主题:离心

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离心洗涤对精子形态的影响

【摘要】  目的 探讨常规精子形态学染色中离心洗涤步骤对分析结果的影响。方法 47例人精液标本进行常规检测密度及活力后,分别在离心前后涂片,应用快速苏木素-伊红染色法进行染色,检测精子头部、体部、尾部畸形率。对比精子畸形指数(SDI)和畸形精子指数(TZI)是否受到离心洗涤的影响。结果 离心洗涤后的精子头部畸形率和正常精子率较离心前直接涂片无显著差异,体部畸形率、尾部畸形率、SDI、TZI各指数在离心前后的差异均有统计学意义。不经过离心洗涤精浆而直接采用WHO推荐的制备涂片方法的精液标本染色后碎屑较多,但是不影响分析。结论 精子形态学分析中离心精液对精子畸形指数(SDI)和畸形精子指数(TZI)有影响。但是不影响形态正常精子的比率。精液不经离心洗涤直接涂片适用于非严重少精及黏稠度低的标本。

【关键词】  精子;离心;洗涤;形态;染色

Impact on sperm washing by centrifugate on sperm morphometry

  LIANG Lin,ZHAO Xiao-xi,WANG Li-yan,et al.Inner Mongolia Department of Medical College First Affiliated Hospital Gynaecology and Obstetrics reproductive center,Hohhot 010050,China

  [Abstract] Objective To evaluate the influence of sperm washing on accuracy of sperm morphometry.Methods Semen analyses were carried out according to the World Health Organization manual for 47 subfertile men,film preparation before and after centrifugate washing,then use HE dyeing,and assess the deformity ratio of sperm head,body,tail and SDI,TZI.Results The diversity ratio of deformed head and normal sperm have no significant difference before and after the washing procedure,but the ratio of body,tail abnormity,SDI,TZI have disparity,and the difference have statistical significance.The direct film preparation recommend by WHO without washing have more foreign matter after staining,but didn’t influence analyses.Conclusion These results indicate that sperm washing by centrifugate in morphology analyses has impact on SDI and TZI.But have no influence on the ratio of eumorphism sperm.The direct film preparation is applicable for the non-severity oligospermatism and the specimen of hypo-viscidity.

  [Key words] sperm;centrifugate;washing;morphology;staining

  在不孕夫妇中,男性因素导致的不孕约为25%~40%。常规精液分析在评价精子质量方面应用广泛,精子形态作为精液参数的组成部分,是反映精液质量的重要指标[1]。精子功能与精子的正常形态密切相关。而畸形精子的增加,也是男性生育力受损的标志之一。正常形态率越低精子凋亡率越高。将精液常规与精子形态学分析相结合,有助于提高男性不育症的诊断率[2]。

  精子形态在评估精子受精能力及预测辅助生殖技术治疗结局方面,也发挥了很大作用。精子形态越差,其自然妊娠的能力就越低。由于各实验人员所采用的标准及判断不一致,在对精子形态分析方面结果出入颇大[3]。但是对精子形态做出准确的评估,对需要采用辅助生殖技术来满足其生育要求的畸形精子症患者非常重要,有助于找到适合的精液处理方法及行辅助生殖技术治疗时选择最佳的受精方式[4]。本研究通过统计精子化验中各项畸形指标,为其形态学检测的标准化提供思路。

  1 资料与方法

  1.1 精液标本 47例来自本中心就诊的男性不育患者,年龄在24~39岁,禁欲2~7天,手淫法取精。精液常规检查参考世界卫生组织《精液分析手册》(第4版)。入选标本的精子密度在(59.42±39.67)×106/ml。

  1.2 实验方法

  1.2.1 标本制备 精液标本在常规分析后直接涂片,若密度检查小于20×106/ml,取10~20 μl精液直接涂片;若密度高于20×106/ml,取5 μl精液在载玻片上拉薄,空气中自然干燥。同份标本加入5倍体积的生理盐水,在800 g下离心10 min去除精浆,轻弹试管使离心后的精子团重新悬浮于盐水中,取20~40 μl涂片。光镜下观察精子密度,以无精子重叠为准,过稀或过密需重新涂片。

  1.2.2 标本染色 方法采用快速苏木素-伊红染色法(HE)染色[5],干燥后的涂片在90%酒精中固定30 min,流水冲洗后将涂片在苏木素中染5 min,再次冲洗后在伊红溶液中染色5 min,流水冲洗玻片后室温干燥。在油镜视野下观察并进行计数。

  1.2.3 分类标准 采用Kruger严格精子评分标准,每份标本连续计数200个精子,分别记录头部、体部、尾部畸形精子的百分率和正常形态精子比率。其中头部畸形中将大头畸形和小头畸形分别标记。最后统计精子畸形指数和畸形精子指数。

  1.3 统计学方法 采用SPSS 11.0统计软件进行分析,统计资料以均数±标准差(x±s)表示,各项畸形以百分率表示,均数比较用t检验。P<0.01为差异有统计学意义。

  2 结果

  47例非严重少精患者在离心前后分别计数头、体、尾部畸形精子比例,结果如表1所示。正常形态精子比率在离心洗涤前后无显著差异(P>0.01)。头部畸形比率(包括大头畸形和小头畸形)也不受离心洗涤的影响(P>0.01)。考虑到检测样本数量,但初步可得结论,离心后精子体部和尾部畸形率减少,SDI与TZI也减小,差异具有统计学意义(P<0.01)。

  3 讨论

  精子形态测定是常规精液分析中最重要的临床指标之一。但精子形态又比较难测定准确和稳定。目前使用人工方法评价精子形态存在主观性,不同实验室甚至同一实验室内部检测结果的偏差广泛存在[6]。因此,减少操作中的不确定因素对形态分析的影响很重要。现大多男科实验室采用的是对精液标本均用生理盐水洗涤后再涂片分析。而离心力的作用对形态学的影响还不确定。有研究认为离心力的作用易使得精子细胞体形态发生改变[7]。本实验将精子在离心洗涤前后的形态做对比分析,发现离心后体部精子畸形及尾部畸形显著减少。因此可考虑在密度检验非严重少精的标本形态分析时按照WHO推荐的涂片方法直接涂片染色。表1 离心前后计数头体尾畸形精子比例注:*P<0.01

  有学者认为对于人工授精来讲,未处理精液中正常形态精子百分率在很低的情况下均不影响IUI结局[8]。那么对于因男性因素而寻求辅助生殖技术帮助的患者来讲,形态学的准确判定便可以有助于选择最佳的治疗方式。离心步骤会去除死精子和杂质[9],一定程度上使正常形态精子增加,在形态检测时就要考虑到这一点[10]。García-Herreros等[11]认为精液洗涤可以影响精子头的大小,在快染的标本中尤其显著[11]。本实验中尚未观察到头部畸形受到影响。

