实验常用仪器原理和使用(广州中医药大学)

实验常用仪器的原理和使用目录（一）Tanon凝胶成像系统实验室各种离心机常见的消毒与灭菌各种PCR扩增仪电冰箱的原理和使用凝胶图像处理系统(Tanon-2500全自动系统)Tanon-2500数码凝胶图像分析系统把图像摄录、处理、打印一体化。采用高分辩率CCD，高质量、高清晰度，保证摄录凝胶图像在低照度下的灵敏度、不掉失条带。应用于DNA/RNA电泳凝胶(EB染色)、蛋白电泳胶、斑点杂交等方面成像和分析。Tanon-2500数码凝胶图像分析系统主要配置：1、CCD摄像头2、日本产近摄镜3、UVGel专用滤色镜片4、Tanon-2500抽屉式一体化全封闭透射,反射暗箱（预装白光反射灯）5、紫外透射仪：波长302nm，紫外透射面积20X20cm6、紫外/白光转换板。7、Tanon拍摄软件。8、GIS1D图像分析软件9、DotBlot分析软件10、ColonyCounter分析软件Tanon-2500成像系统的使用1、打开总电源开关。（位于凝胶分析仪的右侧的开关），开启电脑至WINDOWS处于正常工作状态。2、打开主机上层箱内电源开关。双击桌面上的“GIS”图标，进入软件，点击快捷栏上的按钮，系统出现以下界面：3、打开反射白灯灯开关。调节光圈大小，使画面内能观察到图像。在计算机显示屏上观察凝胶是否已全部在显示区域内：如凝胶位置不在画面中央，请重新移动凝胶位置；如画面内未能将凝胶拍全，请调节变焦。4、关闭反射灯开关，打开透射灯开关。5、观察计算机上显示的图像，重新调节光圈大小注意避免图像过亮出现光晕。调节焦距，使图像清晰。6、拍摄并保存，完毕请立即关闭灯源电源！7、工作完毕，关闭软件窗口。8、若长时间不进行拍摄，请将机箱电源、电脑关闭。Tanon拍摄软件GIS1D图像分析软件进行分子量的分析进行标准量（含量）的分析以GIS分析软件 格式 pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载 添加文字项图像的任意角度旋转PCR分析：通过在人工指定区域内，设定或自动计算背景值，系统计算出该条带区域条带数值大于该背景值的数据DotBlot分析软件ColonyCounter分析软件Tanon-2500成像系统配套软件的功能：仪器使用的注意事项：1、仪器配套的电脑希望不要上网，以保证Windows系统平台正常运行与实验资料的安全2、电脑开启时请勿突然断电，以防硬盘损坏导致实验资料的丢失3、电脑及主机电源开启时，请勿插拔信号连接线以防烧坏硬件4、实验资料定期备份，以保证实验资料的安全5、如用紫外灯源，拍摄完毕请立即关闭灯源电源！以延长紫外灯管及紫外滤光片的使用寿命6、紫外投射光源在拍完胶后，请用软纸及无水乙醇擦净玻璃表面，以防含盐量高的电泳缓冲液干结于紫外玻璃表面影响以后的图像质量和紫外线的透过强度7、工作完毕后请关闭主机及CCD摄像头的电源8、实验完毕以后请不要将暗箱式抽屉完全关闭，以保证暗箱内空气畅通9、若机箱控制面板与计算机同时进行控制时，机箱面板的控制优先。离心机的原理和使用基本原理物质的离心就是在高速离心场的作用下，加快液体中颗粒的沉降速度，把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。离心速度的表示方式：转速（rpm）,revolutionperminute相对离心力（RCF），relativecentrifugalforce）用重力加速度的多少倍来表示，称作多少个G（×G）RCF＝ω2R/G＝1.119×(10-5)×R×[rpm]2R：管口与管底离旋转轴的平均距离，cmG：重力加速的，大小为9.8m/s2结构的一般结构二、制冷系统由于高速离心机或超高速离心机速度高达每分钟数万转，转头与空气摩擦产生大量的热，这不但影响样品在离心时的变化，还会导致转头受热膨胀。制冷系统主要由温度传感器和制冷器组成。一、驱动系统驱动系统包括电机，它是离心机的心脏，是提供离心机动力的重要组成部分，有利于精确控制加减速度。三、控制系统控制系统是离心机的指挥中心，各种设定的参数通过控制系统来执行。