jié)構(gòu)、基本類型。3.了解臨床常用移液器、離心機(jī)、電泳儀的維護(hù)與常見故障處理、臨床應(yīng)用。學(xué)習(xí)目標(biāo)第一章臨床檢驗分離儀器第一節(jié)移液器第一節(jié)移液器移液器(locomotivepipette)又名加樣槍、移液槍、或微量加樣器(槍)、微量移液槍(槍),是連續(xù)可調(diào)、計量和轉(zhuǎn)移液體的專用器材。目前移液器的吸液范圍從小于1ul至10ml之間。第一節(jié)移液器一、移液器的類型(一)根據(jù)移液器通道數(shù)目分類(二)根據(jù)移液器自動化程度分類(三)根據(jù)移液器移液量是否可調(diào)分類(四)根據(jù)移液器加樣的物理學(xué)原理分類第一節(jié)移液器一、移液器的類型(一)根據(jù)移液器通道數(shù)目分類單通道移液器多通道移液器第一節(jié)移液器一、移液器的類型(二)根據(jù)移液器自動化程度分類手動移液器電動移液器第一節(jié)移液器一、移液器的類型(三)根據(jù)移液器移液量是否可調(diào)分類定量移液器可調(diào)式移液器第一節(jié)移液器一、移液器的類型(四)根據(jù)移液器加樣的物理學(xué)原理分類正向置換移液器空氣置換移液器空氣置換移液器正向置換移液器第一節(jié)移液器二、移液器的基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu)主要有顯示窗、容量調(diào)節(jié)部件、活塞、O-形環(huán)、吸引管和吸頭(吸液嘴)等幾個部分。第一節(jié)移液器二、移液器的基本結(jié)構(gòu)移液器的基本結(jié)構(gòu)主要有顯示窗、容量調(diào)節(jié)部件、活塞、O-形環(huán)、吸引管和吸頭(吸液嘴)等幾個部分。第一節(jié)移液器三、移液器的工作原理胡克定律:在一定限度內(nèi),彈簧伸展的長度與彈力成正比。移液器內(nèi)活塞通過彈簧的伸縮運動來實現(xiàn)吸液和放液。也就是移液器的吸液體積與移液器內(nèi)彈簧伸展的長度成正比。英國科學(xué)家胡克第一節(jié)移液器三、移液器的工作原理(一)空氣墊加樣基于空氣墊加樣原理而設(shè)計的移液器稱為空氣墊移液器(也稱空氣置換移液器),其中空氣墊的作用是將吸至塑料吸頭內(nèi)的液體樣品與移液器內(nèi)的活塞分隔開,空氣墊通過移液器內(nèi)活塞的彈簧伸縮運動而移動,進(jìn)而帶動吸頭中的液體吸入或放出。(二)活塞正移動加樣基于活塞正移動加樣原理而設(shè)計的移液器稱為活塞正移動移液器(也稱正向置換移液器)。它可以在空氣墊移液器難以應(yīng)用的情況下使用。如移取具有高蒸氣壓、高黏稠度,以及密度大于2.0kg/L的液體。第一節(jié)移液器四、移液器的使用方法及其注意事項以可調(diào)式單通道移液器為例介紹移液器的使用方法及其注意事項。第一節(jié)移液器四、移液器的使用方法及其注意事項(一)使用方法1.選擇合適的移液器移取的液體體積必須在所選擇的移液器的量程范圍內(nèi)并接近其最大量程,以保證量取液體的準(zhǔn)確性。如移取15ul的液體,最好選擇最大量程為20ul的移液器,選擇50ul及其以上量程的移液器都不夠準(zhǔn)確。第一節(jié)移液器四、移液器的使用(一)使用方法2.設(shè)定移液體積調(diào)節(jié)移液器的移液體積控制旋鈕,進(jìn)行移液量的設(shè)定。螺桿上刻痕對著本體上的刻線就是所需的容積。逆時針方向轉(zhuǎn)動旋鈕為增加移液量,順時針方向轉(zhuǎn)動旋鈕為減少移液量。調(diào)節(jié)移液量時,應(yīng)視體積大小而定調(diào)節(jié)方法。從大體積調(diào)為小體積時順時針轉(zhuǎn)動旋鈕即可,從小體積調(diào)為大體積時,可先逆時針旋轉(zhuǎn)使刻度至超過設(shè)定體積的刻度少許(最大刻度除外),再回調(diào)至設(shè)定體積,以保證移取的最佳精確度。第一節(jié)移液器四、移液器的使用方法及其注意事項(一)使用方法3.裝配吸頭應(yīng)選擇與移液器量程相匹配的吸頭,不同類型的移液器裝配吸頭時可不同。使用單通道移液器時,右手握住移液器,指鉤朝外,將移液端垂直插入吸頭中,稍微用力下壓轉(zhuǎn)動緊密安裝吸頭。使用多通道移液器時,將移液器的第一排對準(zhǔn)第一個管嘴,傾斜插入,前后稍微搖動擰緊。吸頭插入后略超過O-形環(huán),并可以看到連接部分形成清晰的密封圈即可。然后吸排空氣幾次,以保證活塞腔內(nèi)外氣壓一致。
第一節(jié)移液器四、移液器的使用方法及其注意事項(一)使用方法4.吸液:
吸液前,要保證移液器、吸頭和待移取液體處于同一溫度,可用待移取液體潤洗吸頭1-2次,尤其是黏稠的液體或密度與水不同的液體。
用可調(diào)式單通道移液器時,應(yīng)垂直握住移液器,先用拇指將移液操作桿按至第一檔,然后將吸頭尖端垂直侵入液面以下2-3mm深度,緩慢均勻地松開操作桿,待吸頭吸入溶液后靜置2-3秒,并斜貼在容器壁上淌走吸頭外壁多余的液體。按下或松開移液操作桿時必須循序漸進(jìn),決不允許讓操作桿急速彈回。
第一節(jié)移液器四、移液器的使用方法及其注意事項(一)使用方法5.放液
將移液器吸頭移進(jìn)待裝容器,但吸頭不能完全移進(jìn)容器。然后用拇指按壓移液操作桿到第一檔排出液體,稍停留1-2秒繼續(xù)將移液操作桿按至第二檔排出吸頭中殘余液體。排完液體移出移液器,緩慢松開操作桿使之復(fù)位。放液時,移液器可垂直懸空放液,也可使移液器成15。-20。傾斜,吸頭尖貼容器壁進(jìn)行放液。第一節(jié)移液器四、移液器的使用方法及其注意事項(一)使用方法6.移液器的放置
使用移液器完畢后,用拇指按住去頭桿向下壓,退去用過的吸頭。然后旋轉(zhuǎn)螺桿將其容量調(diào)到標(biāo)識的最大值,并把移液器懸掛在專用的移液器架上。長期不用時應(yīng)置于專用盒內(nèi)。第一節(jié)移液器四、移液器的使用方法及其注意事項(二)注意事項1.設(shè)定移液體積時,轉(zhuǎn)動旋鈕不可太快,也不能旋轉(zhuǎn)超出其最大或最小量程。2.應(yīng)選用與移液器匹配的、有質(zhì)量保證的吸頭。吸頭不匹配主要表現(xiàn)為對氣密性的影響,會直接影響移液器的精確性,通常會使移液量小于設(shè)定量。3.在裝配吸頭的過程中,用移液器反復(fù)強(qiáng)烈撞擊吸嘴反而會擰不緊。長期如此操作,可導(dǎo)致移液器中的零部件松散,嚴(yán)重時會導(dǎo)致調(diào)節(jié)刻度的旋鈕卡住,對移液器的精確性造成影響。4.應(yīng)垂直吸液,傾斜的狀態(tài)會造成氣壓面改變,影響移液精度。5.吸液和放液速度不能過快??煳鼘τ?ml及以上量程的移液器,容易造成上沖,過快的放液會增加液體的殘留量。6.吸液時不能將吸頭全部插入溶液中,以免造成吸頭外壁殘留過多液體,使移液量不準(zhǔn)。放液時吸頭不能全部移進(jìn)容器,以免交叉污染。7.當(dāng)移液器吸頭里有液體時,切勿將移液器水平放置或倒置,以免液體倒流而腐蝕活塞彈簧,嚴(yán)重的會造成損壞、交叉污染等。8.對移液器進(jìn)行高溫消毒時,應(yīng)首先查閱所使用的移液器是否適合高溫消毒后再進(jìn)行處理。第一節(jié)移液器五、移液器的維護(hù)與常見故障處理(一)移液器的維護(hù)1.移液器的清潔2.移液器的消毒3.移液器上污染核酸的去除4.移取不同性質(zhì)液體的移液器操作要求與保養(yǎng)方法(二)移液器常見故障及其處理1.移液器的拆卸方法2.移液器的常見故障及排除第一節(jié)移液器五、移液器的維護(hù)與常見故障處理常見故障可能原因解決辦法吸液嘴內(nèi)有殘液吸液嘴不適配吸液嘴塑料濕潤性不均一吸液嘴未裝好使用原配吸液嘴裝緊吸液嘴重裝新吸液嘴移液器的常見故障及其解決辦法第一節(jié)移液器五、移液器的維護(hù)與常見故障處理常見故障可能原因解決辦法漏液或移液量太少吸液嘴不適配吸液嘴和連件間有異物活塞或O-形環(huán)上硅油不夠O-形環(huán)與活塞未扣好或O-形環(huán)損壞
操作不當(dāng)需要校準(zhǔn)或液體密度與水差異大移液器被損壞使用原配吸液嘴清潔連件,重裝新吸液嘴涂上硅油清潔并潤滑O-形環(huán)和活塞或更換O-形環(huán)
認(rèn)真按規(guī)定操作根據(jù)指導(dǎo)重新校準(zhǔn)
