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從PubMed數(shù)據(jù)看Beckman超速離心機(jī)Type 19角轉(zhuǎn)頭的配置與應(yīng)用

       最高轉(zhuǎn)速13000-16000rpm、工作容量6×250 mL的高速角轉(zhuǎn)頭,如Beckman avanti系列立式高速離心機(jī)所用的JLA16.250和JA-14,Himac CR22N配屬的R13A等,常見于生物工程類實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)菌體的離心收集。

       Type 19轉(zhuǎn)頭額定容量6×250mL,是含Optima XPNOptima XE系列在內(nèi)的Beckman立式超速離心機(jī)轉(zhuǎn)頭中容量最大的角轉(zhuǎn)頭,最高轉(zhuǎn)速19000rpm,轉(zhuǎn)頭內(nèi)部RCFmax、RCFav和RCFmin分別為53900×g、32100×g和13800 ×g(RCF的含義及計(jì)算方法可參考《Optima MAX-XP超速離心機(jī)轉(zhuǎn)頭的選擇對(duì)外泌體分離效果影響的分析)。從轉(zhuǎn)速和RCF值看,它與JA-30.50(3000rpm;Rmax 108860×g)、JA-25.50(25000rpm;Rmax 75600×g)等同屬于高速離心機(jī)轉(zhuǎn)頭。但轉(zhuǎn)頭內(nèi)部RCF強(qiáng)度分布極不均勻,RCF值跨度達(dá)14000 - 54000 ×g。轉(zhuǎn)頭K因子值951,遠(yuǎn)高于JA-30.50(k因子值280)、JA-25.50(k因子值481)和JA-18(k因子值566)。可見,Type 19對(duì)納米尺度的樣品顆粒、囊泡和大分子組分的分離效率不高。那它在科研實(shí)驗(yàn)中的主要應(yīng)用對(duì)象是什么,實(shí)際使用率如何?

       截止至2023年9月30日,合并以“Beckman[Text Word] AND Type-19[Text Word] AND rotor[Text Word]”、Beckman[Text Word] AND Type19[Text Word] AND rotor[Text Word]檢索詞的查詢結(jié)果,在PubMed期刊數(shù)據(jù)庫(kù)中共檢索到文獻(xiàn)記錄118+5條。逐一核實(shí)并剔除檢索詞設(shè)置所致誤差后,實(shí)得有效實(shí)驗(yàn)應(yīng)用文獻(xiàn)103篇,刊文時(shí)間為1968年11月至2023年8月(見圖1)。

圖1 Beckman超速離心機(jī)Type 19角轉(zhuǎn)頭文獻(xiàn)報(bào)道數(shù)量統(tǒng)計(jì).jpg

       從圖上看,Type 19轉(zhuǎn)頭運(yùn)用有1694-1968、2000-2005兩個(gè)低谷和1976-1981、2018-2023兩個(gè)小高潮。第二輪高潮始于2006年持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),目前仍處于上升階段。

 

1、Type 19角轉(zhuǎn)頭在病毒類實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

       將人類和脊椎動(dòng)物宿主病毒、慢病毒等病毒樣顆粒(Virus-like particle, VLPS)、疫苗生產(chǎn)用病毒工程載體及植物病毒、藻類病毒、細(xì)菌病毒合并為病毒類樣品后,在103個(gè)研究應(yīng)用實(shí)例中,病毒類研究對(duì)象為86例(占比83.4%)。其中包括動(dòng)物病毒(如免疫缺陷病毒1型、EB病毒、流感病毒、輪狀病毒、麻疹病毒、單純皰疹病毒、登革熱病毒、基孔肯雅病毒Chikungunya Virus、卡波西肉瘤相關(guān)皰疹病毒KSHV、黃病毒、狂犬病病毒等23個(gè)病毒科屬)、噬菌體、植物病毒和小球藻病毒1型。研究方向涵蓋病毒感染致病機(jī)制、診斷檢測(cè)、基因分型、功能蛋白的組裝機(jī)制、特效藥物研究和病毒疫苗開發(fā)6個(gè)方面。