1、速度控制主要包括速度设定、速度测定及速度升降等。2、温度控制包括制冷系统的启动与控制、保温。四、防护系统安全防护是离心机的重要环节，为了确保操作人员的安全，避免离心机发生意外。1、门锁防护系统采用机械和电子双层锁，要求门锁关闭后，离心机才可以启动，电机停止转动后，才能开盖。2、离心机腔体用坚固的装甲钢。3、转头的平衡检测的系统。转头不平衡会导致电机产生摆动，影响离心机寿命，严重时会折断电机轴，甚至炸头。离心机的类型：低速离心机:最大转速6000rpm左右，最大相对离心力近6000×g，用于收集易沉降的大颗粒物质，如红血球、酵母细胞等。高速离心机：最大转速为20000-25000rpm（r/min），最大相对离心力为89000×g，通常用于微生物菌体、细胞碎片、大细胞器、蛋白质的硫酸铵沉淀物和免疫沉淀物等的分离纯化工作，但不能有效地沉降病毒、小细胞器(如核蛋白体)或单个分子。超速离心机：大于30×103r/min，最大离心力600,000g，有驱动和速度控制系统，温度控制系统，真空系统（减少摩擦）。心管平衡允许的误差要小于0.1克。它能使过去仅仅在电子显微镜观察到的亚细胞器得到分级分离，还可以分离病毒、核酸、蛋白质和多糖等。左上：普通台式离心机。左下：冷冻台式离心机。右：超速离心机。左图：不同离心机的不同转头右图：超速离心机的不同转头离心机使用的注意事项高速与超速离心机是生化实验教学和生化科研的重要精密设备，因其转速高，产生的离心力大，使用不当或缺乏定期的检修和保养，都可能发生严重事故，因此使用离心机时都必须严格遵守操作规程。使用环境环境温度：5℃－40℃；22℃时最大相对湿度80%；20℃－25℃是最佳工作环境温度。1、使用各种离心机时，必须事先在天平上精密地平衡离心管和其内容物，平衡时重量之差不得超过各个离心机说明书上所规定的范围。2、离心前必须仔细检查转头各孔内有无异物。3、根据待离心液体的性质及体积选用适合的离心管，有的离心管无盖，液体不得装得过多，以防离心时甩出，造成转头不平衡、生锈或被腐蚀，而制备性超速离心机的离心管，则常常要求必须将液体装满，以免离心时塑料离心管的上部凹陷变形。4、离心过程中不得随意离开，应随时观察离心机上的仪表是否正常工作，如有异常的声音应立即停机检查，及时排除故障。5、每个转头各有其最高允许转速和使用累积限时，使用转头时要查阅说明书，不得过速使用。6、离心时不准开盖，不准用手停止转头。7、每次使用后，必须仔细检查转头，及时清洗、擦干，转头是离心机中须重点保护的部件，搬动时要小心，不能碰撞，避免造成伤痕，转头长时间不用时，要涂上一层上光腊保护，严禁使用显著变形、损伤或老化的离心管。常见的消毒与灭菌热力灭菌法辐射杀菌法滤过除菌法消毒(disinfection)杀灭物体或环境中的病原微生物。但不一定能杀死细菌芽胞或非病原微生物的方法。灭菌(sterilization)杀灭物体上所有微生物的方法。包括杀灭细菌芽胞在内的全部病原微生物和非病原微生物。第一节        热力灭菌法高温对细菌具有明显的致死作用，因此最常用于消毒和灭菌。分为干热灭菌和湿热灭菌两大类。（一）干热灭菌法杀菌作用是通过脱水干燥和大分子变性。1.焚烧用于废弃物品或动物尸体等2.烧灼用于微生物学实验室的接种环、试管口等的灭菌。3.干烤利用干烤箱灭菌（160~170ºC，2h）适用于高温下不变质、不损坏、不蒸发的物品4.红外线是一种0.7~1000μm波长的电磁波，尤以1~10μm波长的热效应最强。热效应只能在照射到的表面产生。多用于医疗器械的灭菌。（二）湿热灭菌法最常用，效果优于干热灭菌法。理由：①湿热中细菌菌体蛋白质较易凝固变性②湿热的穿透力比干热大③湿热的蒸气有潜热效应存在。1.巴氏消毒法用较低温度杀灭液体中的病原菌或特定微生物、保持物品中所需不耐热成分不被破坏的消毒方法。用于消毒牛乳、酒类（61.1~62.8ºC，30min或71.7ºC，15~30s）。超高温灭菌法2.煮沸法100ºC，5min杀死细菌繁殖体100ºC，1~2h杀灭细菌芽胞3.流动蒸气消毒法利用1个大气压下100ºC的水蒸气进行消毒。细菌繁殖体15~30min可被杀灭。4.