維修第一節(jié)移液器五、移液器的維護(hù)與常見故障處理常見故障可能原因解決辦法按鈕卡住或運動不暢活塞被污染或有氣溶膠滲透清潔并潤滑O-形環(huán)和活塞,清潔吸液嘴連件移液器堵塞,吸液量太少液體滲進(jìn)移液器且已干燥清潔并潤滑活塞和吸液嘴連件吸液嘴推出器卡住或運動不暢吸液嘴連件和/或吸液嘴推出軸被污染清潔吸液嘴連件和推出軸第一節(jié)移液器六、移液器的臨床應(yīng)用移液器被廣泛應(yīng)用于臨床診斷實驗室、生物技術(shù)實驗室、藥學(xué)和化學(xué)實驗室、環(huán)境實驗室、食品實驗室等。常見的移液器有以下幾類:1.微量移液器微量移液器是生物、化學(xué)實驗室常用的小容量移取液體的單道微量移液器。2.外置活塞移液器外置活塞移液器可以適用于高黏度液體,如蛋白,樹脂,最高黏度可達(dá)50,000mm2/s,最高密度可達(dá)13.6g/cm3,如汞等;高蒸汽壓的液體,最高蒸汽壓可達(dá)500mbar,無論酒精還是一些碳?xì)浠衔?、發(fā)泡性液體,都能移取。具有與單道空氣活塞式移液器一樣準(zhǔn)確的精度和誤差系數(shù)。3.瓶口移液器根據(jù)型號不同,通常用于中等流量(0.5ml-100ml)的液體的運輸,如酸,堿等,根據(jù)吸取的液體的性質(zhì)不同分為DispensetteIII,DispensetteOrganic和DispensetteHF??梢哉w于121℃中消毒。第一節(jié)移液器六、移液器的臨床應(yīng)用4.手動連續(xù)移液器可以迅速而方便地移取2ul-5000ul的試劑。一次吸液完成49次之多。對于粘稠,高密度液體和高蒸汽壓液體也可以準(zhǔn)確移取。適用于PlastibrandPD吸頭,Combitips吸頭以及其他活塞式吸頭。5.電子連續(xù)移液器利用微處理器控制操作可達(dá)到自動識別特定的PD-吸頭。移液體積控制范圍從1ul-50ml,移動7.01ul,70.1ul等毫無問題。能自動分配,電子連續(xù)移液器可根據(jù)連續(xù)三次移液的平均間隔時間,然后進(jìn)行分液。(所需時間可自動計算,不需人工計算和輸入)。智能充電,可直接將電子連續(xù)移液器插入充電器進(jìn)行充電,也可將電池取下進(jìn)行充電。更換備用電池時,原儲存數(shù)據(jù)不會因斷電而丟失。6.電子滴定器常用于食品,制藥,石油化工等行業(yè)。體積小,電池壽命長,適合于狹小空間和遠(yuǎn)離電源的地方使用。操作簡便,吸入試劑時,按“Fill”鍵,手輪向上旋動,如開始滴定,按“Titr”鍵開始,手輪向下旋動,即開始顯示滴定體積。數(shù)字顯示,減少了人為讀數(shù)和計算體積時所帶來的誤差。無需工具,用戶可自行校準(zhǔn)。第一章臨床檢驗分離儀器第二節(jié)
離心機(jī)第二節(jié)離心機(jī)
離心機(jī),是利用離心力,分離液體與固體顆粒或液體與液體的混合物中各組分的儀器。第二節(jié)離心機(jī)一、離心機(jī)的工作原理(一)液體中的微粒在重力場中的分離若想把生物樣品中的微粒從液體中分離出來,最簡單的方法是將液體靜置一段時間,液體中的微粒由于重力場的作用可逐漸下沉,下沉的速度與微粒的大小、形態(tài)、密度、重力場的強(qiáng)度及液體的黏度有關(guān)。如紅細(xì)胞顆粒,直徑為數(shù)微米,可以在通常重力作用下觀察到它們的沉降過程。這個現(xiàn)象稱為重力沉降。第二節(jié)離心機(jī)一、離心機(jī)的工作原理
(二)液體中的微粒在離心力場中的沉降離心是利用旋轉(zhuǎn)運動的離心力以及物質(zhì)的沉降系數(shù)或浮力密度的差異進(jìn)行分離、濃縮和提純生物樣品的一種方法。懸浮液在高速旋轉(zhuǎn)下,由于巨大的離心力作用,使懸浮的微小顆粒(細(xì)胞器、生物大分子的沉淀等)以一定的速度沉降,從而使溶液得以分離、濃縮和提純,顆粒的沉降速度取決于離心機(jī)的轉(zhuǎn)速、顆粒的質(zhì)量、大小和密度。旋轉(zhuǎn)速度越大,顆粒的沉降也就越快。在離心力場中加速度達(dá)到數(shù)萬甚至數(shù)十萬倍重力加速度時,顆粒的沉降也加快了同樣的倍數(shù)。這就使得許多在重力場中不能沉降的細(xì)小顆粒及密度較低的物體組份能用離心技術(shù)進(jìn)行分離純化。第二節(jié)離心機(jī)一、離心機(jī)的工作原理
1.離心力(centrifugalforce,F(xiàn)c)當(dāng)物體所受外力小于運動所需要的向心力時,物體將向遠(yuǎn)離圓心的方向運動。物體遠(yuǎn)離圓心的運動稱離心運動。離心運動是由于向心力消失或不足而造成的。離心作用是根據(jù)在一定角速度下作圓周運動的任何物體都受到一個向外的離心力進(jìn)行的。離心力(Fc)的大小等于離心加速度ω2r與顆粒質(zhì)量m的乘積,即:
式中ω是旋轉(zhuǎn)角速度,N是每分鐘轉(zhuǎn)頭旋轉(zhuǎn)次數(shù),r為離心半徑,m是質(zhì)量。2.相對離心力(relativecentrifugalforce,RCF)相對離心力是指在離心力場中,作用于顆粒的離心力相當(dāng)于地球重力的倍數(shù),單位是重力加速度“g”。由于各種離心機(jī)轉(zhuǎn)子的半徑或離心管至旋轉(zhuǎn)軸中心的距離不同,離心力也不同,因此在文獻(xiàn)中常用“相對離心力”或“數(shù)字×g”表示離心力,例如25000×g,表示相對離心力為25000。只要RCF值不變,一個樣品可以在不同的離心機(jī)上獲得相同的結(jié)果。一般情況下,低速離心時相對離心力常以轉(zhuǎn)速“rpm”來表示,高速離心時則以“g”表示。RCF=1.118×10-5n2r式中r為離心轉(zhuǎn)子的半徑距離,以cm為單位;n為轉(zhuǎn)子每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)(r/min)。第二節(jié)離心機(jī)一、離心機(jī)的工作原理3.沉降速度(sedimentationvelocity)指在強(qiáng)大離心力作用下,單位時間內(nèi)物質(zhì)運動的距離。即:式中,為介質(zhì)的密度,ρ為微粒的密度,g為重力加速度,f為阻力系數(shù)。由上式可知,微粒的沉降速度與成正比,與阻力系數(shù)f成反比。4.沉降時間(sedimentationtime,Ts)在實際工作中,常常遇到要求在已有的離心機(jī)上把某一種溶質(zhì)從溶液中全部沉降分離出來需用多大轉(zhuǎn)速與多長時間可達(dá)到目的的問題。如果轉(zhuǎn)速已知,則需確定分離某粒子所需的時間即沉降時間。在離心機(jī)的某一轉(zhuǎn)速下把溶液中某一種溶質(zhì)全部沉降分離出來所需的時間即沉降時間。5.沉降系數(shù)(sedimentationcoefficient)
顆粒在單位離心力場作用下的沉降速度,其單位為秒。沉降系數(shù)與樣品顆粒的分子量、分子密度、組成、形狀等都有關(guān),樣品顆粒的質(zhì)量或密度越大,它表現(xiàn)出的沉降系數(shù)也越大。各種生物樣品的沉降系數(shù)差別很大,因此可以應(yīng)用離心技術(shù)來進(jìn)行其定性和定量的分析及分離制備。第二節(jié)離心機(jī)二、常用的離心方法常用的離心方法差速離心法密度梯度離心法分析型超速離心法第二節(jié)離心機(jī)二、常用的離心方法(一)差速離心法
差速離心法(differentialvelocitycentrifugationmethod)是利用不同的粒子在離心力場中沉降的差別,在同一離心條件下,通過不斷增加相對離心力,使一個非均勻混合液內(nèi)的大小、形狀不同的粒子分步沉淀的離心方法。主要用于一般及特殊樣品的分離,例如分離細(xì)胞器和病毒。第二節(jié)離心機(jī)二、常用的離心方法(一)差速離心法
操作過程一般是在離心后用傾倒的辦法把上清液與沉淀分開然后將上清液加高轉(zhuǎn)速離心,分離出第二部分沉淀如此反復(fù)加高轉(zhuǎn)速,逐級分離出所需要的物質(zhì)第二節(jié)離心機(jī)二、常用的離心方法(一)差速離心法
第二節(jié)離心機(jī)二、常用的離心方法(二)密度梯度離心法
密度梯度離心法(isodensitycentrifugationmethod)又稱為區(qū)帶離心法。樣品在一定惰性梯度介質(zhì)中進(jìn)行離心沉淀或沉降平衡,在一定離心力作用下把顆粒分配到梯度液中某些特定位置上,形成不同區(qū)帶的分離方法。第二節(jié)離心機(jī)二、常用的離心方法(二)密度梯度離心法
第二節(jié)離心機(jī)二、常用的離心方法(二)密度梯度離心法
1.速率區(qū)帶離心法速率區(qū)帶離心法是根據(jù)被分離的粒子在梯度液中沉降速度的不同,離心后分別處于不同的密度梯度層內(nèi)形成幾條分開的樣品區(qū)帶,達(dá)到彼此分離的目的。第二節(jié)離心機(jī)二、常用的離心方法(二)密度梯度離心法1.速率區(qū)帶離心法
此離心法須嚴(yán)格控制離心時間,使得既能使各種粒子在介質(zhì)梯度中形成區(qū)帶,又要把時間控制在任一粒子達(dá)到沉淀前。若離心時間過長,所有的樣品全部都到達(dá)離心管底部;若離心時間不足,則樣品還沒有分離。此法是一種不完全的沉降,沉降受物質(zhì)本身大小的影響較大,因此一般是在物質(zhì)大小相異而密度相同的情況下應(yīng)用。第二節(jié)離心機(jī)二、常用的離心方法(二)密度梯度離心法2.等密度區(qū)帶離心法
