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真空离心浓缩技术(speedvac)

前处理综合讨论

  • thermo electron 离心浓缩系统介绍

    为什么用离心浓缩?

    对于 生物样本 脆弱样本 采用电泳,GC,HPLC 等方法分析和处理的样本
    都很适于采用离心浓缩
    离心浓缩的目的
    浓缩样本,同时还避免以下问题:
    •    交叉污染
    •    样本丢失
    •    样本变性
    •    样本活性下降
    •    氧化

    同时兼备以下优点:
    •    高的回收率
    •    对环境无害
    •    操作简单

    与离心技术的区别

    •    离心分离 将悬浮的固体从液体中分离出来

    •    离心浓缩 溶液

    –    偶尔, 样品会完全干燥
    –    在这种情况下, 样品必须是无机物,或者在干燥后马上被取走
    离心浓缩技术
    •    抽真空,降低气压,从而降低溶剂的沸点,使溶剂能在低温下蒸发

    •    给腔体施加热量 (能量) ,从而提高蒸发速率-
                样本温度不会升高 !

    •    样本在适宜的离心转速下离心,产生少量的“g”离心力

    •    这样就防止了由于“暴沸”而产生的样本损失,或者由加热和离心浓缩很容易引起的离心管内布满泡沫现象


    原理 – 真空效益
    •    在既定的气压下,溶剂的沸点bp是固定的.

    •    对不同的溶剂施加不同的能量   
    have 但对样品温度不会产生任何影响       
    因为样品的特定的气压下沸点是一定的,
    只要蒸发还在进行,样品的温度就没有变化
    原理 – 真空效益
    •    降低溶剂的气压   
    (提高真空度)
            这是一个关键因素!.

    •    液体的沸点在真空状态下会降低.

    •    真空同时还能…
    –    将未浓缩的气体从腔体中吸走,从而减少蒸汽流向冷阱时的遇到干扰和阻力.
    –    通过快速蒸发溶剂,可保持样品的低温状态
    原理 – 能量需求
    •    能量(热量)的输入,可补充蒸发过程所需要的能量,对于加快蒸发速度是非常重要的
    •    能量必须是间接施加给样品,否则,样品必然会被局部加热,从而导致损害样品.
    –    真空状态下对流是不可能发生的,因此采用辐射加热
    •    腔体温度能高达 80°C
    ,而样品的温度却能保持在起沸点下 (或许是 5°C) ,直到样品完全干燥了温度才会上升
    –    如果样品在真空状态下沸点很低,在不给样品施加能量的情况下让样品如果持续蒸发,样品很可能会结冰… 浓缩也就不可能了!
    原理 –‘g’ 离心力效应
    •    当溶剂蒸发 (沸腾), 会形成气泡 =>
        溶剂往往会“暴沸”或起泡,会有小液飞溅到管外.

    •    让样品在离心浓缩仪里旋转,产生足够的‘g’ 离心力,就能让样品停留在离心管内.
    –    无样品损失.
    –    无交叉污染.

    •    样品被浓缩了或干燥后附着在管底
    对于定量回收是最理想的

    •    在角转头里,液体的表面积提高了,因此加快了样品蒸发和浓缩的速率
    原理 – 样品的安全性!
    非常重要 !
    •    热敏感样品是不允许被完全干燥的.
    –    在相变过程中能量的吸收引起的低温效应消失了,也就无法给样品提供保护.
    –    真空压力计就可以用于判断是否浓缩的临界点

    •    开始运行以后,马上观察最大真空度 [最小气压]
    •    蒸汽的产生会导致气压的上升
    •    随着溶剂的持续蒸发和减少,产生的蒸汽也会越来越少,气压也会下降.
    •    在达到最小气压以前停止运行.
    •    样品仍然是湿的.
    结论
    •    如果离心样品
    –    在一个适宜的离心速度 / ’g’ 离心力
    –    在真空状态下
    –    通过辐射给样品补充能量

    •    样品将在非常安全的状态下被浓缩

    离心浓缩系统
    •    完整的系统应包含以下部件
    –    最简单的配置 :
        浓缩仪,转头, 连接管线, 真空泵
    离心浓缩系统
    •    完整的系统应包括
    –    在完善的配制 :
        浓缩仪, 转头,隔膜泵,或高真空油泵以及油过滤器,连接管线, 冷阱,烧瓶,化学阱和吸收柱, 真空控制阀,真空压力计,手推车
    浓缩仪的功能
    •    离心
    •    真空控制
    –    在应用真空以前必须先以足够的rpm离心
    –    能量
    –    resistance heating of bowl (all models)
    –    盖子上的辐射加热灯
    –    加热盖
    –    腔体上的加热灯
    •    计时
    –    run timer 控制整个运行时间
    –    heat timer 控制加热时间,防止样品过热,保护样品
    浓缩仪的设计 – 冷阱
    冷阱
    •    SpeedVac 冷阱温度范围: -5°C (药物开发), -50°C, -104°C

    •    温度最低的型号长用于挥发性极强的溶剂.

