Những tiêu chuẩn nào cần chú ý khi lựa chọn một thiết bị cân?
Sức cân và khả năng đọc (Capacity and Readability)
Hãy chú ý vào việc xác định nhu cầu về khả năng đọc thực tế của bạn. Chi phí tăng đáng kể khi khả năng đọc tăng. Bạn cũng phải luôn nhớ rằng một cái cân có chất lượng thường có độ phân giải nội bộ tốt hơn độ phân giải hiển thị. Khi kích thước mẫu nhỏ, tính ổn định là một đặc điểm yêu cầu cao hơn trong cân phân tích.
Sự định cỡ (Calibration)
Hầu hết cân trong phòng thí nghiệm chất lượng cao sẽ tự định cỡ hoặc sẽ có một vài quả cân đi kèm để người sử dụng có thể làm.
Các ứng dụng
Hầu hết các ứng dụng thí nghiệm yêu cầu chỉ có một chức năng cân. Cân phân tích có thể có ứng dụng hiệu chỉnh sức nâng của không khí, hay sự xác định đường kính sợi. Các chức năng khác bao gồm:
• Kiểm tra cân. Đặt một khối lượng đích hay một khối lượng mong muốn; sau đó cân mẫu để kiểm tra nó có đạt trọng lượng đích hay không.
• Sự tích lũy. Tính toán lượng mà một công thức đã đặt trước được bổ sung dần bằng vật liệu đang được cân.
• Tổng số. Tính toán số mẫu có mặt dựa trên khối lượng kiểm chứng của một mẫu.
• Tính toán tác nhân. Áp dụng một mẫu đã cân vào một công thức để tính ra kết quả cuối cùng.
• Cân phần trăm. Một mẫu đã đo là biểu hiện cho bao nhiêu phần trăm của một lượng mong muốn đã đặt trước.
• In ra thông tin và khối lượng mẫu.
Giao diện máy tính
Một số thiết bị có thể chia sẻ dữ liệu với máy tính.
Bạn có thể tạo ra những số đo có thể tin tưởng và có thể tái tạo nhất như thế nào?
Kích thước vật chứa
Sử dụng vật chứa nhỏ nhất có thể phù hợp với nhiệm vụ cân để giảm ảnh hưởng của bề mặt và sức nâng.
Điều kiện mẫu
Nhiệt độ mẫu nên được cân bằng với nhiệt độ xung quanh và nhiệt độ của cân. Điều này sẽ ngăn chặn dòng đối lưu trên bề mặt. Những mẫu lạnh sẽ trở nên nặng hơn, và mẫu nóng sẽ nhẹ hơn.
Độ ẩm
Nếu môi trường cân có độ ẩm thấp, không nên sử dụng các vật chứa bằng nhựa, chủ yếu là bởi xu hướng tích điện tĩnh điện của chúng. Nên sử dụng những vật chứa có thành phần 100% thủy tinh bởi tính phi dẫn của chúng.
Thao tác mẫu
Nếu cần có độ phân giải cao (1mg hay nhỏ hơn), mẫu không nên để tiếp xúc với da người sử dụng. Chỉ một chút mồ hôi cũng làm tăng khối lượng và hút ẩm (lên tới 400 g). Cơ thể cũng sẽ truyền nhiệt lên mẫu, gây ra các vấn đề đã đề cập phía trên.
Vị trí đặt mẫu
Mẫu nên được đặt càng gần tâm đĩa cân càng tốt. Việc tải xa tâm gây ra mômen quay mà không thể được đối trọng hoàn toàn bởi thiết bị. Vấn đề này được gọi là lỗi tải xa tâm.
Mẫu hút ẩm
Cân mẫu trong vật chứa kín nhất.
Làm thế nào để bạn có thể giảm thiểu các cuộc gọi hỗ trợ?
Thiết bị cân lý tưởng nên được định cỡ hàng ngày, và một kĩ thuật viên được chứng nhận nên thi thoảng làm sạch cân và vật định cỡ để chúng giữ được độ chính xác. Có thể tránh nhiều vấn đề liên quan hơn bằng cách giảm thiểu việc sử dụng những vật này.