當(dāng)不同顆粒存在浮力密度差時,在離心力場中,顆?;蛳蛳鲁两?,或向上浮起,一直沿梯度移動到它們密度恰好相等的位置上(即等密度點)形成區(qū)帶,故稱為等密度區(qū)帶離心法。第二節(jié)離心機(jī)二、常用的離心方法(二)密度梯度離心法2.等密度區(qū)帶離心法
顆粒的有效分離取決于其浮力密度差,與顆粒的大小和形狀無關(guān),但后兩者決定著達(dá)到平衡的速率、時間和區(qū)帶的寬度。顆粒的浮力密度與其原來的密度、水化程度及梯度溶質(zhì)的通透性或溶質(zhì)與顆粒的結(jié)合等因素有關(guān)。因此,要求介質(zhì)梯度應(yīng)有一定的陡度,要有足夠的離心時間形成梯度顆粒的再分配,進(jìn)一步離心也不會有影響。第二節(jié)離心機(jī)二、常用的離心方法(三)分析型超速離心法分析性超速離心法主要是為了研究生物大分子的沉降特性和結(jié)構(gòu),而不是專門收集某一特定組份。因此它使用了特殊的轉(zhuǎn)子和檢測手段,以便連續(xù)監(jiān)測物質(zhì)在一個離心場中的沉降過程。
第二節(jié)離心機(jī)二、常用的離心方法(三)分析型超速離心法
1.分析性超速離心法的工作原理分析型超速離心機(jī)主要由一個橢圓形的轉(zhuǎn)子、一套真空系統(tǒng)和一套光學(xué)系統(tǒng)所組成。該轉(zhuǎn)子通過一個柔性的軸聯(lián)接成一個高速的驅(qū)動裝置,此軸可使轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時形成自己的軸。轉(zhuǎn)子在一個冷凍的真空腔中旋轉(zhuǎn),其容納了兩個小室:分析室和配衡室。配衡室是一個經(jīng)過精密加工的金屬塊,作為分析室的平衡用。分析室的容量一般為1ml,呈扇形排列在轉(zhuǎn)子中,其工作原理與一個普遍水平轉(zhuǎn)子相同。分析室有上下兩個平面的石英窗,離心機(jī)中裝有的光學(xué)系統(tǒng)可保證在整個離心期間都能觀察小室中正在沉降的物質(zhì),可以通過對紫外光的吸收(如對蛋白質(zhì)和DNA)或折射率的不同對沉降物進(jìn)行監(jiān)測。
第二節(jié)離心機(jī)二、常用的離心方法(三)分析型超速離心法
2.分析性超速離心法的應(yīng)用范圍(1)測定生物大分子的相對分子重量測定相對分子重量中應(yīng)用最廣的是沉降速度法。超速離心的高速使得任意分布的粒子通過溶劑從旋轉(zhuǎn)的中心輻射地向外移動,在清除了粒子的溶劑和尚含有沉降物的溶劑之間形成一個明顯的界面,該界面隨時間的推移而移動,這就是粒子沉降速度的一個指標(biāo)。用照相記錄,即可求出粒子的沉降系數(shù)。(2)生物大分子的純度估計分析型超速離心機(jī)已廣泛地應(yīng)用于研究DNA制劑、病毒和蛋白質(zhì)的純度。用沉降速度的技術(shù)來分析沉降界面是測定制劑均質(zhì)性的最常用方法之一,出現(xiàn)單一清晰的界面一般認(rèn)為是均質(zhì)的,如有雜質(zhì)則在主峰的一側(cè)或兩側(cè)出現(xiàn)小峰。(3)分析生物大分子中的構(gòu)象變化分析型超速離心機(jī)已成功地用于檢測大分子構(gòu)象的變化,例如DNA可能以單股或雙股出現(xiàn),其中每一股在本質(zhì)上可能是線性的,也可能是環(huán)狀的。如果遇到某種因素(溫度或有機(jī)溶劑),DNA分子可能發(fā)生一些構(gòu)象上的變化,這些變化也許可逆、也許不可逆,這些構(gòu)象上的變化可以通過檢查樣品在沉降速度上的差異來證實。
第二節(jié)離心機(jī)三、離心機(jī)的分類按用途可分為制備型、分析型和制備分析兩用型。按轉(zhuǎn)速可分為低速、高速、超速等離心機(jī)(臨床上習(xí)
慣以轉(zhuǎn)速對離心機(jī)進(jìn)行分類)。
按結(jié)構(gòu)可分為臺式、多管微量式、細(xì)胞涂片式、血液
洗滌式、高速冷凍式、大容量低速冷凍式、臺
式低速自動平衡離心機(jī)等。第二節(jié)離心機(jī)三、離心機(jī)的分類(一)低速離心機(jī)是臨床實驗室常規(guī)使用的一類離心機(jī)。最大轉(zhuǎn)速在10000r/min以內(nèi),相對離心力在15000×g以內(nèi),容量為幾十毫升至幾升,分離形式是固液沉降分離。主要用作血漿、血清的分離及腦脊液、胸腹水、尿液等有形成份的分離。第二節(jié)離心機(jī)三、離心機(jī)的分類(二)高速離心機(jī)最大轉(zhuǎn)速為20000rpm~25000rpm(r/min),最大相對離心力為89000×g,最大容量可達(dá)3升,分離形式是固液沉降分離。主要用于臨床實驗室分子生物學(xué)中的DNA、RNA的分離和基礎(chǔ)實驗室對各種生物細(xì)胞、無機(jī)物溶液、懸浮液及膠體溶液的分離、濃縮、提純樣品等。為了防止高速離心過程中溫度升高而使酶等生物分子變性失活,還裝設(shè)了冷凍裝置,因此又稱高速冷凍離心機(jī)。第二節(jié)離心機(jī)三、離心機(jī)的分類(三)超速離心機(jī)轉(zhuǎn)速可達(dá)50000rpm~80000rpm,相對離心力最大可達(dá)510000×g,離心容量由幾十毫升至2升。分離形式是差速沉降分離和密度梯度區(qū)帶分離,離心管平衡允許的誤差要小于0.1克。為了防止樣品液濺出,附有離心管帽;為了防止溫度升高,裝有冷凍裝置。第二節(jié)離心機(jī)三、離心機(jī)的分類(三)超速離心機(jī)超速離心機(jī)的出現(xiàn),使生物科學(xué)的研究領(lǐng)域有了新的擴(kuò)展,它能使過去僅僅在電子顯微鏡觀察到的亞細(xì)胞器得到分級分離,還可以分離病毒、核酸、蛋白質(zhì)和多糖等。第二節(jié)離心機(jī)四、離心機(jī)的基本結(jié)構(gòu)(一)低速離心機(jī)1.電動機(jī)是離心機(jī)的主件,多為串激式。它包括定子和轉(zhuǎn)子兩部分。串激式電動機(jī)有很大的啟動轉(zhuǎn)矩,隨著負(fù)載的增加,轉(zhuǎn)速急速下降,空載時轉(zhuǎn)速很高。使用時如無特殊需要,不要將離心機(jī)的轉(zhuǎn)盤卸掉。2.離心轉(zhuǎn)盤(轉(zhuǎn)頭)離心轉(zhuǎn)盤常用鑄鋁制成,是平頂錐形,中間有一圓孔,套在電動機(jī)上端的轉(zhuǎn)軸上,然后用螺帽旋緊固定,轉(zhuǎn)盤上有6-12個對稱的45°角的斜孔,以放試管。3.調(diào)速裝置調(diào)速裝置(用于電動機(jī))有多種。如多抽頭變阻器、瓷盤可變電阻器等多種形式。在電源與電動機(jī)之間串聯(lián)一只多抽頭扼流圈或瓷盤可變電阻器,改變電動機(jī)的電流和電壓,通過旋轉(zhuǎn)或觸摸面板自動控制系統(tǒng),達(dá)到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。4.離心套管離心套管主要用塑料和不銹鋼制成。塑料離心管透明(或半透明),常用性能較好的材料,如聚丙烯(PP)。其硬度小,可用穿刺法取出梯度層,但易變形,抗有機(jī)溶劑腐蝕性差,使用壽命短。塑料離心管都有管蓋,離心前管蓋必須蓋嚴(yán),防止倒置時漏液。不銹鋼離心管強(qiáng)度大,不變形,能抗熱、抗凍、抗化學(xué)腐蝕。第二節(jié)離心機(jī)四、離心機(jī)的基本結(jié)構(gòu)(二)高速(冷凍)離心機(jī)1.轉(zhuǎn)動裝置離心機(jī)的轉(zhuǎn)動裝置主要由電動機(jī)、轉(zhuǎn)頭軸,以及它們之間連接的部分構(gòu)成。2.速度控制系統(tǒng)是由標(biāo)準(zhǔn)電壓、速度調(diào)節(jié)器、電流調(diào)節(jié)器、功率放大器、電動機(jī)、速度傳感器等部分構(gòu)成。通常采用的速度傳感器有測速發(fā)電機(jī)傳感器,光電速度傳感器、電磁速度傳感器等。3.真空系統(tǒng)超速離心機(jī)的轉(zhuǎn)速很高,當(dāng)轉(zhuǎn)速超過4×10rpm轉(zhuǎn)時,空氣摩擦產(chǎn)生的高熱就成了嚴(yán)重問題。因此,超速離心機(jī)都配有真空系統(tǒng),將離心腔密封并抽成真空,以克服空氣的摩擦阻力,保證離心機(jī)達(dá)到正常所需要的轉(zhuǎn)速。4.溫度控制系統(tǒng)高速離心機(jī)的溫度控制是在轉(zhuǎn)頭室裝置一熱電偶,監(jiān)測其溫度。制冷壓縮機(jī)采用全封閉式,由壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管和蒸發(fā)器四個部分組成。為了降低噪音,冷凝器通常采用水冷卻系統(tǒng)。用接觸式熱敏電阻作為控溫儀的感溫元件,在測量儀表上可選擇溫度和讀出其溫度控制值。5.