超滤离心管里的“分子筛“革命 | 解锁实验室样品浓缩效率翻倍密码

2025/04/25



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超滤离心管简介

超滤离心管是一种基于分子大小差异,利用离心力进行膜选择性过滤的设备,小分子物质透过超滤膜进入滤液收集部分,而大分子物质被截留在超滤膜上方,主要用于生物样品(含抗原、抗体、酶、核酸、噬菌体等)的浓缩、换液和纯化分离,具有快速和高回收率(>90%)等优点。

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使用方法

  1. 滤器选型:根据目标分子量和样本量选择截留分子量和容量规格合适的超滤离心管;

  2. 预清洗/平衡:使用前用去离子水或缓冲液清洗超滤膜;

  3. 加样离心:将样本加入超滤离心管,盖好盖子,放入离心机中,按推荐转速和时间进行离心。

  4. 回收浓缩液:离心结束后,可用吸管直接吸取回收浓缩液。

 

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应用范围

  • 生物医学领域:用于蛋白质、核酸等生物大分子的浓缩、纯化和脱盐,以及病毒浓缩、药物筛选等。

  • 环境监测领域:用于水样分析与监测,去除杂质和溶解物,提高分析结果的准确性。

  • 食品科学领域:用于分离和浓缩饮品、啤酒等食品中的成分,提升食品品质。

  • 化学分析领域:用于样品预处理、溶剂去除和样品浓缩,为化学分析提供可靠方法。

 

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常见规格

以Pall™的超滤离心管为例,从内管/外管的体积分类看,有三种,分别是0.5/2mL、5/15 mL、20/50mL; 从分子量看除常规的1K、3K、10K、30、100KD、300KD规格。

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选型关键策略

超滤浓缩管的选型需综合考虑目标分子特性、样品性质、膜材料、操作流程、实验需求及设备兼容性等因素。以下是基于多篇文献的综合分析与建议:

1. 截留分子量(MWCO)选择

  • 定义:MWCO是膜对特定分子截留率≥90%时的分子量阈值。例如,100kDa膜可截留90%以上的100kDa球形蛋白。若目标分子为近似球形结构(非线性分子),可选择等于或略小于目标分子量的MWCO以平衡回收率与流速。

  • 以Pall™为例:X=欲浓缩物质平均分子量 /滤膜截留分子量=3-6。 若需提高流速,则选择MWCO较大的膜,如比截留蛋白分子量小3倍;在处理的样品希望报证最大回收时, 应尽量选用X=6。

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2. 膜材特性选择

  • 再生纤维素膜(RC):低蛋白吸附,适合生物分子(蛋白、核酸)浓缩,但化学耐受性较低(pH 2-8)。

  • 聚醚砜膜(PES):化学稳定性高(pH 1-14),通量大,低吸附,适合复杂样品(如含高盐或有机溶剂)。

3. 离心参数优化

  • 倒转离心技术:部分型号支持反转回收,可将回收率提升至95%以上,避免枪头吸液导致的吸附损失。

  • 离心力:根据型号说明书推荐参数选择合适的离心力(如Amicon Ultra-15 、Macrosep™50mL推荐5000xg)和离心时间。

  • 流速优化:高粘度样品需降低离心力或更换更大MWCO膜。

  • 温度:低温(4℃)离心需延长离心时间以避免样品粘滞。

先验Tips:若样品首次测试超滤,可采用“少时多次”进行参数摸索,如(5000xg,5min)进行多次操作,观察组分透过情况。

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膜材质与化学兼容性

Pall™超滤浓缩管的化学兼容性主要取决于其膜材质和外壳材料。

  • Omega膜(改性聚醚砜)耐受pH范围 1-14,适用于强酸、强碱及极端pH条件下的实验。兼容多种有机溶剂(如乙醇、丙酮),但需注意溶剂浓度和接触时间。低非特异性蛋白结合率,减少样品损失。适合处理生物大分子(如蛋白质、核酸)及复杂缓冲液体系。

  • Supor膜(聚醚砜)耐受pH 1-14,化学稳定性与Omega膜类似,但可能对某些有机溶剂的耐受性略低。常用于脱盐、缓冲液交换及病毒浓缩。

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