间歇蒸气灭菌法利用反复多次的流动热蒸气间歇加热以达到灭菌的目的。100ºC，15~30min，37ºC孵箱过夜*3次适用于一些不耐热的含糖、牛奶等培养基。5.高压蒸气灭菌法灭菌效果最好。高压蒸气灭菌器是一个密闭、耐高压蒸锅。103.4kPa（1.05kg/cm2）温度可达121.3ºC，15~20min，可杀灭包括细菌芽胞在内的所有微生物。常用于一般培养基、生理盐水、手术敷料等耐高温、耐湿物品的灭菌。高压蒸气灭菌使用注意事项：冷空气需彻底排除；加水；压力降为“0”时方可打开。突然降压，招致培养基沸腾，沾湿棉塞，甚至冲出管外。第二节辐射杀菌法1.紫外线（1）波长240~300nm的紫外线具有杀菌作用，其中以260~266nm最强。（2）机理诱导了胸腺嘧啶二聚体的形成和DNA链的交联，从而抑制了DNA的复制。使空气中的氧电离成[O]，再使O2氧化生成臭氧（O3）。（3）紫外线穿透力较弱，一般只用于实验操作室等的空气消毒，或用于不耐热物品的表面消毒。紫外线的杀菌效率与强度和时间的乘积成正比。（4）紫外线对人体皮肤、眼睛有损伤作用。超净台工作原理：鼓风机驱动空气通过高效过滤器得以净化，净化的空气被徐徐吹过台面空间而将其中的尘埃、细菌甚至病毒颗粒带走，使工作区构成无菌环境。1）超净台的滤器除去了大于0.3μm的尘埃、真菌和细菌孢子等等。超净空气的流速为24～30m/min，这已足够防止附近空气可能袭扰而引起的污染。3）无菌室（操净台）的消毒和净化无菌室（操净台）应定期喷洒70%酒精或0.5%苯酚。一方面使空气中附着有微生物的尘埃降落，另一方面也可以杀死一部分细菌；用2%新洁尔灭抹拭台面和用具(70%酒精也可)；用福尔马林(40%甲醛)加少量高锰酸钾定期密闭熏蒸。紫外线灭菌灯(每次开启15分钟以上)等消毒灭菌手段，以使无菌室经常保持高度的无菌状态。2）超净风速过大、过小均不利于保持净化度；使用前最好开启超净台内紫外灯照射10－30分钟，然后让超净台预工作10－15分钟，以除去臭氧和使用工作台面空间呈净化状态；4）超净台进风口在背面或正面的下方，金属网罩内有一普通泡沫塑料片或无纺布，用以阻拦大颗粒尘埃，应常检查、拆洗，如发现泡沫塑料老化，要及时更换。除进风口以外，如有漏气孔隙，应当堵严，如贴胶布，塞棉花，贴胶水纸等。工作台正面的金属网罩内是超级滤清器，超级滤清器也可更换，如因使用年久，尘粒堵塞，风速减小，不能保证无菌操作时，则可换上新的。5）紫外线长时间照射，会产生大量的臭氧，在实验操作之前应先关掉紫外线灯，关后十多分钟即可入内。2.电离辐射（包括高速电子、χ射线和γ射线）具有较高的能量和穿透力，对微生物有致死作用。常用于大量一次性医用塑料制品的消毒；亦可用于食品、药品和生物制品的消毒或灭菌。3.微波波长为1~1000mm的电磁波可穿透玻璃、陶瓷和薄塑料等物质，但不能穿透金属表面。主要用于食品、非金属器械、检验室用品、无菌室和病室中食品用具、药杯及其他用品的消毒。原理：介质在有压力时阻隔微生物。适用范围：许多材料如血清、抗生素及糖溶液采用此法。设备：蔡氏过滤器，滤膜过滤器。优缺点：不破坏培养基成分，只适用少量滤液。注意事项：1、选用合适的滤器孔径2、压力适当；3、无菌条件下进行；4、防止渗透现象。第三节滤过除菌法PCR热循环仪（DNA扩增仪）PCR扩增仪的原理及发展状况实验室常见的PCR扩增仪PCR扩增仪的使用与保养变性:如94C退火:如55C延伸:如72CPCR扩增仪的原理及发展状况（1）梯度水浴法（2）空气驱动循环恒温装置本系统力求降低部件的成本，用空气作为热传导媒介。装置包括机箱（外壳）、热源、冷空气源、控制器和辅助电器元件等部分。优点：不用金属的精密加工，成本降低。整个系统没有液体流动，不用致冷液，因而安全程度高。恒温精度可达1℃。缺点：单纯靠外部空气制冷，受环境温度影响。（3）变温金属块作恒温装置加热方式有电热发热、半导体发热，制冷方式有半导体制冷和压缩机制冷等多种方式。国外产品的特点是产品质量和性能较稳定。