常用的塑料耗材其管壁表面看起来十分光滑,但对于水分子和溶质分子来说却完全不是这样。下图是不同品质吸头内壁的显微图象,从中我们可以清楚地看到其各自管壁表面的结构。
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图1显示的是普通吸头内壁表面。在50×显微镜下清晰可见深浅大小不一的凹坑,且边缘粗糙;放大到500倍时可见很多较小的孔洞,大小深浅不一而足,有的甚至贯穿内外壁;放大5000倍时则可以清楚地看到管壁表面大量的毛刺和细丝,它们长短不一,或似草木独立或纠结成团。
图2显示的是经过硅化处理之后的低吸附吸头内壁表面。可以看到,小的凹坑和孔洞都已被填平,满布毛刺细丝的表面变得光滑了,剩下的少数一些大凹坑明显变浅,且边缘光滑。
(图片来源:Axygen公司网站) |
清楚了吸头内壁的结构之后,我们常见的一些实验现象也就容易解释了。例如:
(1)液体挂壁:液体从如此粗糙的表面经过,当然会滞留一部分,再加上电化学吸附作用,液体损失量就相当客观了。国外研究表明,当使用普通吸头取液量小于2ml时,因挂壁而导致的样品损失平均超过20%(数据来源:Axygen公司网站),尤其是当取用高粘稠度的试剂(如酶制剂等)时,样品损失量会更大。
(2)预混反应液体积减少:比如当配制PCR反应的mix时,如果计划做10个反应,我们一般都要按12个反应的量配制才够最终的分配。加样枪不准只是次要原因,主要原因就在于每次取样时的液体损失。
(2)样品变性:具有长线形结构的大分子,如核酸和多肽等,其分子会缠绕或勾挂在管壁上,这是导致大分子降解变性的机械剪切力的主要原因,并且吸头内径越小、吸打样品的速度越快,其导致分子变性的作用就越强。
三、金麦克产品的低吸附性 |
| 下图是以200ml吸头为例,对进口品(Axygen)、国产品(海门)和尤特莱博®产品的吸附性进行的比较。 |
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关于图1-3的说明:
1、 本对比实验中取用的蓝色液体为TaKaRa公司生产的rTaq酶套装中配送的6×Loading buffer稀释到2×的溶液。
2、 实验方法:
(1) 对比1ml吸头时,各吸取750μl然后以同样速度将加样枪一次打到底,观察液体在吸头内壁残留情况;
(2) 对比200μl吸头时,各吸取150μl然后以同样速度将加样枪一次打到底,观察液体在吸头内壁残留情况;
(3) 对比10μl吸头时,各吸取10μl然后以同样速度将加样枪一次打到底,观察液体在吸头内壁残留情况。
3、 图中I类制品为Axygen标准制品,II类制品为国产普通制品,III类制品为尤特莱博低吸附制品。
四、如何鉴别高品质的塑料耗材
可以从以下六方面进行对比(以200μl黄色吸头为例,其它种类可参照),从而确认耗材品质,以保证不同实验对耗材品质的要求: |
检测项目 |
检 测 方 法 及 性 状 表 现 |
检测方法 |
尤特莱博®低吸附品 |
普通制品(包括国产及进口产品) |
表面光滑度 |
直接观察 |
视觉:吸头颜色相对发白,表面反光亮度明显较普通吸头高。听觉:抓一把吸头使其下落或相互碰撞时,声音清脆、较响。触觉:1、触摸吸头时手感明显光滑。
2、捏整包吸头时,吸头在袋内滑动自由,两手指可轻易相触。 |
视觉:吸头颜色为原色,表面反光亮度相对明显较低。听觉:抓一把吸头使其下落或相互碰撞时,声音较钝,不清脆。触觉:1、触摸吸头时手感较涩。2、捏整包的吸头时,吸头在袋内滑动不畅,两手指不易相触。 |
表面吸附性 |
连续取液检测 |
吸取20ml琼脂糖电泳的6×上样缓冲液再打出,连续取液16次之后,在内壁出现体积约1ul的残留液滴;连续取液30次之后出现体积约2ml的残留液滴。 |
吸取20ml琼脂糖电泳的6×上样缓冲液再打出,1次取液之后在内壁就出现体积超过2ul的残留液滴;2次取液之后残留液滴体积超过5ml。 |
RNase污染 |
标准定量保温实验 |
检测不到耗材浸洗液RNase活性。 |
从某些批次耗材的浸洗液中可检测到不同强弱程度的RNase活性。 |
DNase污染 |
标准定量保温实验 |
检测不到耗材浸洗液DNase活性。 |