Nếu những thiết bị này bắt buộc phải sử dụng hay di chuyển, phải thực hiện rất cẩn thận. Việc đánh rơi vài inch cũng có thể gây ra phí tổn hàng nghìn dollar cho một cái cân phân tích. Nếu di chuyển, hãy sử dụng bao gói gốc của nó, cái mà được thiết kế riêng cho thiết bị của bạn. Tránh bất kỳ di chuyển nào mà có thể phá hủy sự định cỡ của một thiết bị.
MÁY LI TÂM (Kristin A.Prasauckas)
Lí thuyết và Chiến lược
Có phải tất cả các chiến lược li tâm tinh sạch qua một cơ chế hay không?
Li tâm theo vùng, hay vùng tốc độ, phân tách các phần tử dựa trên khối lượng, điều phản ánh hệ số lắng của phần tử. Mẫu di chuyển khoảng cách càng lớn, độ phân tách càng tăng. Kích thước trung bình của polyme nucleic acid tổng hợp thường được xác định bằng việc li tâm theo dải.
Li tâm mật độ cân bằng hay isopycnic phân tách dựa trên mật độ của phần tử, không phải kích thước. Các phần tử di chuyển tới một vị trí mà mật độ của phần tử hợp với mật độ môi trường li tâm. Sự tinh sạch DNA plasmid trên cesium chloride là một ví dụ của loại li tâm này. Voet và Voet (1995) và Rickwood (1984) đã trình bày những kĩ thuật và ứng dụng của việc phân tách isopycnic.
Việc tạo viên tròn khai thác các khác nhau trong tính tan, kích thước, hay mật độ để tập trung vật liệu ở đáy của ống li tâm (Hình 4.1). Rotor đề nghị cho những quy trình này được mô tả trong Bảng 4.1.
Hình 4.1: Các loại li tâm gradient mật độ
(a) Li tâm vùng tốc độ. Mẫu được tải lên trên đỉnh của gradient mật độ đã hình thành trước (trái), và sự li tâm tạo ra một loạt vùng các phần tử lắng theo các tốc độ khác nhau phụ thuộc vào kích thước phần tử (phải). (b) Li tâm isopycnic sử dụng một gradient mật độ đã hình thành trước. Mẫu được tải lên trên đỉnh của gradient (trái), và mỗi mẫu lắng cho tới khi nó đạt tới cân bằng gradient với mật độ của nó (phải). Do đó vị trí cuối cùng của mỗi loại phần tử trong gradient (vị trí isopycnic) được xác định bởi mật độ phần tử. (c) Li tâm isopycnic sử dụng gradient tự động. Mẫu được trộn với môi trường gradient để đưa ra một hỗn hợp có mật độ đồng nhất (trái). Trong suốt quá trình li tâm sau đó, môi trường gradient tái thiết lập để tạo ra một gradient mật độ và các phần tử mẫu xếp thành băng tại vị trí isopycnic của chúng (phải).
Theo cuốn Centifugation:APractical Approach (2ndEd.). 1984. Rickwood, D., ed. Reprinted by permission of Oxford University Press.
Những chiến lược nào để lựa chọn ra một chiến lược tinh sạch?
Có nhiều và có khả năng tái tạo các quy trình tinh sạch nucleic acid (Ausubel et al., 1998). Những phương pháp để phân lập tế bào và những phần tử dưới tế bào được cung cấp trong tài liệu nghiên cứu và bởi các nhà sản xuất các phương tiện li tâm. Nhưng thông thường chúng đòi hỏi sự tối ưu, đặc biệt khi mẫu của bạn có bản chất khác với cái được đề cập trong protocol.