安全保護(hù)裝置超速離心機(jī)的安全保護(hù)裝置通常包括主電源過電流保護(hù)裝置、驅(qū)動回路超速保護(hù)、冷凍機(jī)超負(fù)荷保護(hù)和操作安全保護(hù)等四個部分。第二節(jié)離心機(jī)四、離心機(jī)的基本結(jié)構(gòu)(三)超速(冷凍)離心機(jī)通常由驅(qū)動和速度控制、溫度控制、真空系統(tǒng)、轉(zhuǎn)頭組成。超速離心機(jī)的驅(qū)動裝置是由水冷或風(fēng)冷電動機(jī)通過精密齒輪箱或皮帶變速,或直接用變頻感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動,并由微機(jī)進(jìn)行控制。還有一個過速保護(hù)系統(tǒng),以防止轉(zhuǎn)速超過轉(zhuǎn)頭最大規(guī)定轉(zhuǎn)速而引起轉(zhuǎn)頭的撕裂或爆炸,為此,離心腔用能承受此種爆炸的裝甲鋼板密閉。安裝在轉(zhuǎn)頭下面的紅外線射量感受器直接并連續(xù)監(jiān)測離心腔的溫度,以保證更準(zhǔn)確更靈敏的溫度調(diào)控。這種紅外線溫控比高速離心機(jī)的熱電偶控制裝置更敏感,更準(zhǔn)確。超速離心機(jī)裝有真空系統(tǒng),這是它與高速離心機(jī)的主要區(qū)別。另外,分析型超速離心機(jī)還使用了特殊設(shè)計的轉(zhuǎn)頭和光學(xué)檢測系統(tǒng),以便連續(xù)地監(jiān)測物質(zhì)在一個離心場中的沉降過程。在整個離心期間都能通過紫外吸收或折射率的變化監(jiān)測離心杯中沉降的物質(zhì),并可拍攝沉降物質(zhì)的照片。第二節(jié)離心機(jī)五、離心機(jī)的使用與注意事項(一)使用方法操作流程(1)打開電源開關(guān),離心機(jī)檢查。(2)開啟蓋門,選用合適的轉(zhuǎn)頭,平衡離心管和其內(nèi)容物,并對稱放置,以便使負(fù)載均勻地分布在轉(zhuǎn)頭的周圍。(3)設(shè)定好轉(zhuǎn)速、時間等參數(shù)后,按下啟動按鈕開始離心。離心過程中應(yīng)隨時觀察離心機(jī)上的儀表是否正常工作,如有異常應(yīng)立即停機(jī)檢查,及時排除故障。未找出原因前不得繼續(xù)運轉(zhuǎn)。(4)離心結(jié)束后,開啟門蓋,取出離心管后,關(guān)閉電源開關(guān)。第二節(jié)離心機(jī)五、離心機(jī)的使用與注意事項(一)使用方法1.離心方法的選擇通常,對顆粒的質(zhì)量和密度與溶液相差較大的分離樣品,只要選擇合適的離心轉(zhuǎn)速和離心時間,就能達(dá)到較好的分離效果。對存在兩種以上質(zhì)量和密度不同的樣品顆粒,則可采用差速離心法。差速離心方法常針對不同的離心速度和離心時間要求,使沉降速度不同的樣品顆粒按批次分離。對于有密度梯度差異的樣品介質(zhì),可采用密度梯度離心法,使沉降系數(shù)比較接近的物質(zhì)得以分離。當(dāng)不同樣品顆粒的密度范圍在離心介質(zhì)的密度梯度范圍內(nèi)時,可采用等密度梯度離心。第二節(jié)離心機(jī)五、離心機(jī)的使用(一)使用方法2.離心參數(shù)的設(shè)置第二節(jié)離心機(jī)六、離心機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)與常見故障處理(一)離心機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng)1.日維護(hù)與保養(yǎng)檢查轉(zhuǎn)子鎖定螺栓是否松動;用溫水(55℃左右)及中性洗滌劑清洗轉(zhuǎn)子,用蒸餾水沖洗,軟布擦干后用電吹風(fēng)吹干、上蠟、干燥保存。2.月維護(hù)與保養(yǎng)用溫水及中性洗滌劑清潔轉(zhuǎn)子、離心機(jī)內(nèi)腔等;使用70%酒精消毒液對轉(zhuǎn)子進(jìn)行消毒。3.年度維護(hù)與保養(yǎng)與當(dāng)?shù)亟?jīng)銷商聯(lián)系檢查離心機(jī)馬達(dá)、轉(zhuǎn)子、門蓋、腔室、速度表、定時器、速度控制系統(tǒng)等部件,保證各部位的正常運轉(zhuǎn)。第二節(jié)離心機(jī)六、離心機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)與常見故障處理常見故障故障原因排除方法電機(jī)不轉(zhuǎn)1.主電源指示燈不亮
保險絲熔斷,或電源線、插頭插座接觸不良2.主電源指示燈亮而電機(jī)不能啟動
(1)波段開關(guān)、瓷盤變阻器損壞或其連接線斷脫(2)磁場線圈的連接線斷脫或線圈內(nèi)部短路1.重新接線或更換插頭插座2.更換損壞元件或重新焊接線3.檢查真空泵表及油壓指示值(二)離心機(jī)的常見故障處理第二節(jié)離心機(jī)六、離心機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)與常見故障處理常見故障故障原因排除方法電機(jī)達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速1.軸承損壞或轉(zhuǎn)動受阻,軸承內(nèi)缺油或軸承內(nèi)有污垢引起摩擦阻力增大2.整流子表面有一層氧化物,甚至燒成凹凸不平或電刷與整流子外沿不吻合使轉(zhuǎn)速下降3.用萬用表檢查轉(zhuǎn)子線圈中有某匝線圈短路或斷路1.清洗及加潤滑油,或更換軸承2.
清理整流子及電刷,使其接觸良好,或者更換3.重新繞制線圈轉(zhuǎn)頭的損壞轉(zhuǎn)頭可因金屬疲勞、超速、過應(yīng)力、化學(xué)腐蝕、選擇不當(dāng)、使用中轉(zhuǎn)頭不平衡及溫度失控等原因而導(dǎo)致離心管破裂,樣品滲漏轉(zhuǎn)頭損壞正確選用合適的離心管和離心轉(zhuǎn)頭,在轉(zhuǎn)頭的安全系數(shù)及保證期內(nèi)使用第二節(jié)離心機(jī)六、離心機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)與常見故障處理常見故障故障原因排除方法冷凍機(jī)不能啟動及制冷效果差1.電源不通保險絲熔斷,或電源線、插頭插座接觸不良2.電壓過低,安全裝置動作使冷凍機(jī)不能啟動??赡苁请娋W(wǎng)電壓低,或配電板配線過多3.通風(fēng)性能不好,散熱器效果差,或散熱器蓋滿灰塵,影響制冷效果1.重新接線,或更換插頭插座2.恢復(fù)電網(wǎng)電壓,或減少配電板的配線3.改善散熱器的通風(fēng),或清理第二節(jié)離心機(jī)六、離心機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)與常見故障處理常見故障故障原因排除方法機(jī)體震動劇烈、響聲異常1.離心管重量不平衡,放置不對稱2.轉(zhuǎn)頭孔內(nèi)有異物,負(fù)荷不平衡或使用了不合格的試管套3.轉(zhuǎn)軸上端固定螺帽松動,轉(zhuǎn)軸摩擦或彎曲4.電機(jī)轉(zhuǎn)子不在磁場中心會產(chǎn)生噪音5.機(jī)座上減震彈簧的固定螺絲松動或其中一根彈簧斷裂6.轉(zhuǎn)子本身損傷1.正確操作2.清除孔內(nèi)異物3.擰緊轉(zhuǎn)軸上端螺帽,或更換轉(zhuǎn)軸第二節(jié)離心機(jī)七、離心機(jī)的臨床應(yīng)用血液分離離心機(jī),是對血液各種有形成份分離提取的主要手段,大部分血液組份可以在1次-2次離心分離得到。第一次為輕分離時間短,轉(zhuǎn)速低,一般離心為3分鐘~5分鐘,相對離心力2000g~3000g,常溫下分離,通過輕分離使血液中紅、白細(xì)胞沉淀,血小板仍懸浮在溶液中。這種分離方式適用于從全血中得到富含紅、白細(xì)胞的集聚物。重分離,離心時間長5分鐘-7分鐘,相對離心力4000g~5000g,在4℃溫度中分離。重離心適用于從細(xì)胞組份中分離新鮮血漿。一般情況下,輕離心和重離心聯(lián)合使用。在離心過程中,運用沉降原理,使血液中的大分子和重顆粒產(chǎn)生沉淀,達(dá)到血液組份的分離,我們利用這一沉降理論,可以計算出不同組份的沉降速率。第一章臨床檢驗分離儀器第三節(jié)電泳儀
第三節(jié)電泳儀電泳(electrophoresis)是指帶電荷的溶質(zhì)或粒子在電場中向著與其本身所帶電荷相反的電極移動的現(xiàn)象。利用電泳現(xiàn)象將多組分物質(zhì)分離、分析的技術(shù)叫做電泳技術(shù)(electrophoresistechnique)??梢詫崿F(xiàn)電泳分離技術(shù)的儀器稱之為電泳儀(electrophoresister)。