从某些批次耗材的浸洗液中可检测到不同强弱程度的DNase活性。 |
热原污染 |
细胞内毒素法 |
热原检测结果合格。 |
从某些批次耗材热原检测结果不合格。 |
机械强度 |
高温压和高速离心 |
高温/压后不会变形,高速离心后不破裂。 |
部分吸头在高温/压后会变形或弯曲,部分离心管在高速离心后会破裂。 |
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五、金麦克耗材是怎样做成的
1、 原材料的选择:选择高品质聚丙烯原料进行生产,加工过程中不添加废料和回收料。
2、 标准硅化工艺:成熟的标准化工艺,赋予制品以真正光滑的表面,同时进一步提高了化学稳定性、 憎水性和介电系数,从而极大提高了普通塑料制品的表面质量。
3、 标准净化工艺:多道无接触工艺进行的净化处理,确保最终制成品不会携带RNase、DNase和Pyrogen。
4、 先进的质控体系:自主研发的“半定量检测塑料制品RNase活性的标准技术体系”、“半定量检测塑料制品DNase活性的标准技术体系”和“细菌内毒素法检测塑料制品热原的标准技术体系”保证了产品品质和质量的稳定。
5、 分级小包装运输:采用保护性很强的分级小包装,有效防范运输和存放过程中因挤压使包装破损而导致的污染。
六、小资料:
实验室常规塑料耗材必须具备哪些品质特性?
常规塑料耗材一般必须具备的基本品质特征主要有:
1、 制品材料的品质特性:
主要技术指标包括有:化学稳定性、耐高温能力、机械强度(耐抗高压能力)、金属离子残留量、表面憎水性、透明度,等等。国际上一般使用的主要有聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酯(PC)、聚乙烯(PE)等类型的材料,根据各种材料品质特性的不同而制作不同用途的耗材。如我们日常使用的移液器吸头和微量离心管,其制作原材料为聚丙烯,各项技术指标都符合上述要求。
2、 制成品的品质特性:
主要包括有:机械强度、计量准确性、容器密闭性等,对于移液器吸头来说还包括与移液器的适配性、密合度等指标。
以上是对塑料耗材的基本品质要求,而对于实验室应用来说,为了满足实际操作的需要,还必须对它们进行进一步处理,使其具备更高的品质特性。下表按照处理技术的难易及复杂程度从低至高列举了这些高级品质要求及其处理方法: |
| 品质要求 |
处理方法 |
1、 |
无微生物污染 |
高温/压灭菌,或钴源照射灭菌 |
2、 |
无DNA污染 |
分级净化处理 |
3、 |
无DNA酶(DNase
free) |
4、 |
无RNA酶(RNase
free) |
5、 |
无热原(Pyrogen
< 0.05EU/ml) |
6、 |
低吸附 |
硅化处理 |
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七、 常规塑料耗材的品质缺陷有哪些?
在日常实验工作中,许多实验操作人员并没有根据实验类型的不同而区别使用不同品质的塑料耗材,而事实上,常规塑料耗材在品质上的缺陷会导致许多问题的出现。下表仅以常用的吸头、离心管为例列举一些与之相关的实验现象。 |
| 实验类型 |
现象 |
与耗材相关的原因 |
可能的解决方法 |
| 微量取样 |
微量取样时液体和样品取样不准确,如混合液体积少于各组分体积之和 |
液体吸附在吸头壁上不能完全打出 |
使用低吸附吸头 |
微量样品贮存 |
无法从管中完全吸取出样品液体 |
液体样品吸附在管壁上,无法吸出 |
使用低吸附离心管 |
RNA操作 |
RNA降解 |
吸头或离心管携带RNA酶 |
使用经净化处理的RNase free耗材 |
PCR反应(1) |
模板较少时可能产生假阴性结果 |
模板DNA分子吸附在管壁上未参与反应 |
使用低吸附PCR薄壁管 |
PCR反应(2) |
总是无法避免杂带(或假阳性) |
吸头或PCR管的DNA污染 |
使用经净化处理的无DNA污染耗材 |
内切酶反应 |
底物较少时可能产生假阴性结果 |
底物分子吸附在管壁上未参与反应 |
使用低吸附反应管 |
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