圖2. Beckman Type 19轉(zhuǎn)頭實(shí)驗(yàn)應(yīng)用分類統(tǒng)計(jì).jpg

1.1病毒疫苗生產(chǎn)流程中的應(yīng)用

       以流感疫苗擴(kuò)增工藝為例。將高產(chǎn)流感病毒骨架搭載病毒HA和NA vRNA片段后克隆到pHH21載體中并轉(zhuǎn)染293T細(xì)胞,收集細(xì)胞培養(yǎng)液上清,接種到10日齡胚胎雞蛋中孵育48小時(shí)。采集尿囊腔中尿囊液(allantoic fluids),經(jīng)4℃下3500rpm離心30分鐘澄清尿囊液,再以Tyep 19角轉(zhuǎn)頭18500 rpm4℃離心2小時(shí)。收集沉淀并重懸于5mL PBS中,用相同轉(zhuǎn)頭、離心條件經(jīng)線性蔗糖密度梯度(20%-30%-35%-40%-45%和50%)純化后,收集病毒條帶用PBS稀釋,進(jìn)一步以SW32 Ti水平轉(zhuǎn)頭4℃下25000rpm離心2小時(shí)除去蔗糖溶液采集病毒沉淀用于后續(xù)滅活處理。

 

1.2 病毒感染機(jī)制研究的應(yīng)用

       基孔肯雅熱病毒(Chikungunya virus,CHIKV)是一種由蚊蟲叮咬傳播的有包膜的單股正鏈RNA病毒。CHIKV主要通過網(wǎng)格蛋白介導(dǎo)的內(nèi)吞作用((endocytosis))進(jìn)入宿主細(xì)胞,被吞噬到內(nèi)體(endosomes)中。內(nèi)體的低pH環(huán)境觸發(fā)病毒表面蛋白構(gòu)象變化,包膜和內(nèi)體膜發(fā)融合形成融合孔,病毒核衣殼藉此通道進(jìn)入胞質(zhì),并被分解以釋放病毒RNA并啟動(dòng)復(fù)制。用冷凍電鏡斷層成像技術(shù)(cryo-electron tomography, cryo-ET)和子斷層圖像平均技術(shù)(sub-tomogram average, STA)結(jié)合的方法,可在接近天然的條件下對(duì)病毒粒子結(jié)構(gòu)變化、糖蛋白構(gòu)象以及膜融合過程進(jìn)行捕獲和觀察。

CHIKV病毒S27毒株的制備和純化過程是:BHK-21細(xì)胞在補(bǔ)充有10% FBS的DMEM培養(yǎng)基中以37℃培養(yǎng),在細(xì)胞病毒感染復(fù)數(shù)(multiplicity of infection, MOI)為4.0時(shí)染毒處理1.5小時(shí)。繼續(xù)培養(yǎng)25-27小時(shí)后收集培養(yǎng)基,用type 19角轉(zhuǎn)頭4℃下53791×g離心2小時(shí)將沉淀病毒,隨后在HNE緩沖液中重懸,在蔗糖密度梯度液中用SW 41Ti水平轉(zhuǎn)頭4℃下68405xg離心過夜,提取純化的病毒條帶。

 

1.3 病毒致病機(jī)制研究應(yīng)用

       卡波西肉瘤相關(guān)皰疹病毒(Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus, KSHV)基因組中K15編碼的KSHV非結(jié)構(gòu)膜蛋白招募并激活幾種細(xì)胞蛋白,包括磷脂酶Cγ1(PLCγ1),NF-κB途徑的組分以及SRC家族的非受體酪氨酸激酶(Non-receptor tyrosine kinase,NRTK)成員,在炎癥信號(hào)途徑激活中發(fā)揮重要作用。為鑒定參與pK15炎癥激活途徑的細(xì)胞成分,從KSHV感染的內(nèi)皮細(xì)胞中免疫沉淀pK15,并通過無標(biāo)記定量質(zhì)譜鑒定了相關(guān)蛋白質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn):II類磷脂酰肌醇3激酶(PI3K-C2α)參與活化受體酪氨酸激酶的內(nèi)吞作用及胞內(nèi)細(xì)胞器的信號(hào)傳導(dǎo),與核周區(qū)域富集囊泡結(jié)構(gòu)中的pK15發(fā)生共定位。分析表明,PI3K-C2α有助于PLCγ1和Erk1/2的pK15依賴性磷酸化,并在 KSHV 裂解復(fù)制中發(fā)揮作用。