第三節(jié)電泳儀第三節(jié)電泳儀一、電泳儀的工作原理利用待分離樣品中的各種分子(如蛋白質(zhì)、核酸、氨基酸、多肽、核苷酸等)都具有可電離基團(tuán),它們在某個特定的pH值下可以帶正電或負(fù)電,由于不同生物分子其自身帶電性質(zhì)、分子本身大小以及形狀等差異,在電場作用下,使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速率,從而達(dá)到對樣品進(jìn)行分離、鑒定或純化的目的。第三節(jié)電泳儀一、電泳儀的工作原理電泳分析技術(shù)原理電泳結(jié)果第三節(jié)電泳儀一、電泳儀的工作原理電泳過程中同時發(fā)生的電解、電泳、電沉積和電滲四種作用,是一個復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)過程。陰極電泳涂料所含的樹脂帶有堿性基團(tuán),經(jīng)酸中和后成鹽而溶于水,通直流電后,酸根離子向陽極移動,樹脂離子及其包裹的顏料粒子帶正電荷向陰極移動,并沉積在陰極上。第三節(jié)電泳儀一、電泳儀的工作原理電泳過程中同時發(fā)生的電解、電泳、電沉積和電滲四種作用,其是一個復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)過程:陰極電泳涂料所含的樹脂帶有堿性基團(tuán),經(jīng)酸中和后成鹽而溶于水,通直流電后,酸根離子向陽極移動,樹脂離子及其包裹的顏料粒子帶正電荷向陰極移動,并沉積在陰極上。若將帶凈電荷Q的粒子放入電場,則該粒子所受到的電荷引力為:
F引=EQ
在溶液中,運動粒子與溶液之間存在阻力F阻
F阻=6πrηV
當(dāng)F引=F阻時EQ=6πrηVV=EQ/6πrη
由上式可以看出,粒子的移動速度(泳動速度V)與電場強(qiáng)度(E)和粒子所帶電荷量(Q)成正比,而與粒子的半徑(r)及溶液的粘度(η)成反比。第三節(jié)電泳儀一、電泳儀的工作原理電泳的影響因素電場強(qiáng)度溶液的PH值溶液的離子強(qiáng)度電滲作用粒子的遷移率吸附作用其他第三節(jié)電泳儀一、電泳儀的工作原理1.電場強(qiáng)度電場強(qiáng)度是在電場方向上單位長度的電勢降落,也叫電勢梯度。電場強(qiáng)度越大,帶電粒子受到的電場力愈大,泳動速度越快。電場強(qiáng)度越小,帶電粒子受到的電場力愈小,泳動速度越慢。第三節(jié)電泳儀一、電泳儀的工作原理決定粒子的電荷性質(zhì)電荷量多少2.溶液的PH值作用:第三節(jié)電泳儀一、電泳儀的工作原理第三節(jié)電泳儀一、電泳儀的工作原理3.溶液的離子強(qiáng)度溶液的離子強(qiáng)度對帶電粒子的泳動有影響。溶液的離子強(qiáng)度越高,顆粒泳動速度越慢。反之則越快。離子強(qiáng)度太低,擴(kuò)散現(xiàn)象嚴(yán)重,使分辨力明顯降低,從而影響泳動的速率。離子強(qiáng)度太高,會降低顆粒的泳動速度。第三節(jié)電泳儀一、電泳儀的工作原理4.粒子的遷移率遷移率為帶電粒子在單位電場強(qiáng)度下的移動速度,常用μ來表示,是一個由許多因素(包括離子半徑、溶劑化作用、介電常數(shù)、溶劑粘度、離子形狀和凈電荷、溶液pH、解離度和溫度等)決定的。一般來說,顆粒帶凈電荷量越大或其直徑越小,其形狀越接近球形,在電場中的泳動速度就越快;反之,則越慢。顆粒帶凈電荷量越大或其直徑越小,其形狀越接近球形,在電場中的泳動速度就越快;反之,則越慢。第三節(jié)電泳儀一、電泳儀的工作原理5.電滲作用當(dāng)支持物不是絕對惰性物質(zhì)時,常常會有一些離子基團(tuán)如羧基、磺酸基、羥基等吸附溶液中的正離子,使靠近支持物的溶液相對帶電,在電場作用下,此溶液層會向負(fù)極移動。反之,若支持物的離子基團(tuán)吸附溶液中的負(fù)離子,則溶液層會向正極移動。這種在電場中溶液對于固體支持物的相對移動現(xiàn)象稱為電滲。電滲方向與電泳方向相同,則粒子移動速度是二者速度之和,反之是二者之差。第三節(jié)電泳儀一、電泳儀的工作原理6.吸附作用介質(zhì)對樣品的滯留作用。導(dǎo)致了樣品的拖尾現(xiàn)象從而降低了分辨率。紙的吸附作用最大,醋酸纖維素膜的吸附作用較小或無。7.其他焦耳熱、溶液黏度、濕度、電壓穩(wěn)定度和支持物篩孔均可影響電泳速度和質(zhì)量。第三節(jié)電泳儀二、電泳技術(shù)的分類1.根據(jù)工作原理的不同:可分為移界電泳、區(qū)帶電泳、等速電泳、等電聚焦電泳、免疫電泳等。2.根據(jù)有無固體支持物可分為:自由電泳和支持物電泳3.根據(jù)支持載體的位置或形狀可分成:水平電泳、垂直電泳、板狀電泳、柱狀電泳、U型管電泳、倒V字形電泳、毛細(xì)管電泳等。4.根據(jù)支持物的特點又可分為:①無阻滯支持物電泳。②高密度的凝膠電泳。5.根據(jù)電源控制的不同,一般可分為以下3類:(1)恒壓電泳;(2)恒流電泳;(3)恒功率電泳。6.根據(jù)自動化程度的不同,可分為半自動和全自動型。7.根據(jù)其功能的不同,可分為制備型、分析型、轉(zhuǎn)移型、濃縮型等。8.根據(jù)用法的類型可分為:雙向電泳、交叉電泳、連續(xù)紙電泳、電泳-層析相結(jié)合技術(shù)等。9.根據(jù)不同的使用目的可分為:核酸電泳、血清蛋白電泳、制備電泳、DNA測序電泳等。第三節(jié)電泳儀三、電泳儀的操作流程目前常用的電泳儀主要有兩種類型:手工操作的電泳儀自動化操作的電泳儀第三節(jié)電泳儀三、電泳儀的操作流程(一)手工電泳儀的操作流程目前一般實驗室使用的電泳儀多為手工操作,電源部分和電泳槽部分是分離的,加樣多采用手工方法。雖然不同品牌型號的電泳儀操作上有些不同,但基本步驟一致。第三節(jié)電泳儀三、電泳儀的操作流程第三節(jié)電泳儀三、電泳儀的操作流程(二)自動化電泳分析儀的操作流程臨床使用較多的是自動化電泳分析儀,將手工煩瑣的程序進(jìn)行自動化處理,具有電腦程序化管理,快捷簡便的人機(jī)對話等功能,自動化電泳儀的操作流程如圖所示。第三節(jié)電泳儀三、電泳儀的操作流程第三節(jié)電泳儀四、電泳儀的基本結(jié)構(gòu)電泳分析技術(shù)所需要的電泳設(shè)備可分為主要設(shè)備和輔助設(shè)備。主要設(shè)備指電泳儀電源、電泳槽。輔助設(shè)備指恒溫循環(huán)冷卻裝置、伏時積分器、凝膠烘干器等。有的還有分析檢測裝置。目前臨床常規(guī)使用的自動化電泳儀一般分為兩個部分:電泳可控制單元(包括電源、電泳槽和半導(dǎo)體冷卻裝置)和染色單元。第三節(jié)電泳儀四、電泳儀的基本結(jié)構(gòu)(一)電泳儀電源電泳電源是建立電泳電場的裝置,作用是提供一個連續(xù)調(diào)節(jié)的、穩(wěn)定的電壓或電流。通常為穩(wěn)定(輸出電壓、輸出電流或輸出功率)的直流電源。第三節(jié)電泳儀四、電泳儀的基本結(jié)構(gòu)(二)電泳槽電泳槽是樣品分離的場所,是電泳儀的一個主要部件。槽內(nèi)裝有電極、緩沖液槽、電泳介質(zhì)支架等。電泳槽的種類很多,如單垂直電泳槽、雙垂直電泳槽、臥式多用途電泳槽、圓盤電泳槽、管板兩用電泳槽、薄層等電聚焦電泳槽、瓊脂糖水平電泳槽、盒式電泳槽、垂直可升降電泳槽、垂直夾心電泳槽、U型管電泳槽、DNA序列分析電泳槽、轉(zhuǎn)移電泳槽等。第三節(jié)電泳儀四、電泳儀的基本結(jié)構(gòu)(三)附加裝置輔助設(shè)備指恒溫循環(huán)冷卻裝置、伏時積分器、凝膠烘干器等。有的還有分析檢測裝置。第三節(jié)電泳儀五、電泳儀的維護(hù)及常見故障處理(一)電泳儀的維護(hù)
電泳儀在整個電泳設(shè)備中起著非常關(guān)鍵的作用,電泳設(shè)備的正常運行是電泳分析技術(shù)的基本保證,所以對電泳設(shè)備的日常維護(hù)顯得非常重要。在平時的工作過程中應(yīng)做到每日維護(hù)、每周維護(hù)、每月維護(hù)以及按需維護(hù)。每日維護(hù)的重點應(yīng)當(dāng)是電極的維護(hù),電泳工作結(jié)束后,應(yīng)用干濾紙擦凈電極,避免電泳緩沖液沉積于電極上或酸堿對電極的腐蝕。每月維護(hù)的重點應(yīng)是掃描系統(tǒng)的鼻塞濾鏡及光源。在日常的運行過程中應(yīng)做到:①儀器使用環(huán)境應(yīng)清潔,經(jīng)常擦去儀器表面塵土和污物;②不要將電泳儀放在潮濕的環(huán)境中保存;③長時間不用應(yīng)關(guān)閉電源,同時拔下電源插頭并蓋上防護(hù)罩。只有這樣,電泳分析結(jié)果的準(zhǔn)確度才能得以保證。第三節(jié)電泳儀五、電泳儀的維護(hù)及常見故障處理(二)電泳儀的常見故障及處理
