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应用|使用Gilson pipetmax 从全血中全自动分离血浆的经济型应用

发布:吉尔森实验仪器(上海)有限公司
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WHOLE BLOOD





引言




血浆是血液的主要组成部分,约占总血量的55%。它是一种透明的淡黄色液体,携带有血小板、红细胞和白细胞。从红细胞中分离出来的血浆,可由实验室进行许多的临床检测。这些检测包括监测治疗药物、检测艾滋病毒、肝炎、类固醇分析及各种其他常见的临床检测。为了将血浆从全血样品中分离出来,首先要将样品离心,使红细胞沉淀至试管底部(图1)。然后,可以通过移液的方式将顶层的血浆转移。

图1   全血离心后的典型组成


本应用描述了使用Gilson 桌面型液样工作站PIPETMAX? 从全血样品中转移血浆的过程。 

PIPETMAX可吸取精确体积的血浆,并将其转移到合适的分析或储存管。如特定的实验流程需要,也可以添加稀释液到分析管中作为方法的一部分,并将血浆与稀释液混合。 


PART 1

材料与方法


血浆分离步骤是在Gilson桌面型液样工作站PIPETMAX?上进行的。PIPETMAX采用空气排代式移液技术,与传统的手动移液器类似。这使得其表现和结果与现有的实验室标准相似,同时消除了一些在移液过程中可能发生的人为错误。而这些错误可能是由于不良实验习惯、缺乏培训或者由于大量重复劳动而引起的疲劳等原因引起的。


PIPETMAX

在本应用中使用了标准带盖保护罩的PIPETMAX(图2),装配单个移液头及一个用于96孔板的标准托盘。使用TRILUTION? micro v3.0 软件运行方法程序。

图2 Gilson桌面型液样工作站PIPETMAX? 


移液头

本应用使用了一个4x1200的移液头。较大容量的吸嘴可以更有效地将稀释液分配至目标管中,同时也能够将样品管中的血浆准确地按所需的体积转移。 

4×1200移液头使用Gilson PIPETMAN? DIAMOND D1200吸嘴(如有需要,也可以使用DF1200ST 无菌过滤吸嘴)。在该配置中,吸嘴的间距为18 毫米,非常适合用于血浆检测的典型样品管。例如,典型的真空采血管外径为16毫米。

8 道移液头吸嘴的间距为9毫米,过于窄小,因此上述配置相比使用8道移液头更为高效。 

由于本应用不需要第二个移液头,因此PIPETMAX移液头支架的左侧安装了一个“空白”头。


托盘和管架

本应用使用了PIPETMAX标准托盘(托盘布局参见图3),该托盘比适用于384孔板的托盘更为经济。PIPETMAX 托盘有九个SBS标准板位,其中一个位置专用于废弃吸嘴盒的放置;另一个位置放置了D1200吸嘴,即一盒96个吸嘴;第三个位置,放置了一个含稀释液的6道储液槽;最后六个位置由样品管和目标管占用(各占三个板位)。 

图3 Gilson桌面型液样工作站PIPETMAX? 

为适应所需的特殊工作流程,我们设计了两种定制管架。一种定制管架用于放置采血管(BD Microtainer? MAP microtubes),单个管架可容纳24支采血管。第二种定制管架用于放置目标管(screw cap cryovials),单个管架也可容纳24支采血管。样品管和目标管比例为1:1,可确保两者无误差排布。 

托盘上剩下的六个位置,可以用于样品管架和目标管架的放置,每种各三个。在PIPETMAX上,这相当于完整的两行,因此我们将三个样品管管架放置在托盘的中间行,三个目标管管架放置在托盘的最外面一行。由于每个管架可容纳24支管,这意味着每次运行可处理总共72个样品。


软件

PIPETMAX 使用Gilson TRILUTION micro  v3.0  进行控制,运行的程序是使用Gilson  Protocol   Builder   v2.1 编写。

为了使移液参数的优化尽可能简便,运行程序在编写时即引入了多个变量。在TRILUTION micro软件运行时就可以调整这些变量的设置,而无需每次都编写新的程序。这有助于程序的快速优化,允许用户在实验室中“动态”调整参数,无需编程操作。