重組病毒rKSHV.219的制備方法為:在 2.5μg/ml 抗人 IgM 抗體存在下,BJAB-rKSHV.219細(xì)胞在轉(zhuǎn)瓶中培養(yǎng)4-5天后收集細(xì)胞培養(yǎng)物,先低速離心去除培養(yǎng)基中細(xì)胞和碎片,將上清0.45μm過濾器過濾后,濾液在Type 19角轉(zhuǎn)頭中4℃下15000rpm離心5小時(shí)。收集病毒沉淀,重懸于EBM-2MV培養(yǎng)基中作為HEK-293細(xì)胞病毒感染源。

Beckman超速離心機(jī)Type 19角轉(zhuǎn)頭應(yīng)用文獻(xiàn)報(bào)道Stem Cell Reports.jpg

1.4 慢病毒載體介導(dǎo)的基因敲除應(yīng)用

       MYC、BMI1和BCL-XL(MBX)是已知的與細(xì)胞分化、增殖和凋亡調(diào)控有關(guān)的功能基因。p53是干細(xì)胞基因組質(zhì)量監(jiān)控分子,可在轉(zhuǎn)錄水平上抑制MBX等調(diào)控網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵基因的表達(dá),使多能干細(xì)胞(Pluripotent stem cells,PSCs)快速啟動(dòng)分化和凋亡。

       細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶2 (cyclin-dependent kinase 2,CDK2)和CDK4主要作用于細(xì)胞周期的G1期和S期。活化的cyclin與CDK組成的蛋白激酶復(fù)合物,促使細(xì)胞通過G1/S檢驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)入S期,啟動(dòng)DNA復(fù)制,誘發(fā)有絲分裂,驅(qū)動(dòng)細(xì)胞分裂增殖。而CDK抑制劑(CDKIs)則可抑制cyclin--CDK復(fù)合物的活性。

       科研人員通過強(qiáng)力霉素(Dox)誘導(dǎo)MYC、BMI1和MBX表達(dá)手段已建立了人多能干細(xì)胞(hPSC)衍生的巨核細(xì)胞祖細(xì)胞(imMKCLs)體系以應(yīng)對(duì)血小板制品短缺問題。但imMKCLs存在增殖潛能低的問題。而MKCL細(xì)胞基因表達(dá)譜分析發(fā)現(xiàn),CDKIs的過表達(dá)與MKCL增殖潛能呈負(fù)相關(guān)。通過誘導(dǎo)MYC/BMI1/BCL-XL調(diào)控基因的過表達(dá)并沉默CDKN1A和p53,可穩(wěn)定誘導(dǎo)imMKCLs產(chǎn)生血小板。

針對(duì)CDKN1A和p53的基因沉默用的是攜帶有靶基因shRNA序列慢病毒載體轉(zhuǎn)染的方法。

       為提取保存于HEK293T細(xì)胞中shCDKN2A-GFP和shp53-GFP慢病毒載體,使用Optima L-100 XP超離心機(jī)Type 19角轉(zhuǎn)頭4℃下19000rpm離心4.5h沉淀病毒載體后用于下一步基因敲除操作。

 

1.5 病毒類樣品分離基礎(chǔ)操作步驟

       無論是病毒基因組結(jié)構(gòu)分析、蛋白結(jié)構(gòu)及組裝、抗原特征分析或慢病毒介導(dǎo)的基因敲除應(yīng)用,都離不開病毒/病毒載體的分離純化。

       以培養(yǎng)細(xì)胞作為初始源材料的病毒樣品的分離流程,通常包括以下兩個(gè)基本操作:

1)將染毒細(xì)胞培養(yǎng)基收集,4℃低速離心去除細(xì)胞及細(xì)胞碎片,澄清上清;

2)上清用Type 19轉(zhuǎn)頭高速沉淀病毒顆粒。

       86個(gè)病毒類研實(shí)例中離心轉(zhuǎn)速/RCF及離心時(shí)間信息可查的有效記錄78例。

圖3. 病毒類實(shí)驗(yàn)中Type 19轉(zhuǎn)頭工作轉(zhuǎn)速統(tǒng)計(jì).jpg

       含病毒顆粒的細(xì)胞培養(yǎng)上清液的高速沉淀操作環(huán)節(jié),Type 19轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速設(shè)定為15000rpm-19000 rpm有62例(RCFav 21000 - 33000×g)。另有14例報(bào)道中,沉淀病毒所用轉(zhuǎn)速介于8000-14100 rpm(RCFav相當(dāng)于6200 - 18700×g)。