電泳儀屬于精密儀器,在操作過程中要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程,但不可避免會出現(xiàn)各種各樣的故障,若運行時出現(xiàn)故障報警,應(yīng)立即停止電泳,先檢查負(fù)載是否短路或開路,輸出電壓或電流的設(shè)定值,電泳實驗的裝置。以毛細(xì)管電泳儀常見故障及解決方法為例。第三節(jié)電泳儀五、電泳儀的維護(hù)及常見故障處理毛細(xì)管電泳儀的常見故障及處理故障現(xiàn)象故障原因處理方法轉(zhuǎn)盤識別錯誤燈上吸附細(xì)微灰塵關(guān)機(jī),用潔凈棉簽輕輕拭去燈表面的灰塵,儀器開機(jī)后再進(jìn)行G32的測定樣品識別錯誤有灰塵吸附;血清分離不好關(guān)機(jī),拆開儀器內(nèi)透明有機(jī)玻璃,用無水乙醇擦拭加樣針外壁,然后安裝好,再用儀器內(nèi)程序進(jìn)行加樣針清洗1-2次,進(jìn)行C27加樣針加樣感應(yīng)定位第三節(jié)電泳儀五、電泳儀的維護(hù)及常見故障處理故障現(xiàn)象故障原因處理方法儀器報警(缺少稀釋杯或稀釋杯位置錯誤)稀釋杯位置錯誤觀察稀釋杯位置,如果沒有處于正常位置,可手動將其移動到其原來位置,然后進(jìn)行稀釋杯感應(yīng)定位曲線不理想,顯示不穩(wěn)定毛細(xì)管的長期使用出現(xiàn)不清潔毛細(xì)管清洗程序進(jìn)行清洗,然后按激活程序進(jìn)行激活即可第三節(jié)電泳儀五、電泳儀的維護(hù)及常見故障處理故障現(xiàn)象故障原因處理方法電泳時出現(xiàn)峰丟失未接入檢測器,或檢測不起作用進(jìn)樣溫度太低柱箱溫度太低無載氣流檢查設(shè)定值檢查溫度,并根據(jù)需要調(diào)整檢查溫度,并根據(jù)需要調(diào)整檢查壓力調(diào)節(jié)器儀器運行過程中突然斷電電流量不穩(wěn)定或儀器內(nèi)有短路現(xiàn)象采用穩(wěn)壓措施,咨詢工程師更換保險電壓達(dá)不到設(shè)定值電阻小電流大,而電泳儀功率有限,電泳緩沖液雜質(zhì)多或者電極短路更換電泳緩沖液,檢修電極第三節(jié)電泳儀六、電泳儀的臨床應(yīng)用(一)血清蛋白電泳
血清中的蛋白質(zhì)構(gòu)成了血清溶解物的絕大部分,其中有白蛋白、各種球蛋白、脂蛋白、酶、酶抑制劑、凝血因子等。新鮮血清經(jīng)醋酸纖維薄膜或瓊脂糖電泳、染色后,通常可見5條帶,即清蛋白、α1、α2、β和γ球蛋球蛋白。許多疾病總血清蛋白濃度和各蛋白組分的比例有所改變,通過血清蛋白電泳圖譜能幫助我們對某些疾病進(jìn)行診斷及鑒別診斷。第三節(jié)電泳儀六、電泳儀的臨床應(yīng)用(二)尿蛋白電泳臨床進(jìn)行尿蛋白電泳的主要目的是:①確定尿蛋白的來源;②了解腎臟病變的嚴(yán)重程度(選擇性蛋白尿與非選擇性蛋白尿),從而有助于診斷和預(yù)后的判斷。主要根據(jù)蛋白質(zhì)的分子量及電荷特性而將其分離,形成電泳區(qū)帶,染色,并用光密度掃描儀結(jié)合總蛋白定量,便可得出各區(qū)帶蛋白的含量。當(dāng)不能進(jìn)行腎活檢時,尿蛋白電泳結(jié)果能很好地協(xié)助臨床判斷腎臟的主要損害。
(三)血紅蛋白及糖化血紅蛋白電泳應(yīng)用電泳法鑒別患者血液中Hb的類型及含量,對于貧血類型的臨床診斷及治療具有重大意義。Hb電泳結(jié)果應(yīng)根據(jù)不同年齡人群進(jìn)行分析。如:HbA2增高可見于-輕型地中海貧血。HbA2減低可見于缺鐵性貧血及其它Hb合成障礙性疾病。(四)免疫固定電泳可對各類Ig及其輕鏈進(jìn)行分型,最常用于臨床常規(guī)M蛋白的分型與鑒定。一般用于單克隆Ig增殖病、單克隆Ig病、本周氏蛋白和游離輕鏈病、多組分單克隆Ig病、重鏈病、CSF寡克隆蛋白鑒別、多克隆Ig病的診斷和鑒別診斷。第三節(jié)電泳儀六、電泳儀的臨床應(yīng)用(五)同工酶電泳自動化電泳分析技術(shù)已成功地應(yīng)用于肌酸激酶(CK)同工酶、乳酸脫氫酶(LDH)同工酶及堿性磷酸酶(ALP)同工酶的分析,對心肌損傷、骨組織損傷、惡性疾病(肝癌、肺癌)等的診斷及監(jiān)控起到了一定作用。同工酶電泳用于臨床上常見的同工酶或同工酶亞型分析。如:1.乳酸脫氫酶(LD/LDH)同工酶。2.肌酸激酶(CK)同工酶。3.CK同工酶亞型。(六)脂蛋白電泳脂蛋白電泳檢測各種脂蛋白(包括膽固醇和甘油三酯)主要用于高脂血癥的分型、冠心病危險性估計,以及動脈粥樣硬化性及相關(guān)疾病的發(fā)生、發(fā)展、診斷和治療(包括治療性生活方式改變、飲食及調(diào)脂藥物冶療)效果觀察的研究等。(七)毛細(xì)管電泳毛細(xì)管電泳技術(shù)是一類以毛細(xì)管為分離通道、以高壓直流電場為驅(qū)動力,根據(jù)樣品中各組分之間遷移速度(淌度)和分配行為上的差異而實現(xiàn)分離的一類液相分離技術(shù)。毛細(xì)管電泳技術(shù)不但能分析中、小分子量樣品,更適合于分析擴(kuò)散系數(shù)小的生物大分子樣品。第三節(jié)電泳儀七、常見電泳方法簡介(一)紙電泳指用濾紙作為支持載體的電泳方法。是最早使用的區(qū)帶電泳。將濾紙條水平地架設(shè)在兩個裝有緩沖溶液的容器之間,樣品點于濾紙中央。當(dāng)濾紙條被緩沖液潤濕后,再蓋上絕緣密封罩,即可由電泳電源輸入直流電壓(100V~1000V)進(jìn)行電泳。第三節(jié)電泳儀七、常見電泳方法簡介(二)醋酸纖維素薄膜電泳電泳時經(jīng)過膜的預(yù)處理、加樣、電泳、染色、脫色與透明即可得到滿意的分離效果。此電泳的特點是分離速度快、電泳時間短、樣品用量少。因此特別適合于病理情況下微量異常蛋白的檢測。第三節(jié)電泳儀七、常見電泳方法簡介(三)凝膠電泳由區(qū)帶電泳中派生出一種用凝膠物質(zhì)作支持物進(jìn)行電泳的方式,被稱為凝膠電泳。普通的凝膠電泳在板上進(jìn)行,以凝膠作為介質(zhì)。電泳中常用的凝膠為葡聚糖、交聯(lián)聚丙烯酰胺和瓊脂糖。它具有機(jī)械強(qiáng)度好、彈性大、透明、化學(xué)穩(wěn)定性高、無電滲作用、設(shè)備簡單、樣品量小(1~100μg)、分辨率高等優(yōu)點。(四)等電聚焦電泳1.等電聚焦電泳過程是一種利用有pH值梯度的介質(zhì),分離等電點不同的蛋白質(zhì)的電泳技術(shù)。將等電點不同的蛋白質(zhì)混合物加入有pH值梯度的凝膠介質(zhì)中,在電場內(nèi)經(jīng)過一段時間后,各組分將分別聚焦在各自等電點相應(yīng)的pH值位置上,最后,樣品的各組分在各自的等電點聚焦成一條清晰而穩(wěn)定的窄帶。2.等電聚焦電泳的特點
①使用兩性載體電解質(zhì),在電極之間形成穩(wěn)定、連續(xù)、線性的pH梯度;②由于“聚焦效應(yīng)”,即使很小的樣品也能獲得清晰、鮮明的區(qū)帶界面;③電泳速度快;④分辨率高;⑤加入樣品的位置可任意選擇;⑥可用于測定蛋白質(zhì)類物質(zhì)的等電點;⑦適用于中、大分子量(如蛋白質(zhì)、肽類、同工酶等)生物組分的分離分析。第三節(jié)電泳儀七、常見電泳方法簡介(五)等速電泳采用兩種不同濃度的電解質(zhì)組成,一種為前導(dǎo)電解質(zhì),充滿整個毛細(xì)管柱;另一種為尾隨電解質(zhì),置于一端的電泳槽中。前導(dǎo)電解質(zhì)的遷移率高于任何樣品組分,后者則低于任何樣品組分,被分離的組分按其不同的遷移率夾在中間,在強(qiáng)電場的作用下,各被分離組分在前導(dǎo)電解質(zhì)與尾隨電解質(zhì)之間的空隙中移動,實現(xiàn)分離。等速電泳示意圖第三節(jié)電泳儀七、常見電泳方法簡介(六)雙向凝膠電泳(二維電泳)第一向采用等電聚焦根據(jù)復(fù)雜的蛋白質(zhì)成分中各個蛋白質(zhì)的PI的不同,將蛋白質(zhì)進(jìn)行分離。第二向采用了十二烷基硫酸鈉一聚丙烯酰胺凝膠電泳(SDS)就是按蛋白質(zhì)分子量的大小使其在垂直方向進(jìn)行分離。其結(jié)果不再是條帶狀,而是呈現(xiàn)為斑點狀。(七)免疫電泳免疫電泳是瓊脂平板電泳和雙相免疫擴(kuò)散兩種方法的結(jié)合。將抗原樣品在瓊脂平板上先進(jìn)行電泳,使其中的各種成分因電泳遷移率的不同而彼此分開,然后加入抗體做雙相免疫擴(kuò)散,把已分離的各抗原成分與抗體在瓊脂中擴(kuò)散而相遇,在二者比例適當(dāng)?shù)牡胤剑纬扇庋劭梢姷某恋砘 Vx謝觀看作者姓名:鮑綠地第二章臨床分析化學(xué)儀器第一節(jié)紫外-可見分光光度計目錄第二節(jié)高效液相色譜儀第三節(jié)其他臨床分析化學(xué)儀器第二章臨床分析化學(xué)儀器1.掌握紫外-可見分光光度計、高效液相色譜儀的工作原理、基本結(jié)構(gòu)和使用方法。2.熟悉紫外-可見分光光度計、高效液相色譜儀的維護(hù)及常見故障處理;其他臨床分析化學(xué)儀器。3.了解紫外-可見分光光度計的性能指標(biāo)及其評價。學(xué)習(xí)目標(biāo)第二章臨床分析化學(xué)儀器第二章臨床分析化學(xué)儀器第一節(jié)紫外-可見分光光度計
紫外-可見分光光度計:200nm~760nm紫外光區(qū):200nm~400nm可見光區(qū):400nm~760nm第一節(jié)紫外-可見分光光度計