    •    溶剂在冷阱内的玻璃瓶里冷凝.
    –    带快速连接口的玻璃瓶,很容易更换,也能作为溶剂的收集瓶.

    –    热传导液 – Cryocool®硅树脂 液体
    (如果经费紧张,乙醇也可以用 – 但如果用乙醇,请务必每个月更换乙醇,防止玻璃瓶破裂,因为冷凝水太多时会结冰)
    浓缩仪的设计 – 化学吸收阱
    化学吸收阱
    •    吸收未被冷阱捕获的蒸汽,从而保护了真空泵.
    –    SpeedVac System
    •    一种尺寸, 吸收柱,用于水 +酸或放射性物质 & 有机物
    浓缩仪设计 – 真空泵
    真空泵
    •    Thermo 能提供两种类型的真空泵.
    –    Membrane (横隔膜), pumps.-无油泵
    –    2 stage High vacuumoil pumps.2-级高真空旋转叶片油泵

    •    无油泵非常抗强酸和有机溶剂.
    •    无油泵不用维护 (不需换油).
    •    通常情况下都选择无油泵.

    •    在一些特定应用领域,需要用到高真空泵
    Oil free (dry) pumps无油泵



    其它浓缩方法比较

    离心浓缩干燥的优点
    •    1)干燥时间快,常规样品(24X1.5 ML)4小时左右。
    •    2)可干燥样品容量规格多样1.5ml—250ml。
    •    3)可处理所有液相样品,特别是强腐蚀性样品。
    •    4)可在多种温度下处理样品,保证生物活性,及加速干燥时间。
    •    5)混合物样品可分别回收,以便进一步利用,或方便处理
    离心浓缩干燥缺点
    •    1)无法处理固相样品
    •    2)样品无法彻底干燥
    •    3)最大单个样品体积较小(250ML)
    •    4)单次最大可处理样品体积小(2L)
    其他常用干燥方式
    •    1)冷冻干燥机
    •    2)旋转蒸发仪
    •    3)氮吹仪
    冷冻干燥优点
    •    1)样品彻底干燥
    •    2)一次可处理样品体积大
    •    3)可处理特殊样品:血液,组织,泥浆,
    纸张,骨骼等
    冷冻干燥缺点
    •    1)处理液相样品需预处理,操作复杂。
    •    2)干燥时间长,常规样品大于10小时
    •    3)处理各种规格样品需更换配件价格高
    •    4)不可处理腐蚀性及放射性样品
    •    5)处理样品温度单一,无法保证生物活性

    旋转蒸发优点
    •    1)干燥速度快
    •    2)一次可处理单个样品体积较大
    •    3)价格便宜
    旋转蒸发缺点
    •    1)加热方式无法保证生物活性
    •    2)无法处理高挥发性,强腐蚀性样品
    •    3)混合物溶剂无法实现分别回收
    •    4)处理样品规格单一
    •    5)无法处理微量样品(酶标板,1.5ML管等)
    氮吹仪缺点
    •    1)处理样品时间长,常规样品大于12小时
    •    2)处理样品温度单一(样品温度低于沸点2C)
    •    3)绝对无法处理腐蚀性或任何对人体有害或污染环境的样品(汽化溶剂直接进入周围环境)
    •    4)干燥不彻底
    •    5)样品溶剂无法回收,功能单一
    •    6)处理样品量大或太少时,大量消耗氮气,成本上升

    •    7)处理样品规格受限制,只能处理1-50ML 试管样品
    •    8)针头易腐蚀
    •    9)易产生样品交叉污染
    氮吹仪优点
    •    1)操作方便
    •    2)价格便宜



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  • yjflemon

    第1楼2006/03/30

    SpeedVac 离心浓缩应用实例

    Application01
    问: 我们想在12*75mm管干燥样品中的三氯甲烷。每次需要离心75只12*75mm玻璃管。
    答:你应该为顾客选择SC250EXP或者SC210A。使用RH72-12 转头的SPD121P只能放置72只12*75mm玻璃管。SC250EXP或者SC210A配上RH200-12转头就能满足用户的要求。如果选用SC250EXP,在使用PRO转头时需要RAD200S适配器。推荐UVS800DDA泵作为真空源。低温泵(Vapornet)在除三氯甲烷时是很重要的。

    Application02
    问: 请推荐一款产品用于浓缩HPLC(高效率液相)分离出来的组分。样品中含有60%水40%有机溶剂(水-乙腈,或者水和乙腈各50%)。样品有70管,每管液体体积2-3ml.