  在IVF的治疗实践中发现,受精率低下(<30%的卵子受精)和受精失败(所有卵子都不受精)的患者很常见(20%~30%)。精子形态异常可能就是IVF受精率低下的一个重要因素[12]。有研究显示,受精失败组中畸形精子比例显著高于受精组[13],7%左右的精子形态严重畸形患者有精子-透明带结合反应缺陷[14]。文献报道正常精子形态率对顶体反应率[15]、IVF受精率、卵裂率有显著影响,而对IVF或ICSI其他治疗结局尚无明显相关[16]。正常精子形态在4%~14%时卵子仍有63.9%的受精率,而边缘性精液参数异常易导致受精失败[17]。因此对于男性畸形精子患者应严格评分标准,考虑畸形精子比率再行部分卵子ICSI以避免受精失败,同时因男方因素而采取ICSI治疗的患者就应充分考虑到边缘性精液参数。

  Chen等[18]研究认为按照WHO的分析标准评估的精子参数对于IVF来讲作用并不是很大。但是TZI和SDI较其他参数更有价值[18,19]。Aziz等[20]研究认为,SDI对衡量不育男性尤其是精浆内ROS过高的精液是个重要的检测手段。统计TZI和SDI指数是否在离心前后具有显著性差异,可以相对的判断染色前操作对结果的影响。男科实验室的责任就是让检验参数更准确。本实验提示在染色过程中使用洗涤步骤对精液参数有一定影响,反映在TZI和SDI在离心洗涤前后均有统计学差异上(P<0.01)。由于本实验观察的标本数量有限,缺乏大样本系统性对比,其对临床应用辅助生殖技术的指征影响作用需要在今后的工作中进一步深入研究。

【参考文献】
    1 蒋敏,陈新敏,岳焕勋,等.精子形态学分析在男性不育症诊断中的应用.中国优生与遗传杂志,2007,15(6):106-107.

  2 李然伟,刘睿智,许宗革,等.精子凋亡与精子密度、活力、形态关系探讨.中国实验诊断学,2007,11(6):776-779.

  3 岳焕勋,蒋敏,李福平,等.精索静脉曲张不育患者的精液质量和精子形态学观察.中华男科学,2005,11(12):933-935.

  4 李志凌,谢文燕.辅助生殖技术中的精液优选处理.生殖医学杂志,2007,16(3):209-212.

  5 刘德一,HW Gordon Baker.精子功能检测与男性不育诊治的新进展.中华男科学杂志,2007,13(2):99-109.

  6 刘睿智,宋贺.计算机自动精子形态分析仪(ASMA)对精子形态的分析.中国实验诊断学,2004,8(3):311-313.

  7 张青松,文波,陈敏.体外处理对精子形态的影响及妊娠结局的临床观察.中国优生与遗传杂志,2007,15(7):83-84.

  8 Karabinus DS,Gelety TJ.The impact of sperm morphology evaluated by strict criteria on intrauterine insemination success.Fertil Steril,1997,67(3):536-541.

  9 Vijayakumar R,Ndubisi B,De Leon F,et al.Sperm wash in three culture media:maximization of motile sperm recovery during swim-up incubation.Andrologia,1987,19(5):579-584.

  10 Scott RT Jr,Oehninger SC,Menkveld R,et al.Critical assessment of sperm morphology before and after double wash swim-up preparation for in vitro fertilization.Arch Androl,1989,23(2):125-129.

  11 García-Herreros M,Aparicio IM,Barón FJ,et al.Standardization of sample preparation,staining and sampling methods for automated sperm head morphometry analysis of boar spermatozoa.Int J Androl,2006,29(5):553-563.

  12 崔险峰.应用严格精子形态学测定法评估精子形态对体外受精率的影响.中华男科学杂志,2006,12(9):842-843.

  13 师娟子,薛侠,张洲,等.畸形精子症与常规体外受精失败.中华男科学杂志,2009,15(2):106-109.

  14 Liu DY,Baker HW.High frequency of defective sperm-zona pellucida interaction in oligozoospermic infertile men.Hum Reprod,2004,19(2):228-233.

  15 李建平,钟影,吴东,等.人卵泡液诱导的顶体反应、精子形态与体外受精率的关系.中华男科学杂志,2006,12(7):605-607.

  16 林典梁,孙艳,陈永艳,等.人精子顶体反应检测临床应用价值探讨.海峡预防医学杂志,2006,12(3):5-8.

  17 Kruger TF,Acosta AA,Simmons KF,et al.Predictive value of abnormal sperm morphology in in vitro fertilization.Fertil Steril,1988,49(1):112-117.

  18 Chen X,Zhang W,Luo Y,et al.Predictive value of semen parameters in in vitro fertilisation pregnancy outcome.Andrologia,2009,41(2):111-117.

  19 Wu Y,Xu HM,Zhang SY,et al.Sperm morphology does not influence fertilization rate in vitro.Zhonghua Nan Ke Xue,2008,14(7):610-613.

  20 Aziz N,Saleh RA,Sharma RK,et al.Novel association between sperm reactive oxygen species production,sperm morphological defects,and the sperm deformity index.Fertil Steril,2004,81(2):349-354.

  

日期:2011年6月30日 - 来自[2009年第6卷第7期]栏目

多次妊娠诱发巨大型离心性环-多环型SCLE 1例

【关键词】  多次妊娠 巨大型离心性环-多环型SCLE

亚急性红斑狼疮(SCLE)是介于盘状红斑狼疮(DLE)与系统性红斑狼疮(SLE)的中间型红斑狼疮,以女性多见,占所有红斑狼疮病例10%~15%,皮肤表现主要有环-多环型和丘疹鳞屑型二型,妊娠妇女可诱发或加重SCLE[1]。现将我科于2008年 5月9日收治的1例7年之中先后妊娠三次诱发并加重至巨大型离心性环-多环型SCLE 的病例报告如下。

  1 病历摘要

 患者,女,31岁。以反复左面颊、左耳廓起暗红色斑块7年,躯干、臀部、下肢起离心性环状红斑3个月为主诉入院。于7年前无明确诱因左面颊、左耳廓起暗红色斑块,每年春夏季加重,秋冬减轻或消退,且分别于6年前、2年前先后怀孕2次,怀孕期间皮疹加重,但仅局限于左面颊及左耳廓,而胎儿分别于孕后8个月、7个月死于宫内,在当地医院引产,未行皮肤科诊治;3个月前因第3次妊娠1个月后左面颊、左耳廓皮疹面斑再现,躯干、臀部、下肢起指甲大暗红色斑块,渐扩大呈离心性环-多环状红斑,周边逐渐由隆起变窄、变薄,中央有少许鳞屑及色素沉着斑。不伴口腔黏膜溃疡及关节肌肉疼痛, 无头昏及腰痛,二便正常。我院门诊以:(1)亚急性红斑狼疮?(2)妊娠16周收入院。 入院查体:T 37℃,P 89次/min,R 20次/min,BP 120/83mmHg,神清语利。发育正常,营养中等,全身皮肤及黏膜无黄染,浅表淋巴结不肿大,口唇红润,口腔黏膜无异常,扁桃体不肿大。颈软,甲状腺不大。心肺听诊未见异常。腹部膨隆,无腹壁静脉曲张,肝脾肋下来拟及,肠鸣音正常。脊柱及四肢关节正常,双肾区无叩击痛。皮肤科情况:左面颊、左耳廓见暗红色盘状红斑及色素沉着斑,躯干、臀部、下肢见十余处暗红色环-多环状红斑,呈离心性,中央留有色素沿着及细小鳞屑、臀部、下肢屈侧见6个巨大型离心性环-多环状红斑,最大直径20cm,边缘隆起。