Nếu bạn không thể tìm ra một protocol trong tài liệu và sách nghiên cứu, hãy liên hệ với nhà sản xuất phương tiện li tâm. Nếu bạn không thể thấy một tài liệu tham khảo chính xác cho mẫu của bạn, hãy nghĩ đến một protocol dành cho một mẫu có tính liên hệ. Nếu tất cả những cái đó đều thất bại, hãy tìm kiếm mật độ đã công bố của mẫu của bạn. Những nhà sản xuất các thiết bị và phương tiện li tâm có thể cung cấp sự hướng dẫn xây dựng gradient dựa trên mật độ mẫu của bạn. Rickwood (1984) cũng đưa ra chỉ dẫn tuyệt vời cho việc xây dựng gradient.
Máy li tâm nào phù hợp nhất với công việc của bạn?
Chiến lược li tâm của bạn sẽ chỉ ra sự lựa chọn máy li tâm, nhưng những hướng dẫn chung sẽ cung cấp một điểm khởi đầu. Một ví dụ được đưa ra trong Bảng 4.2.
Thực hành
Bạn có thể sử dụng bản kiểm kê rotor có sẵn hay không?
Hầu hết các rotor chỉ thích hợp với những máy li tâm của cùng một nhà sản xuất. Hãy xác nhận sự phù hợp của rotor với nhà sản xuất máy li tâm của bạn.
Điều gì là những lựa chọn của bạn nếu bạn không có quyền sử dụng rotor tương tự như đã nói trong một quy trình?
Cách lý tưởng là bạn nên sử dụng một rotor với góc và bán kính giống như được nói trong protocol. Nếu bạn phải làm việc với một thiết bị đổi, hãy nghĩ tới ảnh hưởng lực g của khổ rotor khi lắp vào với chiến lược li tâm của bạn. Lực g này là một đơn vị phổ biến để đo đạc, do đó lựa chọn một rotor dựa trên một lực g tương đương, hay RCF, sẽ tạo ta những kết quả có thể tái sinh được hơn là lựa chọn một rotor dựa trên đặc điểm rpm.
Sự chuyển đổi giữa RCF và rpm
Lực g= 11.18 x R (rpm/1000)2
Khổ rotor
Những protocol thiết kế cho rotor swinging-bucket có thể dễ dàng chuyển sang là một rotor fixed-angle. Sự chuyển đổi này cũng đúng.
Góc rotor
Góc rotor càng nông (càng gần với đường thẳng đứng), khoảng cách mẫu di chuyển càng ngắn, và quá trình li tâm diễn ra càng nhanh. Thông số này cũng làm thay đổi dạng của gradient tạo ra trong quá trình li tâm, và vị trí của vật liệu đã tạo viên. Rotor càng gần với đường ngang, viên vật liệu càng có hướng tạo thành ở đáy của ống li tâm (Hình 4.2).
Bán kính
Bán kính đưa ra nhiều ảnh hưởng lên rotor fixed-angle và horizontal. Lực g được tính như sau, và vẫn còn chính xác cho máy li tâm tiêu chuẩn và vi li lâm.
Lực g = 1.12 x 10-5 x r x rpm
r = bán kính (cm)
Lực li tâm có thể dc mô tả là một giá trị lớn nhất (g-max), nhỏ nhất (g-min), hay trung bình (g-tb). Nếu không có hậu tố nào đi kèm, người ta thừa nhận rằng quy trình đưa ra giá trị g-max. Các lực g khác nhau này được xác định cho mỗi rotor bởi nhà sản xuất.
Bán kính của rotor swinging bucket là khoảng cách giữa tâm rotor và đáy bucket khi nó nằm ngang hoàn toàn (Hình 4.2a). Bán kính rotor càng lớn, lực g càng lớn.
Khoảng cách giữa tâm rotor fixed angle và đáy khoang chứa ống quyết định bán kính của rotor fixed-angle (Hình 4.2b). Hơn nữa, lực g tăng ngay khi bán kính tăng.
Góc rotor càng lớn, khoảng cách mẫu phải di chuyển càng lớn trước khi nó tạo viên (Hình 4.2b). Khoảng cách di chuyển này cũng ảnh hưởng tới dạng gradient mật độ (Hình 4.3).
Yếu tố k của rotor fixed-angle cung cấp phương pháp dự đoán thời gian cần thiết để li tâm của các rotor fixed-angle khác nhau.
