生物技术制药实验-常用仪器设备简介

附录——常用仪器设备简介

一、灭菌器

（一）高压蒸汽灭菌器

1.构造：该设备是利用压力饱和蒸汽对物品（如医疗器械、敷料、玻璃器皿、溶液培养基）进行迅速而可靠的消毒灭菌设备。此种灭菌器为一个双层的金属圆筒，两层之间盛水。外层为坚厚的金属板，其上有金属厚盖，盖旁有螺旋，借以扣紧厚盖，厚盖与锅体之间为密封圈，使蒸汽不能外溢。灭菌器内装有带孔的金属搁板，用以放置待灭菌物品。加热后，随着锅内蒸汽压力的升高，其温度也相应增高，从而达到使待灭菌物品灭菌的目的。锅内蒸汽压力与锅内温度的关系如表4-1。高压蒸汽灭菌器盖上装有排气阀、安全阀，以调节灭菌器内蒸汽压力。有温度计及压力表，以指示灭菌器内部的温度和压力。高压蒸汽灭菌器的外形结构如图4-1。

表4-1　不同蒸汽压力所能达到的温度

图4-1　高压蒸汽灭菌器的外形结构

2.灭菌原理：高压蒸汽灭菌的灭菌原理是使微生物的蛋白质及核酸变性导致其死亡。这种变性首先是分子中的氢键分裂，当氢键断裂时，蛋白质及核酸内部结构被破坏，进而丧失了原有功能。高压蒸汽灭菌是利用饱和水蒸气121℃、15分钟来进行，高温饱和水蒸气可迅速使蛋白质变性，在规定操作条件下，蛋白质发生变性的过程即微生物死亡的过程。

3.使用方法

（1）在外层锅内加适量的蒸馏水，将需要灭菌的物品放入内层锅，盖好锅盖并扭紧螺旋。

（2）合上电源开关，加热使锅内产生蒸汽，当压力表指针达到33.78kPa时，断开电源，打开排气阀，将冷空气排出，此时蒸汽压力表指针下降，当指针下降至零时，即将排气阀关好。

（3）继续加热，锅内蒸汽增加，压力表指针又上升，当锅内压力增加到所需压力时，按所灭菌物品的特点，使蒸汽压力维持所需压力一定时间，然后将灭菌器断电或断火，让其自然冷却至室温后再慢慢打开排气阀以排出余气，然后才能开盖取物。

4.注意事项

（1）待灭菌的物品放置不宜过紧，否则降低灭菌效果。

（2）必须将冷空气充分排出，否则锅内温度达不到规定温度，影响灭菌效果。

（3）高压灭菌完毕后，不可强行放气减压，须待灭菌器内压力自然降至与大气压相等后才可开盖。

（4）瓶装液体进行高压蒸汽灭菌时，瓶塞应插通气针头,以平衡气压,否则瓶内液体会剧烈沸腾，冲掉瓶塞而外溢甚至导致容器爆裂。

（5）为防冷凝水进入试管或试剂瓶，应在装培养基的试剂瓶的棉塞上包上油纸或牛皮纸。

（6）为了确保灭菌可靠，应定期检查灭菌效果，常用的检测方法是将硫黄粉末（熔点为115℃）或苯甲酸（熔点为120℃）置于试管内，然后进行灭菌实验。如上述物质熔化，则说明高压蒸汽灭菌器内的温度已达要求，灭菌的效果是可靠的。也可将检测灭菌器效果的专用胶纸（其上有温度敏感指示剂）贴于待灭菌的物品外包装上，如胶纸上指示剂变色，亦说明灭菌效果可靠。

（7）现在已有微电脑或自动控制的高压蒸汽灭菌器，下有排气阀，可自动排尽冷气，灭菌时可自动恒压定时，灭菌完毕，自动将已灭菌的物品烘干，使用起来非常方便和安全。

5.应用：此为最常用的灭菌方法，一般以101.33kPa处理15～20分钟，即可达到对物品进行灭菌的目的。凡耐高温和潮湿的物品，如普通培养基、0.9%氯化钠（NaCl）、衣服、纱布、玻璃器材等都可用本法灭菌。