  实验室检查:血象:WBC 4.1×109/L,中性70%,淋巴28%,单核2%,RBC 4.53×1012/L,Hb 105g/L,PLT 154g/L,尿、便正常,血沉23mmH2O/10min;ANA:1:40(+)、核染色型S;抗Ro/SSA抗体(+);抗La/SSB抗体(+);抗Sm抗体(-);抗ds-DNA抗体(-);抗U1-RNP抗体(-);抗Scl70抗体(-);抗Jo-1抗体(-);抗Kib抗体(-);CIC:(+);补体:C3 1.18g/L(0.88~2.0g/L)、C4 0.22g/L(0.16~0.49g/L);肝肾功能正常。心电图大致正常。入院后第二天B超示:胎儿宫内死亡。 皮肤组织病理:表皮角化过度,毛囊口角栓形成,粒层增厚,棘层萎缩变薄,上皮角延长,基底细胞部分液化变化。真皮浅层血管周围及附属器周围见炎细胞浸润。 入院确诊:(1)亚急性红斑狼疮(巨大离心性环-多环型)。(2)宫内死胎(孕16周)。 处理:(1)转入妇产科引产;(2)中等量糖皮质类固醇激素;(3)随诊。

  2 讨论

 SCLE是以皮肤症状为主的红斑狼疮之特殊亚型,属DLE和SLE的中间型,以往被称为对移性离心性红斑、自身免疫性环状红斑、亚急性播散性红斑狼疮、浅表性播散性红斑狼疮和银屑病样红斑狼疮等[1]。目前我国临床上分为环-多环型和丘疹鳞屑型二型,但皮损多发生在颜面等暴露部位,而本例皮损多在躯干、臀部、双下肢非暴露部位约,且呈巨大离心性环-多环型实属罕见。笔者认为本例病人由于反复多次妊娠,在雌激素水平多次增高等因素作用下[2],使得病情从仅为面颊部DLE向SCLE转化。亦提示广大同行:持续1~2周不消退约暗红色斑块,应考虑红斑狼疮的诊断,尤其是育、孕龄妇女,以便及时诊治,减少误诊。

【参考文献】
   1 赵辨.临床皮肤病学,第3版.南京:江苏科学技术出版社,2001,656-657.

  2 乐杰.妇产科学,第5版.北京:人民卫生出版社出版,2000,39-46.

  


作者单位:118005 辽宁丹东,解放军230医院五龙背疗养区

日期:2010年1月13日 - 来自[2009年第9卷第7期]栏目

血液制备离心破损原因分析与对策

【摘要】  对我站近几年因血袋离心破损所导致的180袋报废血液进行调查分析,认为引起血袋离心破损的原因与人为因素和仪器设备有关。如不规范操作造成机械突然刹车、配平物不规范致血袋挤压碰撞、坚硬的夹子截破血袋、血袋未完全放入杯底或血袋管道缠绕不整齐、吊桶放置不对称、未完全挂位挂耳等因素造成未完全平衡情况下工作引起血袋破损。设备方面机械老化,离心杯不光滑都是引起血袋破损的原因。为了减少血袋破损,要求加强工作人员责任心,实行责任目标制,规范操作,同时做好仪器设备的维护和保养,及时维修和更换不适宜的零部件,最大限度地减少离心报废血液的数量。自2004年以来,血液制备报废率呈逐年下降趋势,收到了较好的效果。

【关键词】  离心 破损 血液 报废

    血液在采集后制备成分血的过程中血袋离心破损是血液报废的原因之一  。如何减少血液在离心过程中的破损,是避免血液浪费的重要措施[1]。我站2004年1月~2007年12月成分血制备中血袋破损情况如下。

    1  材料与方法

    1.1  仪器与设备  大容量低温离心机(美国BEIK-MAN1-B和山东威高集团一次性塑料采血袋 200ml和400ml三联袋)

    1.2  方法  2004~ 2007年血站所采全血98%以上成分制备均选择转速为3500r/min,时间为7~10min,温度为5℃的条件下进行低温离心后,移去血浆,加入红细胞添加剂制备成母袋为悬浮红细胞和子袋为新鲜冰冻血浆的血液成分。

    2  结果

    2004年1月~2007年12月成分血制备过程中血袋破损情况  见表1。 表1  成分血制备过程中血袋破损情况统计

    3  破损原因

    引起血袋离心破损原因是多方面,除血袋质量原因,主要与操作不规范,采血后热合不牢,仪器设备等方面都有一定关系。

    3.1  操作人员方面  不能准确配平,误差大于规定范围;操作不熟练,机器运行过程中反复修改参数,使机器运行中突然刹车,引起离心机强烈振动;使 用配平物不规范,使血袋挤压、碰撞,离心过程中,坚硬的夹子易截破血袋;血袋未完全放入杯底或血袋管道缠绕不整齐,突出离心杯外,离心时触及转头,造成不平衡运行使血袋和管道直接破损;吊桶放置不对称,或未完全挂位挂耳,离心机运转前未盖转头盖,在未完全平衡情况下进行工作等。

    3.2  热合不牢原因  2004年由于采血后塑料导管热合不牢,封口不严,热合的宽度不够,在离心过程中出现渗漏的发生。

    3.3  离心机原因  离心机因使用过久,性能不稳定,零部件老化,离心杯不光滑等都是引起离心时血袋破损的原因。

    4  防止血袋破损具体措施

    4.1  加强工作人员责任心  操作时,最大限度地减少离心杯内空腔。首先,装杯前血液排列整齐,不要出现个别血袋悬空;第二,选择与离心杯底部相似的血袋;第三,血袋全部挤到离心杯底部;第四是选择合适的填充物;第五血袋装杯后把所有导管归拢缠在一起,紧压在离心杯的侧面,防止离心时被甩出;第六向旋转中心放置血袋,有报道将血袋体面向旋转中心放置,可以避免破损[2]。

    4.2  严格按照操作规程进行热合  严格按照操作规程进行热合,并在制备前检查血袋的热合部位,尤其是近端封口导管,发现不附合标准就重新热合,避免在离心中出现渗漏,经过每次把关,2005年此现象未再出现,从而减少了血液报废数量。

    4.3  定期做好仪器设备的维护和保养,发现异常及时维修和更换

    由于采取以上各项措施,最大限度地减少了离心破损造成的血液报废。自2004年之后,血液报废率逐年下降,由最初的0.12%降至2007年底的0.0358%,收到了预期的效果。

【参考文献】
  1 张清平,张献清.血浆袋外套硬纸盒将有效减少血浆破袋率.中国输血杂志,2004,17(3):165.

2 周金娜.制备成分血离心时血袋破损原因分析及对策.中国输血杂志,2002,15(5):342.