实验室的扩增仪Theinstrumentwillmeetperformancespecificationswhentheambienttemperatureis15°Cto30°C(59°to86°Fahrenheit)andtheambientrelativehumidityis20%to80%.PCR仪操作注意事项通风仪器需放置在通风良好的实验台上，左右两侧至少须保证30cm的通风空间。上样实验所需PCR管及样品较少时，一般将试管放置在样品槽中间位置，并且在样品槽的四个角上各放置一个相同规格的PCR管（包括管盖）以避免样品挥发及实验结果误差。热盖加入样品前或取出样品前，向逆时针推动热盖的彩色手轮，可以松开热盖。加入样品后，顺时针推动手轮可以压紧热盖。压紧热盖时注意以下原则：当旋动手轮听到"咔咔"声后即可，这样可保证热盖压紧又不会因压力过大导致样品管变形。注意打开或关闭热盖时，应轻抬轻放，以防过强震动而导致热盖机械故障。LCD显示屏禁止对仪器进行紫外线消毒，否则可能会破坏LCD液晶显示屏。使用过程中，避免用坚硬的物体磕碰、划伤显示及操作部分，以免损坏。仪器使用请各位使用者严格按照操作手册进行实验，以保证仪器正常运行。掌握正确的清洁方法，定期对仪器进行日常维护，尤其进风口和出风口的清洁，可以保证仪器的正常运行，减少仪器故障几率，延缓仪器的使用寿命。   清洁基座：仪器外部与底盘被溅污或粘有灰尘，可用湿的软布或其他柔软材料进行擦拭清洁，若脏污严重，可蘸取少量中性肥皂水进行擦拭。   PCR扩增仪的清洁清洁通风孔：进出风孔出现灰尘后，可用软毛刷刷去灰尘，或用真空清洁器吸走灰尘。注意：通风孔未及时清洁，被灰尘或纤维堵塞，会导致加热模块出现排风障碍，从而致使仪器出现与过热有关的性能故障报警。   清洁模块：样品模块反应孔被污染后，需选用浓度达95％以上酒精作为清洁剂，用棉签蘸取少量，插入样品孔中旋转，擦拭几遍即可。注意：清洁样品槽反应孔时不要把清洁液倒入样品槽反应孔进行清洁，以免液体溢出，导致样品槽或仪器内部的严重损坏。电冰箱的原理和使用电冰箱的历史1820年人类第壹次实现了人工制冰的技术，从此结束了单纯依靠天然冰制冷的历史。随着人民生活的不断提高，人们期待着制冷设备能深入家庭，使得生活更加方便和丰富多彩。于是，在1913年由J.M拉维逊制造出第壹台可供家庭用的电冰箱。家用电冰箱壹经问世，就呈现出强大的生命力，得到迅猛的发展。目前，家用电冰箱在应用技术上还在不断地改进完善，向着进壹步省电、美观、方便、耐用、噪音小、多功能、更加自动化等方面发展。加大压强降低压强电冰箱的工作物质——氟利昂—12（CF2Cl2）二氯二氟甲烷物理特征：1大气压下沸点-29.8摄氏度，在8个大气压下是32摄氏度。　　你知道电冰箱是怎样工作的吗？　以单门电冰箱为例，我们先来了解壹下它的主要结构和工作原理。电冰箱由箱体、制冷系统、控制系统和附件构成。在制冷系统中，主要组成有压缩机、冷凝器、蒸发器和毛细管节流器四部分，自成壹个封闭的循环系统。其中蒸发器安装在电冰箱内部的上方，其他部件安装在电冰箱的背面。系统里充灌了壹种叫“氟里昂12（CF2Cl2，国际符号R12）”的物质作为制冷剂。R12在蒸发器里由低压液体汽化为气体，吸收冰箱内的热量，使箱内温度降低。变成气态的R12被压缩机吸入，靠压缩机做功把它压缩成高温高压的气体，再排入冷凝器。在冷凝器中R12不断向周围空间放热，逐步凝结成液体。这些高压液体必须流经毛细管，节流降压才能缓慢流入蒸发器，维持在蒸发器里继续不断地汽化，吸热降温。就这样，冰箱利用电能做功，借助制冷剂R12的物态变化，把箱内蒸发器周围的热量搬送到箱后冷凝器里去放出，如此周而复始不断地循环，以达到制冷目的，见图超低温冰箱原理超低温冰箱一般采用二级只制冷，第一级制冷的冷凝器和第一级制冷的蒸发器是放在一起的。感温探头为热敏电阻，根据阻值的大小（即温度的高低）在面板上显示不同的温度。接通电源时，当面板显示温度比设定温度高时，第一压缩机首先启动，第一级制冷系统开始工作，使得第二级制冷系统的冷凝器温度降低，即第二级的制冷剂温度下降，经过几分钟的延时后，第二级制冷系统也开始工作，它的蒸发器在冰箱内壁，这可使冰箱内部温度下降很多，它的冷凝器放出的热量全部由第一级制冷系统吸收，第一级冷凝器放出的热量则散入空气中。当温度达到时，控制继电器失电断开，两级系统停止工作。