       對(duì)比Beckman Type 19、Avanti系列立式高速離心機(jī)配屬的高效角轉(zhuǎn)頭JLA16.250、JA-14的工作性能參數(shù)(見表2)可知,當(dāng)Type 19轉(zhuǎn)頭的工作轉(zhuǎn)速降低至14000rpm時(shí),轉(zhuǎn)頭內(nèi)部RCF強(qiáng)度、分離效能(參考K因子值)已跌至JA-14轉(zhuǎn)頭水準(zhǔn),低于JLA16.250轉(zhuǎn)頭離心性能。

表1.  Beckman Type 19角轉(zhuǎn)頭不同工作轉(zhuǎn)速下轉(zhuǎn)頭RCF值分布表

工作轉(zhuǎn)速

RCFmax

RCFav

RCFmin

K因子值

19000 rpm

53900 ×g

32100×g

13800 ×g

951

18000 rpm

48300 ×g

30300×g

12400 ×g

1004

17000 rpm

43140 ×g

27100×g

11100 ×g

1063

16000 rpm

38200 ×g

24000×g

9800 ×g

1129

15000 rpm

33500 ×g

21100×g

8600 ×g

1205

14000 rpm

29200 ×g

18300×g

7500 ×g

1291

13000 rpm

25200 ×g

15800×g

6500 ×g

1390

 

表2. Beckman Type 19與Avanti系列 高效角轉(zhuǎn)頭間工作性能參數(shù)對(duì)比表

轉(zhuǎn)頭型號(hào)

Type 19

JLA16.250

JA-14

JA-18

額定容量

6×250 mL

6×250mL

6×250 mL

10×100mL

額定轉(zhuǎn)速

19000 rpm

14000 rpm

12000 rpm

10000 rpm

16000 rpm

14000 rpm

18000 rpm

RCFmax

53900 ×g

29200 ×g

21490 ×g

14920 ×g

38400 ×g

30100 ×g

47900 ×g

RCFav

33862 ×g

18300 ×g

13510 ×g

9380 ×g

25700 ×g

18800 ×g

35400 ×g

RCFmin

13890 ×g

7500 ×g

5540 ×g

3840 ×g

13170 ×g

7670 ×g

23200 ×g

K因子值

951

1291

1506

1807

1090

1764

566

       病毒沉?xí)r間方面,有49例設(shè)定的離心時(shí)間為2-6小時(shí)(占比超過60%)。而離心時(shí)間≤1.5小時(shí)或≥8小時(shí)的總數(shù)為29例。

圖4. 用Type 19角轉(zhuǎn)頭離心沉淀病毒時(shí)間設(shè)置的統(tǒng)計(jì).jpg

 

2、Beckman超速離心機(jī)Type 19角轉(zhuǎn)頭在非病毒類實(shí)驗(yàn)研究中應(yīng)用

       Type 19角轉(zhuǎn)頭在非病毒類實(shí)驗(yàn)應(yīng)用僅16例,涉及解脲支原體、胞體、細(xì)胞器、細(xì)胞外囊泡、蛋白和受體等的分離。

2.1 胎盤滋養(yǎng)層細(xì)胞膜的制備

       胎盤粗膜制備流程基于1982年P(guān)earse B. M報(bào)道的方法修改而來:采集新鮮的足月分娩產(chǎn)婦胎盤,去除淺膜、血管和臍帶后切成碎末,在冰冷 Tris-HCl 緩沖液中沖洗去除血污后,在添加蛋白酶抑制劑的2倍體積囊泡緩沖液(0.15M NaCl, 1 mM EGTA, 0.5 mM MgCl2, 0.02% NaN3, and 0.2 mM phenylmethylsulfonyl fluoride)中,用Waring攪拌機(jī)以最高速度勻漿1分鐘,用JA-10角轉(zhuǎn)頭4℃下5000rpm離心30分鐘棄沉淀,上清添加10U /mL胰RNA酶、室溫下孵育30分鐘,在Type 19角轉(zhuǎn)頭中4℃19000rpm離心3小時(shí),制備粗膜沉淀(注:原方法為4℃下RCF 55000×g離心1小時(shí)。而Type 19最大RCF僅53900×g)。