作者单位:473000 河南南阳,南阳市中心血站

日期:2008年12月27日 - 来自[2008年第7卷第5期]栏目

掌指关节处掌背静脉离心静脉穿刺效果观察

【摘要】  目的 探讨掌指关节处掌背静脉离心静脉穿刺效果。方法 将因患慢性疾病、病程长、需长期或反复输液,造成周围静脉破坏,穿刺困难,年龄34~90岁患者,随机分为观察组、对照组各40例。观察组在距掌指关节处1~2 cm以内掌背静脉采用离心静脉穿刺法;对照组在周围静脉(四肢浅表静脉)采用常规静脉穿刺法。结果 两组穿刺结果经统计学检验,其穿刺成功率χ2=16.81,P<0.01,差异有显著统计学意义,观察组方法明显优于对照组。结论 距掌指关节处1~2 cm以内掌背静脉采用离心静脉穿刺法提高了静脉穿刺一次性成功率,保证治疗。可作为成人周围静脉破坏,穿刺困难的患者首选方法。

【关键词】  离心静脉穿刺;掌背静脉;成人;周围静脉破坏


    Observation on effect of metacarpeae dorsales centrifugal venipuncture on metacarpophalangeal joints venae

    XIE Zhi-rong.Emergency Department,Madao Branch Hospital of No.1 Hospital of Liangshan,Liangshan 615031,China

    [Abstract]  Objective  To evaluate effect of metacarpeae dorsales centrifugal venipuncture on metacarpophalangeal joints venae.Methods  The patients were devided into two groups at random,who suffered from chronic ill with long disease process and needed long or iterative transfusion.So circular veins were destroyed,venipuncture was difficult,patients were 34~90 years old,every group was 40 cases.Observation group:centrifugal venipuncture was applied for metacarpeae dorsales venae within 1~2 cm from metacarpophalangeal.joints.Contrast group:within peripheral vein(the four limbs surface veins) with routine venipuncture.Results  The effect of two groups by statisties method were compared.The venipuncture success rate,χ2=16.81,P<0.01,was remarkably different.Observation group was better than contrast group.Conclusion  The centrifugal venipuncture on metacarpeae dorsales venae within 1~2 cm from metacarpophalangeal joints raises venipuncture success rate by one time.To assure healing,It is the first choice for patients whose circular veins are destroyed and that venipuncture is difficult.

    [Key words]  centrifugal venipuncture;metacarpeae dorsales venae;adult;circular vein ruin

    成人的静脉穿刺常选用上肢肘正中静脉、头静脉、贵要静脉、手背静脉网;下肢大隐静脉、足背静脉网[1],但在临床上常遇到因患慢性疾病、病程长、需长期或反复输液,造成周围静脉破坏,出现变硬、不明显的现象。剩余能够看的静脉大多数在关节附近,给一次性穿刺成功造成困难。临床唯一能够看见静脉的是距掌指关节处1~2 cm以内掌背静脉,为了减少患者反复静脉穿刺的痛苦,提高静脉穿刺一次性成功率。在实践中我们在距掌指关节处1~2 cm以内掌背静脉采用离心静脉穿刺法[2],为了进一步验证,在2005~2006年急诊科内,我们对80例因患慢性疾病、病程长、需长期或反复输液,造成周围静脉破坏,穿刺困难,年龄34~90岁,需要静脉输液的笔者进行穿刺观察,报告如下。

    1  资料与方法

    1.1  一般资料  本组80例中,女52例,男28例,年龄34~90岁。随机分为观察组和对照组,每组40例。观察组女30例,男10例,在距掌指关节处1~2 cm以内掌背静脉,采用离心静脉穿刺法。对照组女22例,男18例,在周围静脉(四肢浅表静脉)采用常规静脉穿刺法。两组性别、年龄、病情比较,差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。

    1.2  方法

    1.2.1  穿刺方法  距掌指关节处1~2 cm以内掌背静脉采用离心静脉穿刺法:距掌指关节处有1~2 cm以内掌背静脉,一根或二根表浅小静脉[3],明显可见、富有弹性、直、强、血管充盈度较好。选择7号输液针头。按常规输液方法[4],备齐用物,仔细查对床号、姓名等,并做好解释,备胶布3条。用无菌技术的方法常规皮肤消毒,扎上止血带,嘱患者握拳,再次核对,排尽输液空气,护士背向患者,右手持7号输液针头,针尖斜面向上,与皮肤呈20°角,自静脉上方或侧方先刺入皮肤,沿静脉向心方向潜行刺入,见回血证明针头已进入静脉,穿刺成功后,松开止血带,打开输液开关,同时嘱患者松拳,用胶布固定穿刺针头,调节输液速度,一般为40~60 gtt/min,协助患者卧于舒适的体位。再次查对,观察患者无不良反应,整理用物,做好记录。

    周围静脉(四肢浅表静脉)采用常规静脉穿刺法:周围静脉(四肢浅表静脉)血管明显可见,富有弹性,充盈度较好。选择7号输液针头。备齐用物,仔细查对床号、姓名等,并做好解释,备胶布3条。用无菌技术的方法常规皮肤消毒,扎上血止带,嘱患者握拳,再次核对,排尽输液空气,护士面向患者,右手持7号输液针头针,针尖斜面向上,与皮肤呈20°角,自静脉上方或侧方先刺入皮肤,沿静脉向心方向潜行刺入,见回血证明针头已进入静脉,穿刺成功后,松开止血带,打开输液开关,同时嘱患者松拳,用胶布固定穿刺针头,调节输液速度,一般为40~60 gtt/min,协助患者卧于舒适的体位。再次查对,观察患者无不良反应,整理用物,做好记录。

    1.2.2  评价方法  比较两组一次性穿刺成功率。静脉穿刺一次性成功,患者局部无肿胀、疼痛,能够保证治疗。

    1.3  统计学方法  采用χ2检验,P<0.05为差异有统计学意义。

    2  结果

    两组静脉穿刺后效果见表1。

    3  讨论

    对照组在周围静脉(四肢浅表静脉)用常规静表1  两组静脉穿刺后成功率比较  注:两组比较,χ2=16.81,P<0.01

    脉穿刺法,临床因患慢性疾病、病程长、需长期或反复输液,造成周围静脉过度破坏,出现变硬、不明显的现象。剩余能够看的静脉大多数都在关节附近,即便能够穿刺成功,胶布固定时非常困难,往往在胶布固定时,一不小心,针头便穿破血管,造成失败。用常规静脉穿刺法不能保证一次性穿刺成功。本次观察对照组一次性穿刺成功率为47.5%,显著低于观察组(χ2=16.81,P<0.01)。距掌指关节处1~2 cm以内掌背静脉,有一根或二根表浅小静脉,明显可见、富有弹性、直、短、血管充盈度较好,由于距指关节近、静脉长度有限,采用离心静脉穿刺法,提高静脉穿刺一针性成功率,减少反复穿刺,保护了血管,给下次穿刺提供条件;并且增大固定面积,固定方便;同时避开活动关节,减少输液渗漏;输液速度也不受限制;同时适用于下肢距关节部位常规静脉穿刺有困难的患者。缺点:因血管比较小,输对血管有刺激药应减慢滴速。实践证明,距掌指关节处1~2 cm以内掌背静脉采用离心静脉穿刺法是成人周围静脉过度破坏的首选方法。

【参考文献】
  1 姜安丽.新编护理学基础.北京:高等教育出版社,1999,405-409.