（二）干热灭菌器——电热恒温干燥箱

1.构造及原理：电热恒温干燥箱俗称烘箱或烤箱，主要由箱体、电热器和温度控制器三部分组成。

（1）箱体：箱体由箱壳、箱门、恒温室、进气孔、排气孔和侧室组成。箱壳用不锈钢板制成，箱壁一般分为三层，三层板之间形成内外两个夹层。外夹层中大多填充玻璃纤维或石棉等隔热材料；内夹层作为空气对流层。烤箱的箱门均为双层门，内门为玻璃门，用于在减少热量散失的情况下观察所烘烤物品，外门用于隔热保温。有些干燥箱在外门中间开一双层玻璃窗，更便于在不开箱门的情况下观察烤箱的内部情况。最内层铁（钢）板所围绕成的室叫做恒温室，室内一般有2～4层网状搁架，用于放置物品。温度控制器的感温部分从左侧壁的上部伸入恒温室内，底部夹层中装有电热丝，在箱体的底部或侧面和顶部各有一进、排气孔，在排气孔中央插入一支温度计，用以指示箱内的温度。侧室一般设在箱体的左边，与恒温室隔开，除了电热丝外的所有电器元件，如开关、指示灯、温度控制器、鼓风机等均安装在侧室内，打开侧室门可以很方便地检修电路。

（2）电热丝：电热恒温干燥箱的加温设备通常由四根电热丝并联而成，与普通电炉相似，电热丝均匀地盘绕在耐火材料烧成的绝缘板上，总功率一般在1～8kW。

（3）温度控制器：干燥箱内的温度是由温度控制器控制的，其基本原理是当恒温箱内的温度超过设定温度时，温度调节器动作使电路中断，自动停止加热；当温度低于设定温度时，电路又恢复，温度即上升，从而达到恒温效果。

2.使用方法：待灭菌的物品干燥，包装好后，将其置烤箱内，闭门通电，待温度上升至160℃～180℃后，维持2小时即可。

3.注意事项

（1）待灭菌的玻璃器材必须先充分干燥，否则灭菌时间长，耗电过多，且玻璃器材有炸的危险。

（2）灭菌温度不要超过180℃，否则棉花及纸等易燃品将被烧焦甚至出现安全事故。

（3）灭菌后应待干燥箱内温度下降至与外界温度相差不多时，方可打开箱门，否则冷空气突然进入，将可能导致玻璃器材炸裂，另外有引起易燃品起火的危险，且箱内的热空气快速溢出，易导致操作者皮肤灼伤。

（4）箱内放置物品不宜过多过紧，否则灭菌效果将明显下降。

4.应用：玻璃器材、金属器械等（手术器械及针头例外）等耐高温而且需要干燥的物品，可用此法灭菌。

二、过滤器

1.构造及种类：滤菌器是由孔径极小且能阻挡不同大小微生物通过的陶瓷、硅藻土、石棉或玻璃砂等制成。种类很多，常用的有下列几种：

（1）赛氏（Seitz）过滤器：由三部分组成。上部为金属圆筒，下部为金属托盘及漏斗，上部的金属圆筒用以盛装需要过滤除菌的液体，下部的金属托盘及漏斗用以接受滤出的液体；上下两部分中间放石棉滤板，滤板孔径大小可分三种：K滤孔最大，供澄清液体之用；EK滤孔较小，供滤过除菌；EK-S滤孔更小，可阻止一部分较大的病毒通过。依靠侧面附带的紧固螺旋对滤板进行固定。

（2）贝克菲过滤器：为用硅藻土加压制成的空心圆柱体，底部连接金属托盘，托盘中央有金属导管，金属导管插入橡胶塞，以便装在抽气瓶上，在圆柱体外，有玻璃套筒，用以盛放被滤液体。根据滤孔孔径大小可分为三型：V型，只除去大部分细菌；N型，能除去所有细菌，但病毒能通过；W型，能除去一部分大病毒；一般除菌使用N型。

（3）玻璃过滤器：滤板采用细玻璃砂在高温加压条件下制成，孔径由0.15～250μm不等，分为G1、G2、G3、G4、G5、G6六种规格，G5及G6二种规格的玻璃滤菌器能阻挡细菌通过。