图4展示了在程序编写过程中设置的变量,该程序包括稀释和混合步骤,以及从样品管中转移上层血浆的步骤。在这里我们可以看到,吸液、排液和排空的流速可以进行调整,样品数也可以进行调整。在混合步骤中,混合次数和混合时吸取的体积也可以作为变量进行调整。

图4 变量的优化


移液程序

使用 PIPETMAX,可以运行多种程序,这些程序可以包括完整的工作流程,也可以将工作流程中的一部分保存为单独的程序进行使用。本篇应用中的完整移液程序,第一步是从储液槽中吸取1260μL的稀释液,并转移到指定的冻存管中。这一步使用了Protocol Builder软件中的“Transfer”,“Deliver from Pool”移液命令。在这一步骤中,参数设置了使用同一吸嘴吸取和转移液体,直到该步结束时更换吸嘴。尽管操作体积超过了该移液头/吸嘴组合的最大容量, PIPETMAX 会自动将该体积均分,分两步完成了操作。

在将稀释液转移至冻存管内后,第二个步骤是从每个样品中移取 140μL 上清液至冻存管内。这个步骤也是一个移液命令,但用了“stamp transfer”命令,并设置了参数,强制 PIPETMAX在样品之间更换吸嘴,以避免样品之间的交叉污染。在移液命令设置的最后,选择了“mix”选项, PIPETMAX 完成样品转移步骤后,将立即使用相同的吸嘴将样品稀释液混合。除了将样品和稀释液混合之外,这一步还确保了在样品排出后,吸嘴上残留的任何液滴都被冲洗出来并进入冻存管中,从而提高了移液的精准性。 

图5 移液程序 


样品的选择

从血液样品中移取血浆的困难之一是样品不一致。血液样品的成分会因不同个体而有差异。如果患者贫血,那么红细胞的含量相对于样品体积就会更低。其他基于患者的差异可能来自患者的健康状况,如水合水平、健康状况、性别、年龄、最近摄入的药物或酒精,以及接触的毒素或病毒。 

除了样品组成的可变性外,实验室收到的样品体积也可能存在差异。在采集血液样品时,通常使用真空管(vacutainer tube),该过程涉及使用真空将血液从体内抽入接收管中。真空抽吸获得的样品体积通常会存在一定差异。因此,在样品组成的可变性之外,还可能存在一定程度的体积差异。 

这种可变性可能导致一些样品不适合由 PIPETMAX 进行自动血浆采样。作为一种经济的解决方案,PIPETMAX 通过程序设定从样品管中定义的高度开始吸取血浆。这意味着所有样品管中至少需要有X体积的总样品,以便在编程高度有血浆可以吸取到PIPETMAX的吸嘴中。一旦抽吸开始,PIPETMAX会通过软件标准自带算法控制,使吸嘴跟随液位下降。在这种情况下,X的数值将根据收到的样品按照实验室的需要来确定。

需要考虑差异性的另一部分是在吸取所需体积时,起始点和红细胞层之间是否有足够的血浆。可以通过基于红细胞需要低于一个可定义为Y的体积来更好地考虑这一点。

图6 样品接收标准

总的来说,如果红细胞的体积小于体积 Y,且总样品体积大于体积 X,则该样品适合使用 PIPETMAX进行移液(见图6)。由于血液样品是放置在相同的采血管中的,因此可以合理地根据管内的高度估算这些体积,而无需测量体积。可以通过眼睛估算管内的高度,仅需配合定制管架来辅助就能可视化判断。

为了最佳优化工作流程,离心分离红细胞和血浆后,在取出样品管时应当进行适当样品的筛选。任何被认为不适合的样品都需要单独考虑。有些样品可能红细胞含量较高,总体积较低,这可能导致样品中没有足够的血浆来获得所需的体积。在这种情况下,没有任何移液方法能解决问题,必须使用较小的样品体积进行工作,或者提出需要更多的样品;有些样品管则可能含有过多的样品,导致血浆充足但红细胞体积过大,超出可接受范围。这些可以筛选出来并手动处理,或者如果这类样品足够多,可以在PIPETMAX 上运行另一个使用不同吸取起始位置的替代程序。



移液操作优化

为了获得最佳移液效果,调整了PIPETMAX移液参数。移液的关键参数如下: 