    答: 在您的实验系统中,选用无油泵是最合适的!当干燥溶于水和乙腈中的样品时,乙腈首先蒸发出来,并收集在冷阱中。浓缩系统需要继续工作以除去水分。这个过程需要1小时甚至几小时不等,时间主要取决用样品体积以及浓缩仪器、提供的热量。在仪器运行的整个过程中,总有少量的乙腈从冷阱中泄露跑到泵里面来。如果采用油泵,该泵就会受污染。
    推荐SPD1010型配RH72-12转头(一体化机型),LVS1和RH72-12转头(半一体化)或者SPD111V,RH72-12转头,RVT400冷阱,管,以及Cryocool热传导液。

    Application03
    问: 我有一个非常好的潜在的顾客!这个顾客来自Aberdeen的Rowett 研究院,他是做肽代谢研究的,最近他采用手工和旋转蒸发的方法来提取用于GC分析(气相色谱)的脂肪酸。样品中含有有机溶剂,正己烷,氯仿,酸和TFA(三氯乙酸)。玻璃管的尺寸为125mm高,直径18m,或者是110×14mm。请问为他们选哪款产品最合适?

    答:SPD1010处理氯仿和正己烷肯定没问题!你知道他们使用的酸和TFA浓度吗?在处理含已腈,水,0.1%TFA的HPLC组分时,选用SPD1010/SPD2010非常合适。在一些蛋白质和肽的研究中,TFA浓度会达到10%到50%,这时挑选SPEEDVAC产品时就需要知道样品量,每管的样品体积,以及这种用仪器处理这种高浓度样品的频率。当TFA的浓度高于50%时,推荐使用SC250EXP+RVT4104+OFP400+管+Cryocool热传导液。可选用RH48-18-125转头来处理18×125mm管,RH60-17-100转头来处理110×14mm管。

    Application04
    我们用固相合成的方法合成化合物。使用的溶剂混合物是TFA+DCM,我们用这些溶剂作为裂解液从树脂汇中提取化合物。下一步就需要将这些溶剂挥发以回收合成的化合物。然后将化合物溶解后分装在96孔板中用高通量筛选(HTS)的方法检测这些合成的化合物。有时这些检测对溶剂和缓冲液的需求会不同,因此DMSO也需要用挥发的方法除去。在某些场合,这些合成后的化合物需要先用快速HPLC的方法进行部分纯化后再进行检测。这意味着需要先将HPLC下来的各组分中的乙腈和水挥发掉,才能回收这些部分纯化的化合物。

    我们通常的处理量为8到10块深孔板或者20到24块浅孔板。请给我们推荐一款合适的产品?

    答:SC250EXP+RVT405+RVT4104+VLP80+VPOF110+管+热传导液
    (这个组合每次能处理8块深孔板或者20块浅孔板)
    Explorer 每次能处理12块深孔板或者30块浅孔板。
    因为这位顾客要处理的溶剂在一个很大的范围内,包括腐蚀性和非腐蚀性的,他们应该选取RVT405冷阱来处理DMSO,RVT4104处理酸和有机溶剂。

    Application05
    问:我们需要将20个16×125mm 的玻璃瓶中的2ml 6N 盐酸除去。请推荐一款合适的产品。您能给告诉我处理完我这些样品大概需要多长时间吗?
    答:SPD131DDA+RH10-15+UVS800DDA+管+热传导液
    或者SPD131DDA+RH10-15+UVS400或RVT4104+OFP400+管+热传导液。
    大概需要150分钟到240分钟的时间来干燥这些样品,这取决于所使用的热量。每次运行以前,请放入一个干净的玻璃瓶,确保有足够的热传导液来完全浸没这些玻璃烧瓶。