2 汪在华,施兰娇.肥胖婴儿示指根部静脉穿刺效果的探讨.护理学杂志,2000,15(2):95.

3 郑思竞.人体解剖学.北京:人民卫生出版社,1987,46-241.

4 李小萍.护理学基础操作技术指导.北京:人民卫生出版社,2001,110-112.


作者单位:615031 四川凉山,凉山州第一人民医院马道分院(原西昌铁路医院)急诊科

日期:2008年6月5日 - 来自[2008年第5卷第1期]栏目

沉降系数测定

沉降系数测定是分析离心机最主要的用途。通常只需要几十毫克甚至几十微克样品,配制成1~2毫升溶液,装入分析池,以几小时的分析离心,就可以获得一系列的样品离心沉降图。根据沉降图可以作样品所含组分的定性分析,亦可以测定各组分的沉降系数和估计分子大小,作样品纯度检定和不均一性测定,以组分的相对含量测定。
  1.原理
  沉降系数的测定原理就是在恒定的离心力场下测定样品颗粒的沉降速度。因为样品颗粒很小,不能直接看到它们的沉降运动,所以把离心时样品颗粒的界面移动速度看作是样品颗粒的平均沉降速度。通常使用Schlieren和吸收光学系统来记录界面沉降图。在沉降图中样品界面一般表现为一个对称的峰,峰的最高点代表界面位置。通常沉降系数测量精度为±2%,但是如果面界图型表现为不对称峰型,或希 望沉降系数测量精度达到±1%或更小的情况时,按峰的最高点作为界面位置就不够了这时应该使用二阶距法计算界面位置。
  2.沉降系数测定实例
  ⑴样品:牛血清白蛋白
  ⑵样品溶液与离心:按0.6%浓度将牛血清白蛋白溶于0.14M NaCl、0.01M磷酸缓冲液中,pH7.0。用12mm厚双槽分析池,一边加入溶液一边加入溶剂,约各0.3ml。分析池与平衡池平衡重量,使平衡池比分析池轻0.5g以内,然后分别装入分析转头。分析转头装于分析离心为什么,关转动腔,抽真空。开 Schlieren光光源,选择工作速度一60000转/分,离心室温。转动腔达到真空后离以机开始运转加速,此时在观察窗口可以看到离心图型。达到工作速度后即为恒速离心。待看到样品峰的尖端后即可以6分 钟间隔照相,共照6张。照完相即可关机,取出样品液,清理转头和分析池。照相用强反差显影冲洗后即得Schlieren光路沉降图形照片。
  ⑶沉降图象测量:Schlieren沉降图可以用比长仪,读数显微镜,或投影仪测量。要求测量的横向量程为6cm,测量精度应优于10μm。通常读数显微镜已能满足要求。投影仪可以使图象放大于屏幕上,读测比较容易,眼睛不易疲劳。测量时把沉降图象的底片放于测量仪器上,使液面的垂直线与测量仪中的垂直线重合,然后用十字标线依次测量内参孔,液面,界面峰尖,和外参考孔的位置,每个图象至少读测三次,取平均值。依次把每个图象依同样方法测量,把数据列成表5。
照相号 x1(mm) x2(mm) x3(mm) x4(mm) (x3-x1)/a log[5.65+(x3-x1)/a]
1 45.426 37.626 33.807 13.810 0.6125 0.7967
2 45.640 37.830 33.351 13.420 0.6485 0.7992
3 45.890 38.070 32.895 13.663 0.6854 0.8017
4 45.733 37.921 32.163 13.523 0.7161 0.8039
5 45.802 38.000 31.580 13.593 0.7507 0.8062
6 46.009 38.211 31.172 13.800 0.7830 0.8084
(4)沉降系数S的计算:沉降图测量完,先检查每一张图和第六张图的x2-x1值,二张图的x2-x1值的差应该小于界面峰位置的测量误差。实测x2-x1的差值为0.002,说明液面在离心30分钟内变动为 0.002mm。界面峰在30分钟内移动距离是第六号图的x1-x3减第一号图的x1-x3,是3.208mm,其峰位测量意味着允许为0.03。可内陆液面变动0.002mm远小于峰位测量误差0.03mm,说明离心时没有发生漏液。
  按a=(x4-x1)/1.7求算光路对分析池的放大倍数,然后按(x3-x1)/a求算界面峰离开内参考孔的实际距离,再按x=5.65+(x3-x1)/a求算界面峰离开旋转中心的实际距离,再由对数表求算logx植,计算数据亦列于表5中。
                       3.离心图象的分析
  当离心刚开始时如果见到有快速沉降的峰,几分钟内就到达分析池底部,一般多是由于样品发生部分聚合形成快速沉降的高聚物,如蛋白质样品液遇到某些变性因素时会部分变性而沉淀。离心达速后样品的的记心图象显示一个对称的峰形,一般可以认为样品是离心均一的。但是对样品的真正均一性还应用其他方法进一步检测,如电泳,层析等。某些混合样品偶然亦会给出一个对称峰的。峰形通常会随时间而扩展,这是由于样品扩散的结果。但如果峰形扩展很快,则该样品可能是多分散性的。如果离心图象中表现几个峰,说明样品中有几个组分,每一个峰代表相应组分的沉降界面,因此可以测定每一个组分的沉降系数值。根据峰的面积可以测量组分的浓度值。
  有时离心的图象表现出一个不对称的峰,这可能是由于下列几种情况所致。①几个沉降系数接近的组分峰形重叠,
②样品是多分散性的,其分子量分布不均匀,③某些相互作用强的高分子,其沉降速度对浓度依赖很大,如DNA,多糖分子,若测定于高浓度,在界面区由于浓度变化造成沉降速度不一致而致峰形呈不对称分布。这类样品在更大浓度时甚至会形成一非常尖锐的界面,在离心沉降图中表现成一根垂直线,看不到任何峰形。根据这种图形测定沉降系数误差将很大。通常这类样品应该测定于很稀的浓度,此条件下分子相互作用变小,界面扩展的峰形,才可以测到正确的沉降系数。
  4.样品的纯度和浓度测定
  分析离心机可以测定样品的纯度和浓度,这亦是分析离心用途。通常样品的离心图形表现一个对称峰形时,可认为该样品是离心均一的。但是在作纯度测定时还要注意样品的测定浓度,应该使样品测定浓度大于测定方法的灵敏度一百倍以上,测定才有意义。譬如Schlieren光路对该样品测定灵敏度为 0.1mg/ml,那么该样品测纯度时的浓度应该是90mg/ml。假如选用样1mg/ml浓度测定,沉降图形即使表现单一峰,仍不能确定其纯度是0%还是99%。如果样品是多组分的,离心图中表现几个峰,根据每个峰的面积与所有峰的总面积的比值可以得到每个组分的相对浓度值。在计算时应该考虑辐射稀释效应,即把各个组分的面积值根据其所在位置用辐射稀释公式校正到液面处的值,然后计算相对。还要注意这样的浓度估测是建立在各个组分具有相同的折射率比值的假设基础上的。根据峰形面积结合该组分的浓度与折射率比值和仪器常数还可以计算该组扫的绝对浓度值。
  5.带状沉降法
  带状沉降法类似于速率区带离心法。方法使用合成界面池,在池中预先加入0.55ml的1M NaCl溶液,然后地2000转/分转速下铺上0.01ml样品液,然后加速到30000转/分,用吸收光路记录样品沉降图形。由于NaNl向样,品带扩散形成一密度梯度区,可以稳定沉降的样品区带。样品中如果有多个沉降系数不同的组分,它们将依各自的沉降速度呈区带沉降。利用这个方法可以检定样品纯度,估测组成的相对含量和沉降系数。适用于微量的核酸和病毒样品的分析测定。
日期:2008年2月2日 - 来自[实验数据]栏目