 

2.2 以牛主動(dòng)脈制備微粒體(Microsomes)

       12-15條主動(dòng)脈(aortae)在3L咪唑(imidazole)勻漿緩沖液(0.3 M蔗糖,5mM咪唑鹽酸鹽,pH 7.4)中室溫解凍后,將平滑肌層分離,用絞肉機(jī)絞碎。取1250g碎末在250 mL咪唑勻漿液中用Waring攪拌機(jī)以最大速度勻漿90秒。勻漿液用JA-10轉(zhuǎn)頭8000 rpm離心20分鐘,收集上清同時(shí)收集沉淀。將沉淀重懸于含1mM MgATP的250mL咪唑勻漿液中,重復(fù)一次均質(zhì)和離心操作。將前后兩次勻漿液離心所得上清通過四層粗棉布過濾,用type 19轉(zhuǎn)頭19000 rpm離心2小時(shí)或在JA-14轉(zhuǎn)頭中14000 rpm離心3小時(shí)。收集沉淀,在300mL 0.3M蔗糖/20mM焦磷酸鈉/20mM磷酸二氫鈉/imMMgCl2/0.5mMEDTA(pH 7.1)中重懸,經(jīng)第三次均質(zhì)、離心,收集并過濾上清液后,用type 19轉(zhuǎn)頭19000 rpm離心2小時(shí),收集的富含微粒體的沉淀組分備用。

 

2.3 解脲支原體16S rRNA基因提取分離

       從broth cultures培養(yǎng)基中將處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的解脲原體(Ureaplasma)收集,胞體用SDS裂解、RNase酶和蛋白酶K處理,用苯酚、苯酚-氯仿和氯仿提取分離DNA。添加乙酸鈉和乙醇后用L5-50超速離心機(jī)Type 19轉(zhuǎn)頭20000×g離心25分鐘沉淀,獲得解脲支原體DNA。

 

2.4 植物蛋白酶抑制劑的提取

       收集受傷番茄葉子,用液氮速凍后凍干,在Waring均質(zhì)機(jī)中研磨3分鐘。將8.5 g葉片粉末與 170 mL提取緩沖液(0.1 M K-磷酸、0.3 M KCI 和 3 mm 焦亞硫酸鉀,pH 6.5)混合,用磁力攪拌器輕輕攪拌 5 分鐘后,用Type 19轉(zhuǎn)頭33456×g離心15分鐘澄清,所得上清即蛋白酶抑制劑粗提物。

 

3、關(guān)于Beckman 超速離心機(jī)配置使用Type 19角轉(zhuǎn)頭的討論

3.1 Type 19角轉(zhuǎn)頭的主要應(yīng)用定位問題

       資料表明,Beckman立式超速離心機(jī)的Type 19角轉(zhuǎn)頭設(shè)計(jì)定位于大容量高速離心,在病毒學(xué)研究應(yīng)用,特別是以培養(yǎng)菌體、細(xì)胞為初始樣品材料的病毒類樣品研究、病毒疫苗和治療特效藥物的開發(fā)方面應(yīng)用,是科學(xué)合理的。采用Type 19轉(zhuǎn)頭將病毒顆粒從大體積(800mL-1600mL)樣品中通過15000rpm以上高速離心的初步沉淀,再結(jié)合容量稍小的VTi 50.1垂直轉(zhuǎn)頭、NVT 65近垂直轉(zhuǎn)頭或水平轉(zhuǎn)頭SW 55 TiSW 41 TiSW 32 Ti等完成病毒密度梯度純化,可實(shí)現(xiàn)工作流程的無縫銜接,十分便捷。此外,Type 19轉(zhuǎn)頭還可兼顧藍(lán)藻、支原體和細(xì)菌等微生物顆粒的收獲、組織細(xì)胞勻漿液的澄清和亞細(xì)胞組分的分離實(shí)驗(yàn)應(yīng)用。正因?yàn)榇耍琓ype 19角轉(zhuǎn)頭從Spinco L系列超速離心機(jī)起,雖經(jīng)歷Model L2、L3、L4、L5、L7、L8 、Optima L-XP直至Optima XPN、Optima XE的更新?lián)Q代,卻歷久彌新,沿用至今。隨著基因治療技術(shù)應(yīng)用的拓展、AAV等工具載體技術(shù)改進(jìn)和病毒性傳染病防治研究的深入,這一經(jīng)典轉(zhuǎn)頭的應(yīng)用將會(huì)迎來新一輪高光時(shí)刻。