Yếu tố k là tiêu chuẩn để đánh giá hiệu quả tạo viên; những rotor với yếu tố k nhỏ (góc fixed hoặc vertical nhỏ) tạo viên hiệu quả hơn trong thời gian chạy nhỏ hơn. Yếu tố k cũng có thể xác định thời gian cần thiết để tạo gradient khi thay đổi giữa các rotor khác nhau. Yếu tố k có thể xác định bởi:
Phương trình (2) sử dụng yếu tố k để dự doán thời gian cần thiết để li tâm với các rotor fixed-angle khác nhau:
T1 là thời gian chạy (phút) cho protocol được thiết lập. Trước tiên, hãy xác định yếu tố k1 tại tốc độ tương ứng với rotor đã được đưa ra. Sau đó, xác định yếu tố k2 tại tốc độ lựa chọn cho rotor của bạn. Cuối cùng, tìm ra T2. Chiến lược này không phù hợp để chuyển các protocol giữa các loại rotor (fixed-angle, horizontal, và vertical).
Có nên li tâm những vật liệu dễ cháy, nổ, hay nguy hại sinh học trong thiết bị li tâm tiêu chuẩn hay không?
Những nhà sản xuất máy li tâm đề nghị rõ ràng là máy li tâm tiêu chuẩn phòng thí nghiệm không nên sử dụng cho bất kỳ vật liệu nào có khả năng gây cháy nổ, hay các phản ứng tỏa nhiệt mạnh. Có thiết bị chuyên dụng để li tâm những chất nguy hiểm.
Ống li tâm nào là phù hợp cho ứng dụng của bạn?
Một vật chứa mẫu bị vỡ hay thủng có thế phá hoại nghiêm trọng máy li tâm bởi phá rotor khỏi trạng thái cân bằng hoặc phơi các thành phần cơ và điện tới hóa chất gây hại.
Sự phá hoại có thể xảy ra tại bất cứ tốc độ nào. Hãy chỉ sử dụng những ống được đề nghị cho ứng dụng li tâm. Nếu không chắc chắn, hãy liên hệ với nhà sản xuất ống để đánh giá khả năng phù hợp.
Với xu hướng tiến tới mẫu kích thước nhỏ hơn và lượng vật liệu lớn hơn, vi đĩa ngày càng trở nên phổ biến. Những protocol khác yêu cầu lọ nhỏ và mặt nghiêng (slide). Đừng bao giờ cố gắng tạo thiết bị phỏng theo (adapter) của riêng bạn cho những vật chứa này; hãy hỏi nhà sản xuất rotor về sự đáp ứng của các thiết bị chuyên dụng.
Sự phù hợp
Sự vừa khít ống là đặc điểm then chốt, đặc biệt tại lực g lớn. Những ống và vật chứa quá lớn có thể bị kẹt trong rotor, khi ống lỏng có thể gây rò rỉ hay vỡ. Không bao giờ sử dụng các vật phỏng theo tự làm. Trong khi một ống bị vỡ không tốn kém, vật chứa không vừa có thể gây ra chi phí sửa chữa lớn.
Lực g
Lượng nhiều ống là không phù hợp cho li tâm ứng suất cao. Khi bạn băn khoăn về giới hạn của lực g, hãy liên hệ với nhà sản xuất ống. Nếu điều này không khả thi, bạn có thể kiểm tra ống bằng cách đổ đầy nước, li tâm ở rpm thấp, và kiểm tra ống về sự phá hủy hay dấu hiệu của ứng suất trong khi tăng chậm tốc độ.
Tính tương thích hóa học
Xác nhận độ bền của ống với nhà sản xuất. Vật chứa không bền với mẫu có thể vẫn không sao sau một hay vài lần li tâm nhưng chắc chắn nó sẽ bị yếu đi. Nên luôn kiểm tra độ bền hóa học bằng những biểu hiện chống chịu trước khi sử dụng. Sự li tâm lại sau đó có thể phá hủy bất kỳ vật chứa nào.