液面跟随(Liquid Level Following


需要使用 PIPETMAX 的这一功能。如果没有使用液面跟随功能,那么整个吸取过程中吸嘴的位置必须设定得更低,而这更可能导致吸入红细胞。


吸液流速(Aspiration Flow Rate)


移液的吸液流速设置为所使用的4×1200 移液头的最低流速。这使得可以在不干扰红细胞层的情况下吸取血浆。优化中没有对该参数进行充分的研究,可能更快的吸液流速也是适用的,但在这个吸液流速下,总处理时间已经足够短,可以接受。 


排液流速(Dispense Flow Rate)


排液流速设置为 10 mL/min,这样可以很好地从移液吸嘴中排出血浆,同时不会出现因为使用过快流速而产生的飞溅现象。 


排空流速(Purge Flow Rate)


排空流速也设置为10 mL/min,排空时吸嘴位置设置在目标管的顶部,并偏移至接收管的侧面与内壁接触。贴边排液可以把移液的重现性最大化。在仅需转移样品的方法中,此排空步骤直接在样品转移后进行;在其他包含分配稀释液和混合的方法中,排空步骤则在混合完成后进行。混合是使用转移样品的同一吸嘴完成的。 


混合次数(Number of Mixes)


PIPETMAX 的混合过程包括从管底吸取,然后从上方排出。这种低吸取高排出的过程允许液体以最佳方式移动,确保充分混合。我们发现进行三次混合已经足够。根据所使用的稀释剂和相对于样品的稀释剂体积,混合次数可能需要适当调整。 


混合体积(Mixing Volume)


自动液样处理的混合体积通常应该是待混合体积的3 / 4左右。这足以保证良好的混合,而不会发生吸入空气和产生不想要的气泡的风险。在本应用中,最终管中的总体积为1.4 mL,因此混合体积约为1mL;正如预期的那样,效果很好。


更换吸嘴(Tip Changes)


每个血液样品都是来自不同患者的样品,因此必须始终使用新的吸嘴进行移液,以避免样品的交叉污染。为了进一步确保零污染,可以使用PIPETMAX搭配过滤吸嘴,进一步提升吸嘴的屏障。在处理样品之前,对冻存管进行稀释剂的分配是批量完成的,因此整组四个吸嘴可以用于整个稀释液的分配。 


平衡时间(Equilibration Time)


在整个程序中,平衡时间都设置为1秒。这可以帮助任何移液动作之后,液体进行“沉降”,然后PIPETMAX移液头才移动到下一个位置。






PART 2

结果和结论


当需要为特定实验或项目处理大量血液样品时,手动处理的工作量是一项艰巨的任务。在本研究中,已经证明PIPETMAX可以完成这些工作量,从而腾出实验室工作人员的时间用于其他工作。

PIPETMAX 的4通道移液头非常适合这种管对管的工作。通过20、200和1200 μL量程的4通道移液头1,PIPETMAX 可以处理本应用中的大范围体积需求。许多其他自动移液处理设备只有1或8通道的能力,限制它们一次只能使用一个通道进行处理,而PIPETMAX可以同时使用所有四个通道,这使得处理速度比其他情况下快4倍。

4x1200头能够准确移液低至 60 μL 的体积,这意味着在这个程序中只需使用一个移液头,从而降低了成本规格,使得购买PIPETMAX对于大多数有此需求的实验室来说具有成本效益。

在程序开始运行时,批量分配稀释液到所有管中,可以最小化吸头的使用量,并且不需要使用“导电”、“特殊”或“自动化专用”吸头,这导致了设备在年复一年中的整体运行成本大大降低,并提升系统可靠性。完成72个样品的稀释液分配和带混合的样品转移的整个批量处理过程中,总共只使用了76个吸头。








本应用中主要的主机2以及吸嘴货号

(另需软件及配件请咨询吉尔森或授权人员): 

1. 本文的应用使用了4×1200的4通道移液头,另可根据需求订购4×20或4×200的4通道移液头。 

2. 主机必须配合相应的软件和配件完成工作。 

END






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Gilson根植中国市场已长达30余年。上海子公司作为在中国大陆的直属分支机构,负责大陆市场的营销、售后及技术支持相关业务,为实验室用户提供液体处理领域的整体解决方案。同时,Gilson香港公司负责香港及澳门地区的销售、售后及技术支持等相关业务。




2024-03-15
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