       Type 19轉(zhuǎn)頭為常規(guī)鋁合金材質(zhì)轉(zhuǎn)頭,滿載情況下重達(dá)17公斤。在超速離心機(jī)上操作此般體量的轉(zhuǎn)頭,載樣重量精細(xì)配平、轉(zhuǎn)頭安裝精準(zhǔn)就位與拆卸時(shí)輕拿輕放,無論對(duì)實(shí)驗(yàn)者或超離管理人員,其安全風(fēng)險(xiǎn)不容忽視。因此,預(yù)算條件受限時(shí),Type 19轉(zhuǎn)頭通常不會(huì)作為優(yōu)先配置的選項(xiàng)。

        盡管Type 19轉(zhuǎn)頭上市和應(yīng)用已數(shù)十載,但迄今為止,在PubMed期刊文獻(xiàn)報(bào)道中出現(xiàn)次數(shù)不過區(qū)區(qū)103次。其普及程度不僅遠(yuǎn)低于Type 90 TiType 70 TiType 45 Ti等Beckman立式超速離心機(jī)所屬的同類角轉(zhuǎn)頭,被公開報(bào)道的使用頻次甚至不及VTi 50、NVT 65等新型轉(zhuǎn)頭(見圖5)。Type 19宛然成了超速離心轉(zhuǎn)頭中偏安于一隅的小眾。

圖5. Beckman立式超速離心轉(zhuǎn)頭的實(shí)驗(yàn)論文報(bào)道次數(shù)統(tǒng)計(jì).jpg

       與相同功能定位的JLA-16.250、JA-14比,在離心轉(zhuǎn)速不高于14000rpm的應(yīng)用環(huán)境下, Type 19轉(zhuǎn)頭毫無效能優(yōu)勢(shì)可言。

       2000.01-2.23.09期間JLA-16.250與Type 19在PubMed期刊刊文報(bào)道出現(xiàn)頻次的分段統(tǒng)計(jì)(見圖6)顯示,近10余年,新型輕質(zhì)J-LITE JLA-16.250轉(zhuǎn)頭(空重僅10.3公斤)有關(guān)的發(fā)文數(shù)量和報(bào)道的增長(zhǎng)幅度,均已后來居上。

圖6. Type 19 VS JLA-16.250實(shí)驗(yàn)應(yīng)用刊文數(shù)量對(duì)比.jpg

 

3.2 對(duì)Type 19轉(zhuǎn)頭工作條件設(shè)置的準(zhǔn)確描述問題

       多年來,對(duì)離心機(jī)和轉(zhuǎn)頭的資料上傾向于強(qiáng)調(diào)轉(zhuǎn)頭的最高轉(zhuǎn)速、最大RCF和最大工作容量指標(biāo),無意中忽視了轉(zhuǎn)頭的Rav、Rmin及K因子值等性能參數(shù)。這一做法對(duì)實(shí)驗(yàn)者的消極影響有2方面。一是概念上的誤解,二是轉(zhuǎn)頭工作參數(shù)設(shè)定的困擾。

       轉(zhuǎn)頭標(biāo)示的最大相對(duì)離心力(注:RCF為最大離心加速度值或最大離心力場(chǎng)強(qiáng),相對(duì)離心力為習(xí)慣法),是轉(zhuǎn)頭工作時(shí)產(chǎn)生的RCF理論極限值。在剔除離心管/瓶壁厚度、配套適配器壁厚度后,轉(zhuǎn)頭實(shí)際最大RCF值要小轉(zhuǎn)頭額定RCF值,且RCFmax只適用于離心管底部最外側(cè)這一極小范圍,除此之外管內(nèi)任一位置樣品所承受的實(shí)際RCF強(qiáng)度都不使用。樣品管內(nèi)大部分區(qū)域內(nèi)樣品所承受的RCF強(qiáng)度均小于RCFmax。與Rmax位點(diǎn)越遠(yuǎn),樣品工作有效RCF越小。