    Application06
    问:一位顾客刚购买了一台SPD1010一体化离心浓缩系统,想咨询一下怎么用它来除去DMSO或者它究竟是否适合处理DMSO?这位顾客的处理量是每离心管中5ulDMSO。在这种情况下辐射盖是否有用?
    答:配无油低真空泵的SPD1010不能用于处理DMSO。必须选用高真空泵,和组合的真空离心浓缩系统。必须将系统进行一定的设置后才能用于处理DMSO,冷阱要低于离心机的位置。

    Application 07
    问:我们要干燥48个闪烁瓶,每瓶中装有10ml 100%的DMF。
    答: DMF是一个高沸点的溶剂(153℃),它是一个很好的溶剂,能将干燥的化合物溶解,但和DMSO一样,存在一个最后怎么去除的问题。在20℃下DMF的蒸汽压是2.7Torr,因此其挥发性增加,可以在使用OFP400无油泵的情况下除去。其凝固点为-60℃,因此不会在内管中凝结。需要选用RVT400冷阱,RVT4104的扑获能力更强。首选的搭配是250Express,RVT4101冷阱和OFP无油泵。第二套备选方案是用RVT400代替RVT4104,RBA12-28-58转头。

    Application 08
    问:我有一个客户,他有一台老式的SpeedVac系统,现在他想买一台新的,在购买以前,他需要咨询一些信息。
    他很关心的一个问题是: 在哪一款合适的SpeedVac系统中,大概花多长时间能将含有约200ul液体(0.1%TFA,30%乙腈)的小瓶干燥?

    我们应该给他推荐哪种SpeedVac系统?
    答: 需要15到30分钟的时间完全干燥。
    SPD1010(RH40-12转头)或者SPD111V,RVT400或者RVT4101或者UVS400,RH40-11,管子和热传导液。

    Application 09
    问: 我们在用微量离心管处理DNA样品。样品中含有70%乙醇。我们该选用哪种中离心浓缩系统?
    答: 如果你处理的是24个甚至更少的Eppi管,那么选择DNA110(RD24转头)。如果是处理96浅孔板,那就选用RD2MP转头。如果处理深孔板,那就要建议你选用另一个系统(SPD111V+GP110或者LVS1系统)

    Application 10
    问:我们很想买两台干胶仪。但我们以前只用过BioRad的干胶仪,使用起来没什么问题。为什么我们要买你们的干胶仪?我们很喜欢BioRad的热盖,而且我认为你们的设备上没有这个热盖…BioRad也有无油泵。
    答:BioRad 不能用于研究胶上的放射性。GEP140设计上有一个活性碳阱,能扑获胶上用放射性标记的化合物中挥发出来的放射性,可用于同位素研究。而从胶上面和底部加热对于干胶时间是毫无影响的。

    Application 11
    问:客户需要干燥一些样品:玻璃瓶中装有5到10ml样品,有时为2ml.他们每次要处理12个样品。溶剂是甲醇、乙醇,氯仿,乙腈、乙酸和水。
    答: 你的客户需要处理的溶剂全是挥发性的,其中氯仿,乙酸还是有腐蚀性的,我推荐用以下组合的离心浓缩系统:SPD121P+转头+RVT4104+OFP400,+UTP-TEF 0.5 +SCC1热传导液+推车。

    Application 12
    问:用户要用离心浓缩,偶尔也要冻干样品。SpeedVac 是1.5ml离心管中的水溶液,每次不多于24个样品。冻干每次处理量少于100ml。过程中没有腐蚀性物质或者酸。
    答:SPD 111V+ RH40-11+RVT4104(或RVT400)+VLP80+FDC206+管+热传导液。

    Application 13
    问:我手边有一个Eppendorf 5301浓缩仪,现在我想找一款能替代它的SpeedVac。我使用的是1.5ml离心管。样品是溶解于水和缓冲液中的蛋白质。每次最多处理36个管。
    答: DNA 120(带RD36转头)如果用户还有别的应用,可以推荐这样的组合:SPD111V+RH40-11+GP110 或者GEP140。

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  • wailren

    第2楼2008/10/13

    LZ专业啊,ThermoFisher(原Thermo Electron)的SpeedVac离心浓缩系统已经成离心浓缩的代名词了,我们是上海的授权代理!也欢迎网友交流!

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  • luolin781016

    第3楼2008/10/17

    和BUCHI 的SYNCORE 定量浓缩仪比怎么样

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    +关注 私聊
  • qubin2000

    第4楼2013/04/30

    和GeneVac比哪个好?

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