第一節(jié)紫外-可見分光光度計紫外-可見分光光度計(ultraviolet-visiblespectrophotometer)是醫(yī)學(xué)檢驗和臨床醫(yī)學(xué)常用的一種分析儀器,是依據(jù)物質(zhì)對紫外光和可見光的選擇吸收進(jìn)行定性和定量分析的儀器。圖2-1紫外-可見分光光度計外觀
一、紫外-可見分光光度計的工作原理
紫外-可見分光光度法的原理是光的吸收定律,稱為朗伯-比爾(Lambert-Beer)定律。
朗伯-比爾定律:即一束單色光照射一定濃度的物質(zhì)溶液時,其吸光度與物質(zhì)溶液的濃度及液層厚度成正比,見圖2-12,其數(shù)學(xué)關(guān)系為:A=kbc第一節(jié)紫外-可見分光光度計
一、紫外-可見分光光度計的工作原理圖2-2樣品光的吸收示意圖第一節(jié)紫外-可見分光光度計二、紫外-可見分光光度計的基本結(jié)構(gòu)第一節(jié)紫外-可見分光光度計
不同廠家和型號的紫外-可見分光光度計不同,但它們的工作原理和基本結(jié)構(gòu)都相似。基本結(jié)構(gòu)由光源、單色器、吸收池、檢測器和信號顯示系統(tǒng)五大部分組成。(一)紫外-可見分光光度計的基本結(jié)構(gòu)二、紫外-可見分光光度計的基本結(jié)構(gòu)第一節(jié)紫外-可見分光光度計(一)紫外-可見分光光度計的基本結(jié)構(gòu)檢測器0.156圖2-3紫外-可見分光光度計結(jié)構(gòu)示意圖二、紫外-可見分光光度計的基本結(jié)構(gòu)第一節(jié)紫外-可見分光光度計
紫外-可見分光光度計的型號很多,按照結(jié)構(gòu)中的光學(xué)系統(tǒng)可分為單光束分光光度計、雙光束分光光度計、雙波長分光光度計和雙波長雙光束分光光度計等。(二)紫外-可見分光光度計的分類二、紫外-可見分光光度計的基本結(jié)構(gòu)第一節(jié)紫外-可見分光光度計圖2-4三類分光光度計的光路示意圖(a:單光束分光光度計光路結(jié)構(gòu)圖;b:雙光束分光光度計光路結(jié)構(gòu)圖;c:雙波長分光光度計光路結(jié)構(gòu)圖)abc三、紫外-可見分光光度計的使用、維護(hù)及常見故障處理第一節(jié)紫外-可見分光光度計(一)紫外-可見分光光度計的使用檢查儀器開機(jī)預(yù)熱調(diào)零設(shè)置測定樣品復(fù)位關(guān)機(jī)使用記錄圖2-5紫外-可見分光光度計通用基本操作流程三、紫外-可見分光光度計的使用、維護(hù)及常見故障處理第一節(jié)紫外-可見分光光度計(二)紫外-可見分光光度計的日常維護(hù)
紫外-可見分光光度計是精密儀器由光、機(jī)、電等幾部分組成,一些不適當(dāng)?shù)牟僮骺赡芤鹫`差,為保證儀器測定結(jié)果準(zhǔn)確可靠,應(yīng)按操作規(guī)程使用與維護(hù)保養(yǎng),并及時記錄使用情況。三、紫外-可見分光光度計的使用、維護(hù)及常見故障處理第一節(jié)紫外-可見分光光度計(三)紫外-可見分光光度計的常見故障處理主要原因有:1.電源指示燈不亮,原因:電源線接觸不良、保險絲壞、電路故障;2.光源不亮,原因:光源燈泡(例如鹵鎢燈或氙燈)已損壞或壽命到期;3.儀器自檢時提示通信錯誤,原因:儀器與電腦之間的數(shù)據(jù)線沒有連接好、自檢中任何一部分都有可能出錯,根據(jù)提示一一排除故障,等四、紫外-可見分光光度計的臨床應(yīng)用第一節(jié)紫外-可見分光光度計1.使用紫外-可見分光光度計進(jìn)行定性分析2.使用紫外-可見分光光度計進(jìn)行定量分析(一)紫外-可見分光光度計的臨床應(yīng)用四、紫外-可見分光光度計的臨床應(yīng)用第一節(jié)紫外-可見分光光度計波長范圍波長準(zhǔn)確度光度重復(fù)性雜散光(二)紫外-可見分光光度計的評價第二節(jié)高效液相色譜儀
第二章臨床分析化學(xué)儀器
第二節(jié)高效液相色譜儀高效液相色譜(highperformanceliquidchromatography,HPLC)儀,是利用高效液相色譜原理,主要用來分析高沸點不易揮發(fā)、受熱不穩(wěn)定和分子量大的有機(jī)化合物的儀器設(shè)備。(圖2-21)圖2-21高效液相色譜儀外觀一、高效液相色譜儀的工作原理儲液器中的流動相被高壓輸液泵泵入檢測系統(tǒng),樣品液經(jīng)進(jìn)樣器進(jìn)入流動相,被流動相載入色譜柱(固定相)內(nèi),由于樣本液中的各組分在兩相中分配系數(shù)不同,在兩相中作相對運動時,經(jīng)歷反復(fù)多次“吸附-解吸附”的分配過程,各組分在移動速度上差別很大,被分離成單個組分順次從柱內(nèi)流出,通過檢測器時,樣品濃度被轉(zhuǎn)換為電信號傳送至記錄儀,數(shù)據(jù)以圖譜形式輸出檢測結(jié)果。(圖2-22)第二節(jié)高效液相色譜儀圖2-22高效液相色譜儀的工作原理示意圖
依據(jù)分離機(jī)制不同,HPLC原理可分為:液固吸附色譜法液液分配色譜法(正相與反相)離子對色譜法離子交換色譜法分子排阻色譜法第二節(jié)高效液相色譜儀
1.液固吸附色譜法液固吸附色譜法中,固定相為固體吸附劑,依據(jù)各組分吸附能力不同而使組分得以分離。常用的吸附劑為氧化鋁或硅膠,多數(shù)用于非離子型化合物。吸附色譜固定相可分為極性和非極性兩大類。對流動相的要求為:1)所選溶劑應(yīng)與固定相不相溶,并能夠保持色譜柱的穩(wěn)定性。2)所選溶劑應(yīng)有高純度,以防所含微量雜質(zhì)在柱中累積,引起柱性能改變。3)所選溶劑的性能應(yīng)與使用的檢測器相互匹配,若使用紫外吸收檢測器,則不能選用在檢測波長下有紫外吸收的溶劑;如果使用示差折光檢測器,則不能用梯度洗脫。4)所選溶劑應(yīng)對樣品有充足的溶解能力,以提高檢測靈敏度。5)所選溶劑應(yīng)具有低黏度、適當(dāng)?shù)偷姆悬c。6)盡量避免使用毒性顯著的溶劑,以確保工作人員的人身安全。第二節(jié)高效液相色譜儀
2.液液分配色譜法固定相為特定液態(tài)物質(zhì)涂在擔(dān)體表面或化學(xué)鍵合在擔(dān)體表面。依據(jù)被分離組分在流動相與固定相中溶解度的不同而進(jìn)行分離。依據(jù)固定相與流動相極性的不同分為正相色譜法、反相色譜法。正相色譜法選取極性固定相,流動相是相對非極性的疏水性溶劑,常用來分離中等極性與極性較強(qiáng)的化合物;反相色譜法多采用非極性的固定相,流動相是水或緩沖溶液,適用于分離極性較弱和非極性的化合物。其中,反相色譜在現(xiàn)代液相色譜中應(yīng)用最廣。第二節(jié)高效液相色譜儀
3.離子交換色譜法固定相為離子交換樹脂。樹脂上的可電離離子與流動相內(nèi)有著相同電荷的離子及被測組分的離子進(jìn)行交換,依據(jù)離子交換基團(tuán)與各離子具有不同電荷吸引力而分離。(圖2-23)圖2-23離子交換色譜法原理第二節(jié)高效液相色譜儀
4.離子對色譜法為液液色譜法分支。被測組分的離子和離子對試劑離子形成中性離子對化合物,在非極性的固定相中溶解度大大增加,從而使其分離效果提高。主要用來分析離子強(qiáng)度大的酸堿物質(zhì)。(圖2-24)圖2-24離子對色譜法原理第二節(jié)高效液相色譜儀
5.分子排阻色譜法又稱凝膠色譜法。它是依據(jù)分子尺寸的大小順序進(jìn)行分離的一種色譜方法。固定相凝膠是一種多孔性的聚合材料,有一定形狀與穩(wěn)定性,利用分子篩對分子量大小不同的各組分排阻能力差異而完成分離。根據(jù)所用流動相不同,該法可以分為兩類:用水溶劑做流動相的凝膠過濾色譜法(GFC)、用有機(jī)溶劑如四氫呋喃做流動相的凝膠滲透色譜法(GPC)。(圖2-25)圖2-25分子排阻色譜法原理第二節(jié)高效液相色譜儀二、高效液相色譜儀的基本結(jié)構(gòu)高效液相色譜儀一般由高壓輸液系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分離系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與記錄系統(tǒng)等五大部分組成(圖2-26)。第二節(jié)高效液相色譜儀圖2-26高效液相色譜儀基本結(jié)構(gòu)二、高效液相色譜儀的基本結(jié)構(gòu)具體包括溶液貯存器、輸液泵、進(jìn)樣器、色譜柱、檢測器、記錄儀或數(shù)據(jù)工作站等。其中輸液泵、色譜柱及檢測器為高效液相色譜儀的關(guān)鍵部件。(圖2-27)第二節(jié)高效液相色譜儀圖2-27高效液相色譜儀結(jié)構(gòu)圖