分子生物学实验室常用仪器使用方法与保养

分子生物学操作中会涉及一系列仪器,使用不当导致实验失败、减少仪器使用寿命或损坏仪器。因此在进行操作前细致地了解各种仪器的使用方法及注意事项,是使后继实验事半功倍的一个必要准备。
 
冷冻离心机
低温分离技术是分子生物学研究中必不可少的手段。基因片段的分离、酶蛋白的沉淀和回收以及其它生物样品的分离制备实验中,都离不开低温离心技术,因此低温冷冻离心机已成为分子生物学研究中必需的重要工具。
使用方法:
1.离心机应放置在水平坚固的地板或平台上,并力求使机器处于水平位置以免离心时造成机器震动。
2.打开电源开关,按要求装上所需的转头,将预先以托盘天平平衡好的样品放置于转头样品架上(离心筒须与样品同时平衡),关闭机盖。
3.按功能选择键,设置各项要求:温度、速度、时间、加速度及减速度,带电脑控制的机器还需按储存键,以便记忆输入的各项信息。
4.按启动键,离心机将执行上述参数进行运作,到预定时间自动关机。
5.待离心机完全停止转动后打开机盖,取出离心样品,用柔软干净的布擦净转头和机腔内壁,待离心机腔内温度与室温平衡后方可盖上机盖。
注意事项:
1.机体应始终处于水平位置,外接电源系统的电压要匹配,并要求有良好的接地线。
2.开机前应检查转头安装是否牢固,机腔有无异物掉入。
3.样品应预先平衡,使用离心筒离心时离心筒与样品应同时平衡。
4.挥发性或腐蚀性液体离心时,应使用带盖的离心管,并确保液体不外漏,以免腐蚀机腔或造成事故。
5.擦拭离心机腔时动作要轻,以免损坏机腔内温度感应器。
6.每次操作完毕应作好使用情况记录,并定期对机器各项性能进行检修。
7.离心过程中若发现异常现象,应立即关闭电源,报请有关技术人员检修。
附:相对离心力与每分钟转速的换算
离心机的转速,在以前实验资料中一般以每分钟多少转来表示。由于离心力不仅为转速函数,亦为离心半径的函数,即转速相同时,离心半径越长,产生的离心力越大。因此仅以转速表达离心力是不够科学的,近年来主张用相对离心力(RCF)来表示比较合理。现在国际资料中,已改用相对离心力来表示。
两者的互换公式如下:


PCR扩增仪:
目前各公司提供的PCR仪操作方法各有不同,按其操作说明进行操作。
值得提出的是,在使用一定时期后,样品孔的实际温度与仪器显示温度有时会有较大差异,应当请厂商的技术支持人员校对仪器的各项性能。
 
数字式酸度计:
一、 准备工作
1.仪器应平放在符合使用环境的工作台上,依视觉角度支起支架。
3.pH值的定位测量法:
(一)二点定位法(高精度测量方法)
(1)    连接好电极线路,将参比电极及活化满24h以上清洁的PH电极移入第一标准缓冲液pH1中(例pH1=4.00),待仪器响应稳定后,调节定位旋钮至仪器显示为“0.00”;
(2)    将电级系统从第1种标准液中取出,用去离子水冲洗干净后以滤纸吸干电级表面水份,移入第2种标准液(例pH2=9.18)中,仪器响应稳定后,调节斜率旋钮,使仪器显示为(△pH=pH1-pH2=9.18-4.00=5.18)此后斜率旋钮不可再动,除非更换电极系统;
(3)    斜率调节完成后,重新调节定位旋钮,使仪器显示第2种标准液的实际pH值(9.18),至此2点定位结束;
(4)    将电极从第2种标准液中取出冲洗、吸干后移入待测溶液中,仪器响应稳定后显示的数值即为待测溶液的pH值。
(二)一点定位法(粗略测量法)
(1)    将温度补偿旋钮调至溶液温度值;
(2)    向左将斜率补偿旋钮旋转至头;
(3)    将电级系统移入标准液中(一点法仅用一种标准液,如pH=4.00时),调节定位旋钮使仪器显示“4.00”;
(4)    取出电级冲洗吸干水分后移至待测溶液中,仪器响应稳定后显示的数值即为待测溶液的pH值。
三、温度的测量
1.将功能选择拨至温度档。
2.将温度探头插入插孔,并将温度探头置于环境条件或溶液中,仪器响应稳定后仪器显示值即为环境条件或溶液温度值。
四、注意事项
1.认真做好仪器使用前准备工作。
2.仪器通电后或测量过程中出现显示不稳或乱跳现象,应切断电源进行检查,如电压、预热时间及电极系统等是否正常。
3.使用不同电极应注意排除离子的干扰,选择好盐桥,必要时应使用离子强度固定剂。
4.电极系统从第1种溶液取出移入第2种溶液之前,须用去离子水或双蒸水清洗干净,再用滤纸吸干表面水分,以免影响测定结果的准确性。
5.仪器应存放于干燥、清洁无腐蚀的场所,每次测量结束后应关闭电源,退出电极及温度探头妥善保存。玻璃电极清洗后可浸于去离子水待用(注意水面不得低于玻璃球泡),甘汞电极清洁后套上橡皮帽置于配套盒中保存,当甘汞电极内充液泄漏或不饱和及盐桥中断时,应及时补充饱和内充液。
6.该类仪器均采用大规模集成电路,输入阻值较高,在对仪器内部进行任何零部件修理焊接时,应使用45W以下有良好地线的烙铁,无接地线烙铁应拨下电源插头焊接。
 