       Beckman離心機(jī)控制系統(tǒng)是基于對(duì)轉(zhuǎn)速精準(zhǔn)控制計(jì)算出轉(zhuǎn)頭對(duì)應(yīng)的RCFav。Type 19以額定最高轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí),系統(tǒng)計(jì)算顯示的RCF值33860×g為RCFav而非RCFmax。事實(shí)上,該轉(zhuǎn)頭是無法按設(shè)定RCF=54000×g的要求來運(yùn)行的,RCF值只能設(shè)定為不高于33900×g。但應(yīng)用實(shí)例中,將Type 19轉(zhuǎn)頭工作RCF值報(bào)告為54000×g、53000×g、48500×g、35000×g的錯(cuò)誤不在少數(shù)。

       只關(guān)注RCFmax而忽視影響轉(zhuǎn)頭分離效能的RCFav、Rmin這兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo),容易誤導(dǎo)實(shí)際工作中對(duì)轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速或RCF設(shè)定。當(dāng)Type 19轉(zhuǎn)頭以12000rpm轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí),轉(zhuǎn)頭RCFmax達(dá)到21000×g,但離心瓶?jī)?nèi)部RCFav 大小約13500 ×g,RCFmin強(qiáng)度更是低至5540 ×g。此時(shí),離心瓶?jī)?nèi)側(cè)樣品承受的RCF值介于5540 - 13500 ×g。10000×g以內(nèi)RCF強(qiáng)度,通常被認(rèn)為難以將病毒顆粒從培養(yǎng)基中有效、完整沉淀。而實(shí)驗(yàn)報(bào)告中Type 19轉(zhuǎn)頭RCF設(shè)定為100000×g或9846×g用于病毒沉淀,明顯有誤。

       美國(guó)衛(wèi)生與公眾服務(wù)部公共衛(wèi)生服務(wù)疾病控制和預(yù)防中心Gwong-Jen J. Chang等對(duì)組織細(xì)胞培養(yǎng)基中VLPs離心操作參數(shù)是這樣描述的:在Beckman Type 19轉(zhuǎn)頭中4℃下19000rpm離心過夜,從轉(zhuǎn)染質(zhì)粒pCB8SJ2的中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢(Chinese hamster ovary, CHO)細(xì)胞培養(yǎng)基中濃縮分泌的抗原,并重懸于TNE緩沖液(50mM Tris,100mM NaCl,10mM EDTA,pH 7.5)至原始體積的1/200。據(jù)文中轉(zhuǎn)頭型號(hào)、工作轉(zhuǎn)速和離心時(shí)間、離心溫度信息,讀者運(yùn)用于同類實(shí)驗(yàn)離心工作條件設(shè)置和優(yōu)化。此外,亦可標(biāo)注主機(jī)型號(hào)、轉(zhuǎn)頭型號(hào)和RCF設(shè)定值替代轉(zhuǎn)頭型號(hào)及工作轉(zhuǎn)速信息。

 

3.3 病毒類樣品沉淀操作中Type 19替代轉(zhuǎn)頭選擇問題

       當(dāng)進(jìn)行AAV或慢病毒載體和VLPS等病毒類樣品沉淀分離、微粒體等亞細(xì)胞組分制備等對(duì)RCF有較高要求離心實(shí)驗(yàn),而手頭無Type 19轉(zhuǎn)頭可用時(shí),基于Type 19轉(zhuǎn)頭RCFav值34000×g、RCFmin值14000×g的特點(diǎn),可有兩種轉(zhuǎn)頭替代方案。

       首選是Avanti  J-EAvanti J-26XPAvanti J-XN 26Avanti J-XN 30立式高速離心機(jī)JLA-16.250方案:轉(zhuǎn)速16000rpm,并適度延長(zhǎng)離心時(shí)間。

       其次是Type 45角轉(zhuǎn)頭方案:用94mL Quick-Seal Ultra-Clear或81mL thickwall超速離心管,轉(zhuǎn)速28000rpm,每輪可完成900-1000mL樣品濃縮處理。

       當(dāng)Type 45、JLA-16.250兩款轉(zhuǎn)頭都無法獲取時(shí),還可采用JA-18轉(zhuǎn)頭方案:采用100mL Ultra-Clear超速離心管或94mL離心瓶,轉(zhuǎn)速18000rpm,參考原Type 19離心時(shí)間設(shè)定或適度縮短時(shí)間,每輪運(yùn)行離心940-1000mL樣品。

 

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