1.高壓輸液系統(tǒng)高壓輸液系統(tǒng)由貯存器、輸液泵、梯度洗脫裝置、流量控制器和脫氣裝置等組成。脫氣裝置用于去除溶解在溶劑中的空氣和其他氣體。對溶劑的預(yù)處理還包括去雜質(zhì),一般是通過蒸餾、真空抽濾的方法進(jìn)行。(1)貯存器。貯存器材質(zhì)一般由玻璃、不銹鋼或氟塑料制成,容量1~2L,用來存納足夠數(shù)量、符合要求的流動相。(2)輸液泵。高壓輸液泵(圖2-29)是高效液相色譜儀中關(guān)鍵部件之一,其功能是將儲液器中的流動相以高壓形式連續(xù)不斷地送入液路系統(tǒng),使樣品在色譜柱中完成分離過程。常使用柱塞往復(fù)泵。(圖2-28)圖2-29高壓輸液泵外觀第二節(jié)高效液相色譜儀
柱塞往復(fù)泵的特點:1)液缸容積小,易于清洗與更換流動相,適合再循環(huán)與梯度洗脫。2)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速能方便的調(diào)節(jié)流量,流量不受柱阻影響;泵壓可達(dá)4×107pa。3)主要缺點是輸出的脈沖性較大,現(xiàn)多采用雙泵系統(tǒng)來克服。。圖2-28柱塞往復(fù)泵的工作原理第二節(jié)高效液相色譜儀(3)梯度洗脫裝置。高效液相色譜儀共兩種洗脫方式:等強(qiáng)度與梯度。等強(qiáng)度適用于組分較少、性質(zhì)差別不大樣品;梯度適用于分析組分較多、性質(zhì)差別顯著的復(fù)雜樣品。梯度洗脫是在分離過程中使兩種或兩種以上不同極性的溶劑按一定程序連續(xù)改變它們之間的比例,從而使流動相的強(qiáng)度、極性、pH值或離子強(qiáng)度相應(yīng)地變化,達(dá)到提高分離效果,縮短分析時間的目的。梯度洗脫裝置分為兩類:(圖2-210)。圖2-210梯度洗脫裝置原理示意圖第二節(jié)高效液相色譜儀一類是外梯度裝置(又稱低壓梯度),流動相在常溫常壓下混合,用高壓泵壓至柱系統(tǒng),僅需一臺泵即可。另一類是內(nèi)梯度裝置(又稱高壓梯度),將兩種溶劑分別用泵增壓后,按電器部件設(shè)置的程序,注入梯度混合室混合,再輸至柱系統(tǒng)。梯度洗脫的實質(zhì)是通過不斷地變化流動相的強(qiáng)度,來調(diào)整混合樣品中各組分的k值,使所有譜帶都以最佳平均k值通過色譜柱。它在液相色譜中所起的作用相當(dāng)于氣相色譜中的程序升溫,所不同的是,在梯度洗脫中溶質(zhì)k值的變化是通過溶質(zhì)的極性、pH值和離子強(qiáng)度來實現(xiàn)的,而不是借改變溫度(溫度程序)來達(dá)到。第二節(jié)高效液相色譜儀(4)流量控制器。高壓的流動相流經(jīng)色譜柱時,與固定相產(chǎn)生相互作用,形成與流動相流動方向相反的作用力,即構(gòu)成一個與流向相反的壓力,稱為柱反壓,它阻礙流動相的正常流動。流量控制器是為消除色譜柱反壓過高對分離造成的不良影響而設(shè)計的,主要是一個彈性開口,當(dāng)色譜柱柱頭流動相壓力低于最高工作壓力時,此彈性開口閉合,流動相全部在色譜系統(tǒng)內(nèi)部流動。而當(dāng)柱反壓過高,色譜柱柱頭流動相壓力高于最高工作壓力時,彈性開口打開,排出一部分流動相以降低柱壓,保證流動相的正常流動。第二節(jié)高效液相色譜儀2.進(jìn)樣系統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)包括進(jìn)樣口、注射器、進(jìn)樣閥等,它的作用是把分析試樣有效送入色譜柱進(jìn)行分離。現(xiàn)在多使用六通進(jìn)樣閥(其結(jié)構(gòu)如圖2-211)或自動進(jìn)樣器(圖2-212)。第二節(jié)高效液相色譜儀圖2-211六通進(jìn)樣閥的工作原理圖2-211六通進(jìn)樣閥的工作原理3.分離系統(tǒng)分離系統(tǒng)包括色譜柱、恒溫器和連接管等部件。色譜柱一般用內(nèi)部拋光的不銹鋼制成,如圖2-213。其內(nèi)徑為2~6mm,柱長為10~50cm,柱形多為直形,內(nèi)部充滿微粒固定相,柱溫一般為室溫或接近室溫。第二節(jié)高效液相色譜儀圖2-213色譜柱構(gòu)造圖4.檢測器檢測器是高效液相色譜儀關(guān)鍵部件之一。對檢測器的要求是:靈敏度高,重復(fù)性好、線性范圍寬、死體積小以及對溫度和流量的變化不敏感等。在高效液相色譜中,有兩種類型的檢測器,一是溶質(zhì)性檢測器,它僅對被分離組分的物理或物理化學(xué)特性有響應(yīng)。屬于此類檢測器的有紫外、熒光、電化學(xué)檢測器等;另一類是總體檢測器,它對試樣和洗脫液總的物理和化學(xué)性質(zhì)響應(yīng)。屬于此類檢測器有示差折光檢測器等。(1)紫外檢測器(ultravioletdetector,UVD)是高效液相色譜儀中最常用的檢測器,當(dāng)檢測波長范圍包括可見光時,又稱紫外-分光檢測器。(圖2-216)UVD靈敏度高,噪聲低,線性范圍寬,對流速、溫度均不敏感,適于梯度洗脫,不破壞樣品,可進(jìn)行連續(xù)的檢測。第二節(jié)高效液相色譜儀第二節(jié)高效液相色譜儀圖2-215紫外檢測器外觀圖2-216紫外-分光檢測器外觀圖2-214紫外檢測器典型結(jié)構(gòu)(2)熒光檢測器(luorescencedetector,FD)是應(yīng)用激發(fā)光照射樣本,通過光電倍增管檢測樣本發(fā)出的熒光,并記錄色譜圖。FD依據(jù)單色器的不同,分為多波長熒光檢測器(由多個濾光片構(gòu)成單色器)和熒光分光檢測器(由光柵構(gòu)成單色器)。熒光檢測器在選擇性、靈敏度兩方面好于紫外檢測器,但其多適用于能被激發(fā)產(chǎn)生熒光的樣品。而對本身無熒光的物質(zhì)也可通過衍生化反應(yīng)產(chǎn)生熒光而進(jìn)行測定。(3)電化學(xué)檢測器(electrochemicaldetectorECD)依據(jù)電化學(xué)原理、物質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行檢測。高效液相色譜中,對沒有紫外吸收或不能發(fā)出熒光但有電活性的物質(zhì),可采取電化學(xué)檢測法。若在分離柱后采取衍生技術(shù),也可將它擴(kuò)展到非電活性物質(zhì)的檢測。第二節(jié)高效液相色譜儀(4)示差折光檢測器(differentialrefractiveindexdetector,DRID)檢測不同物質(zhì)折射率變化而進(jìn)行樣品各組分分析。DRID為一種非選擇性檢測器,幾乎對所有被測對象均有響應(yīng),而且不破壞被測物質(zhì)性質(zhì)。但其靈敏度較低,不適用于痕量分析,不適用于梯度洗脫。第二節(jié)高效液相色譜儀(一)高效液相色譜儀的使用1.流動相的選擇:穩(wěn)定性好,柱的效率長期不變;與檢測器相適應(yīng),溶劑在檢測器中不產(chǎn)生干擾信號;能夠溶解待分離樣品;清洗方便;黏度小。2.流動相的流量:提高流量可縮短分析時間,但降低了分離度,增加了柱壓。分析時一般選10ml/min以下流量,制備時流量可選大些。3.柱溫:大多數(shù)都是在室溫下進(jìn)行的。提高溫度可提高分析速度,但降低了分離度,對固定相有不利影響。因此一般通過流動相的選擇來提高分離能力。4.壓力:目前高壓是該技術(shù)分析速度提高的原因之一。一般在3.43-34.32MPa之間,最高不超過49.03MPa。第二節(jié)高效液相色譜儀三、高效液相色譜儀的使用、日常維護(hù)與常見故障處理(一)高效液相色譜儀的使用進(jìn)樣量:該技術(shù)追求分析速度與分離能力,故常應(yīng)用極小進(jìn)樣量。常用進(jìn)樣量為1-25ug第二節(jié)高效液相色譜儀(二)高效液相色譜儀的日常維護(hù)高效液相色譜儀由貯液器、輸液泵、進(jìn)樣器、色譜柱、檢測器、工作站等幾部分組成。因此,日常維護(hù)工作主要從這幾個主要部件展開。1.貯液器1)保持貯液瓶清潔,定期清洗、更換;2)盡量應(yīng)用色譜級溶劑和試劑;3)含有緩沖鹽、非色譜級的流動相一定要過濾;4)流動相要現(xiàn)用現(xiàn)配,以防微生物生長及組分改變。2.輸液泵輸液泵的密封圈與柱塞桿為最容易磨損部件,故在使用中要注意:1)儀器使用后,將泵中的緩沖鹽沖洗干凈,以防鹽沉積;2)定期清洗泵頭,使用10%異丙醇清洗,再使用甲醇清洗。第二節(jié)高效液相色譜儀3.進(jìn)樣器1)樣品進(jìn)樣前過濾;2)手動進(jìn)樣器,要用液相專用平頭針,而不能用氣相色譜用的尖頭針替代,以免損傷轉(zhuǎn)子;盡量用原廠原配進(jìn)樣瓶,以免損傷自動進(jìn)樣針。4.色譜柱1)在使用新柱前,最好應(yīng)用適宜溶劑在低流量下(0.2~0.3mL/min)沖洗30分鐘,長時間未使用的分析柱也要同樣處理;2)定期用強(qiáng)溶劑沖洗柱子;3)用緩沖鹽時,要先用95%水沖洗,再用有機(jī)溶劑沖洗;4)卸下保存時,要蓋上蓋子,以免固定相干枯;5)避免壓力脈沖劇烈變化。第二節(jié)高效液相
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