分光光度计
不同物质对不同波长入射光的吸收程度各不相同,从而形成特征性的吸收光谱。分光光度法不仅适应于可见光区,同时还可扩展至紫外光区及红外光区,因此给科研实验带来了极大方便。下面重点介绍分光光度计的使用及注意事项。
使用规则
1.接通稳压器电源,待稳压器输出电压稳定至200V后打开光度计电源,仪器自动进入初始化。
2.初始化约需时10 min,内容包括:①寻找零级光;②建立基线;③最后当显示器指示××nm时,,表明仪器完成初始化程序,可进入检测状态。
3.按要求输入各项参数,选择相应比色杯(玻璃或石英),将空白管、标准管及待测管依次放入比色皿架内,关上比色池盖。
4.以空白管自动调零。
5.试样槽依次移至样品位置,待数据显示稳定后按“START/STOP”键,打印机自动打印所测数据,重复上述步骤,直到所有样品检测完毕。
6.检测结束后应及时取出比色杯,并清洗干净放回原处,同时关上仪器电源开关及稳压器电源开关,做好使用情况登记。
注意事项
1.仪器初次使用或使用较长时间(一般为一年),需检查波长准确度,以确保检测结果的可靠性。
2.由于长途运输或室内搬运可能造成光源位置偏移,导致亮电流漂移增大。此时对光源位置进行调整,直至达到有关技术指标为止。若经调整校正后波长准确度、暗电源漂移及亮电流漂移三项关键指标仍未符合要求,则应停止使用,并及时通知有关技术人员检修。
3.每次检测结束后应检查比色池内有否溶液溢出,若有溢出应随时用滤纸吸干,以免引起测量误差或影响仪器使用寿命。
4.仪器每次使用完毕,应于灯室内放置数袋硅胶(或其它干燥剂),以免反射镜受潮霉变或沾污,影响仪器使用,同时盖好防尘罩。
5.仪器室应通常保持洁净干燥,室温以5-35℃为宜,相对温度不得超过85%。有条件者应于室内配备空调机及除湿机,以确保仪器性能稳定。
6.仪器室不得存放酸、碱、挥发性或腐蚀性等物质,以免损坏仪器。
7.仪器长时间不用时,应定时通电预热,每周1次,每次30min,以保证仪器处于良好使用状态。
电泳仪:
电泳技术是分子生物学研究不可缺少的重要分析手段。电泳一般分为自由界面电泳和区带电泳两大类,自由界面电泳不需支持物,如等电聚焦电泳、等速电泳、密度梯度电泳及显微电泳等,这类电泳目前已很少使用。而区带电泳则需用各种类型的物质作为支持物,常用的支持物有滤纸、醋酸纤维薄膜、非凝胶性支持物、凝胶性支持物及硅胶-G薄层等,分子生物学领域中最常用的是琼脂糖凝胶电泳。所谓电泳,是指带电粒子在电场中的运动,不同物质由于所带电荷及分子量的不同,因此在电场中运动速度不同,根据这一特征,应用电泳法便可以对不同物质进行定性或定量分析,或将一定混合物进行组份分析或单个组份提取制备,这在临床检验或实验研究中具有极其重要的意义。电泳仪正是基于上述原理设计制造的。下面简单介绍其使用方法及注意事项。
使用方法
1.首先用导线将电泳槽的两个电极与电泳仪的直流输出端联接,注意极性不要接反。
2.电泳仪电源开关调至关的位置,电压旋钮转到最小,根据工作需要选择稳压稳流方式及电压电流范围。
3.接通电源,缓缓旋转电压调节钮直到达到的所需电压为止,设定电泳终止时间,此时电泳即开始进行。
4.工作完毕后,应将各旋钮、开关旋至零位或关闭状态,并拨出电泳插头。
注意事项
1.电泳仪通电进入工作状态后,禁止人体接触电极、电泳物及其它可能带电部分,也不能到电泳槽内取放东西,如需要应先断电,以免触电。同时要求仪器必须有良好接地端,以防漏电。
2.仪器通电后,不要临时增加或拨除输出导线插头,以防短路现象发生,虽然仪器内部附设有保险丝,但短路现象仍有可能导致仪器损坏。
3.由于不同介质支持物的电阻值不同,电泳时所通过的电流量也不同,其泳动速度及泳至终点所需时间也不同,故不同介质支持物的电泳不要同时在同一电泳仪上进行。
4.在总电流不超过仪器额定电流时(最大电流范围),可以多槽关联使用,但要注意不能超载,否则容易影响仪器寿命。
5.某些特殊情况下需检查仪器电泳输入情况时,允许在稳压状态下空载开机,但在稳流状态下必须先接好负载再开机,否则电压表指针将大幅度跳动,容易造成不必要的人为机器损坏。
6.使用过程中发现异常现象,如较大噪音、放电或异常气味,须立即切断电源,进行检修,以免发生意外事故。
 
分析天平:
分析天平是定量分析工作中不可缺少的重要仪器,充分了解仪器性能及熟练掌握其使用方法,是获得可靠分析结果的保证。分析天平的种类很多,有普通分析天平、半自动/全自动加码电光投影阻尼分析天平及电子分析天平等。下面就电子分析天平的使用方法及注意事项做一介绍。
操作方法
1.检查并调整天平至水平位置。
2.事先检查电源电压是否匹配(必要时配置稳压器),按仪器要求通电预热至所需时间。
3.预热足够时间后打开天平开关,天平则自动进行灵敏度及零点调节。待稳定标志显示后,可进行正式称量。
4.称量时将洁净称量瓶或称量纸置于称盘上,关上侧门,轻按一下去皮键,天平将自动校对零点,然后逐渐加入待称物质,直到所需重量为止。
5.被称物质的重量是显示屏左下角出现“→”标志时,显示屏所显示的实际数值。
6.称量结束应及时除去称量瓶(纸),关上侧门,切断电源,并做好使用情况登记。
注意事项
1.天平应放置在牢固平稳水泥台或木台上,室内要求清洁、干燥及较恒定的温度,同时应避免光线直接照射到天平上。
2.称量时应从侧门取放物质,读数时应关闭箱门以免空气流动引起天平摆动。前门仅在检修或清除残留物质时使用。
3.电子分析天平若长时间不使用,则应定时通电预热,每周一次,每次预热2h,以确保仪器始终处于良好使用状态。
4.天平箱内应放置吸潮剂(如硅胶),当吸潮剂吸水变色,应立即高温烘烤更换,以确保吸湿性能。
5.挥发性、腐蚀性、强酸强碱类物质应盛于带盖称量瓶内称量,防止腐蚀天平。
2.通电前应按工作电源要求检查电压是否符合要求,若电源波动太大,应经交流稳压后再送接仪器。
3.电源应用良好接线,以消除外界干扰,使用搅拌器时,务必使搅拌器外壳与仪器接地端相连。
4.接通仪器电源,经10min预热后,可进行测量工作。
二、pH(酸碱度)测量
1.将功能选择拨至“pH”档,调节定位旋扭,斜率补偿旋钮及温度补偿旋钮显示值应有相应变化。
2.通过仪器温度档测定标准液及待测样品液温度(要求两种液体温度保持一致,以减少测定误差),并用温度补偿旋钮调节至溶液实际温度值。


 

日期:2008年2月2日 - 来自[实验技术]栏目

离心技术原理与类型

离心技术原理与类型
离心是蛋白质、酶、核酸及细胞亚组分分离的最常用的方法之一,也是生化实验室中常用的分离、纯化或澄清的方法。尤其是超速冷冻离心已经成为研究生物大分子实验室中的常用技术方法。
离心机(centrifuge)是实施离心技术的装置。离心机的种类很多,按照使用目的,可分为两类,即制备型离心机和分析型离心机。前者主要用于分离生物材料,每次分离样品的容量比较大,后者则主要用于研究纯品大分子物质,包括某些颗粒体如核蛋白体等物质的性质,每次分析的样品容量很小,根据待测物质在离心场中的行为(可用离心机中的光学系统连续地监测),能推断其纯度、形状和相对分子质量等性质。这两类离心机由于用途不同,故其主要结构也有差异。
离心原理
将样品放入离心机转头的离心管内,离心机驱动时,样品液就随离心管做匀速圆周运动,于是就产生了一个向外的离心力。由于不同颗粒的质量、密度、大小及形状等彼此各不相同,在同一固定大小的离心场中沉降速度也就不相同,由此便可以得到相互间的分离。
离心力和相对离心力
溶液中的固相颗粒做圆周运动时产生一个向外离心力,其定义为:
F = mω2r
式中:
F 为离心力的强度; m 为沉降颗粒的有效质量;
ω 为离心转子转动的角速度,其单位为rad/s;
r 为离心半径(cm),即转子中心轴到沉降颗粒之间的距离。
很显然,离心力随着转速和颗粒质量的提高而加大,而随着离心半径的减小而降低。目前离心力通常以相对离心力Fcf 表示,即离心力F 的大小相对于地球引力(G)的多少倍,单位为g,其计算公式如下:
Fcf = 1.119×105(h)2r×g
可以看出,在同一转速下,由于f 的不同,Fcf相差会很大,实际应用时一般取平均值。在离心实验的报告中,Fcf、r 平均、离心时间t 和液相介质等条件都应表示出来,因为它们都与样品的沉降速度有直接的联系。显然Fcf是一个只与离心机相关的参数,而与样品并无直接的关系。
沉降速度与沉降系数
一个颗粒要沉降,它必须置换出位于它下方等体积的溶液,这只有当颗粒的质量大于被置换出的液体的质量时才能通过离心的手段达到,否则,在离心过程中颗粒将发生向上漂浮,而不是下沉。当颗粒在运动时,不论方向如何,它都要穿过溶剂分子,所产生的摩擦力总是与颗粒运动的方向相反。
摩擦力的大小与颗粒的运动速度成正比,并且受颗粒的大小、形状及介质性质的影响:
式中:
f 为颗粒在济剂中的摩擦系数.与颗粒的大小、形状及介质性质相关;
v 为颗粒的沉降速度。
由于离心力的存在,颗粒将加速运动直到摩擦力与离心力相等。在这种情况下,颗粒所受到的净作用力为零,颗粒将以最大速度运动。
式中 Mp 和M s 分别为颗粒的质量及等体积的溶剂的质量。
上式中的Mp 和M s 很难确定,为了建立分子大小与沉降系数之间的关系,引入了沉降系数这一新的概念。沉降系数定义为沉降速度与离心力的比率或单位离心场中颗粒的沉降速度,它以svedberg单位计算,1S=1×10-13 s。例如,核糖核酸酶A 的沉降系数为1.85×10-13 s,即可记作1.85S。
近年来,在生物化学、分子生物学及生物工程等书刊文献中,对于某些大分子化合物,当它们的详细结构和分子量不很清楚时,常常用沉降系数这个概念去描述它们的大小。如核糖体RNA(rRNA)有30 s 亚基和50s 亚基,这里的s 就是沉降系数,现在更多地用于生物大分子的分类,特别是核酸。
日期:2008年2月2日 - 来自[实验技术]栏目

离心的基础知识

Centrifugation is a process used to separate or concentrate materials suspended in a liquid medium. The theoretical basis of this technique is the effect of gravity on particles (including macromolecules) in suspension. Two particles of different masses will settle in a tube at different rates in response to gravity. Centrifugal force (measured as xg, gravity) is used to increase this settling rate in an instrument called a centrifuge. Two common examples of the use of centrifugal force are: (1) When you do the "around the world" trick with a yo-yo, it is centrifugal force that makes the yo-yo body stay at the end of the string as you rotate it; and (2) When you wash clothes in a washing machine, it is centrifugal force generated in the "spin" cycle that forces water out of the fabric to facilitate faster drying.

Centrifuges are devices used in a variety of scientific and technical applications which spin carrier vessels (centrifuge tubes) at high rotation speeds and very high centrifugal force. The centrifugal force (expressed as # gravities or, # xg) generated is proportional to the rotation rate of the rotor (in rpm) and the distance between the rotor center and the centrifuge tube. Therefore, a given centrifuge may use multiple rotor sizes to give flexibilty in choosing centrifugation conditions. Each centrifuge has a special graph, a nomograph, or a table which relates rotation rate (rpm) to centrifugal force (xg) for each size of rotor it accepts.

Typically, the material to be "spun" is placed in a centrifuge tube which is then placed in a rotor. The rotor is a generally a dense metal which dissipates heat quickly, and is of sufficient mass that it generates momentum, i.e., once its spinning it requires little energy to keep it going. Centrifuges generally work under vacuum and are refrigerated to reduce heating caused by frictional forces as the rotor spins. Rotors are usually stored in refrigeration units to keep them at or near the operating temperature.

Because centrifuges come in all shapes and sizes, and the rotors vary, the universal and transferable unit of centrifugation is centrifugal force (xg). In lab write-ups you should report the centrifugation force used (#gravities) because it is the transferable unit between different centrifuges.

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Differential Centrifugation

The most common technique, called differential centrifugation, is used to separate particles from a liquid medium or to separate particles of different masses into separate fractions of the supernatant. We will use this technique in a several ways in this course.

1. In the Bio s42 Amylase lab we will use centrifugation to pellet the cellular debris and excess starch during the enzyme extract preparation. The enzyme, which is soluble, will remain in the supernatant. During the actual experiment, we will use centrifugation to separate the enzyme (soluble) from its substrate (insoluble amylose-azure) to stop the reaction.

2. In the molecular labs we will use centrifugation to promote a chemical reaction by forcing small quantities of reactants together in the bottom of microcentrifuge tubes. We will also use centrifugation to prepare bacterial cells for transformation by alternately pelleting them and then resuspending them with different chemical solutions.

3. In the Hill Reaction lab we will use a multi-step differential centrifugation (Fig. 9-3) to isolate cell organelles (chloroplasts) from crude cellular homogenate. Because the organelles have much less mass than the cell wall components, the first pellet that forms at low centrifugal force is primarily cellular debris. The organelle fraction is then pelleted at higher centrifugal force.

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Centrifuge Cautions:

These cautions presume you have had proper instruction in the use of the centrifuge OR have read the instruction manual thoroughly.

1. Make sure the correct rotor is being used and that it is installed properly on the spindle.

2. Balance the load in the rotor - every tube must have a balance tube in the opposite slot with the same volume of fluid.

3. Make sure you are using the appropriate centrifuge tube for the job - they can rupture at too high a speed.

4. Pre-cool the centrifuge and the rotor. Rotors should be stored in a refrigerator.

5. DO NOT attempt to override any safety features of the centrifuge.

6. NEVER leave the centrifuge unattended until it reaches maximum speed and is going smoothly.

7. When in doubt, ASK FOR HELP.

日期:2008年2月2日 - 来自[实验技术]栏目
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