（4）薄膜过滤器：由塑料制成，早年产品为可拆卸的可重复利用设计，近年来多是一次成型生产的，供一次性使用。滤菌器薄膜采用优质纤维滤纸经一定工艺加压制成，孔径200nm，能阻挡细菌通过。

2.使用用法

（1）各部件预先高压灭菌：将清洁的滤菌器（赛氏滤菌器、薄膜滤菌器须先将石棉板、或滤菌薄膜放好，螺旋拧牢）、滤瓶分别用皮纸或纱布包好，高压蒸汽灭菌烤干后备用。

（2）以无菌操作技术将滤菌器与滤瓶装好，且使滤瓶的侧管与缓冲瓶相连，最后将缓冲瓶与抽气机连接好。

（3）将待过滤液体倒入滤菌器中，开动抽气机减低滤瓶中压力，滤液徐徐流入滤瓶中（量少时可事先在滤瓶中放试管接收滤液）。滤毕，迅速按无菌操作要求将滤瓶中的滤液分装至无菌容器内保存。

（4）滤器经高压蒸汽灭菌，过酸、洗净后备用。

（5）薄膜滤菌器一般为一次性使用，使用时直接从无菌包装中取出，配以无菌注射器使用，使用完毕，经高压蒸汽灭菌后妥善处理。

3.用途：用于除去不耐热液体如血清、腹水、溶液、某些药物中污染的细菌。

三、紫外线灯

紫外线灯是实验中常用的空气消毒设备。紫外线中波长为240～280nm者具有杀菌能力，其中以265～266nm波长的紫外线杀菌作用最强。医学上常使用紫外线灯产生紫外线进行消毒。常用的是水银紫外线灯，灯管由石英玻璃制成，管内充满压强为266Pa的氩和几滴水银。其杀菌机制主要是因为DNA吸收了紫外线，引起胸腺嘧啶形成二聚体，从而干扰了DNA的复制，轻则发生突变，重则导致死亡。紫外线杀菌力强而稳定，但穿透力弱，不能透过普通玻璃和有色纸张，因此，只适用于直接照射的物体表面消毒或空气消毒。

四、恒温箱

1.构造及原理：结构因种类不同而异，常用水浴加温，有的是以热空气加温。其温度是依靠温度调节器来维持的，温度调节器有各种类型；如定温膨胀温度调节器、双合金式温度调节器和水银式温度调节器，基本原理同电热恒温干燥箱。在大型实验室可设恒温室。

2.应用：常用于人工培养细菌、组织培养。

五、超低温冰箱

普通家用冰箱制冷一般最低仅可达到-20℃左右，仅可用于要求不高的物品的保存，如液体培养基、诊断血清等的短时保存。但是生物技术制药实验中很多情况下要求保存条件较高，如菌株或细胞的保存，各种标本的长时间保存，普通家用冰箱不能满足要求，常需要有制冷温度更低的保存设备，所以生物技术制药实验室以及其他很多实验室如分子生物学实验室、细胞生物学实验室等常需配备超低温冰箱。

1.超低温冰箱的工作原理：超低温冰箱一般采用二级制冷方式,第一级的制冷剂为R-12（650克左右）,设计压力为高压2.8×10⁶Pa左右,低压6.2×10⁵帕左右。而第二级制冷的冷凝器和第一级制冷的蒸发器是放在一起的,第二级的制冷剂为R-503(240克左右)和R-290(20克左右）的混合体,设计的高低压均为2.1×10⁶Pa左右（以上数据取自FORMASCIENTIFIC超低温冰箱，具体数据随冰箱品牌而略有不同）。感温探头为一负温度系数的热敏电阻，根据阻值的大小(即温度的高低）而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的温度高时,第一级压缩机首先启动，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下降，即第二级的制冷剂温度下降，经几分的延时后，第二级制冷系统也开始工作，它的蒸发器在冰箱内壁，这就使得冰箱内部温度可以降得很多，它的冷凝器放出的热量全部由第一级制冷系统的蒸发器吸收，第一级冷凝器放出的热量，散入空气中，当冰箱内部温度达到设定的温度后，感温探头电阻把信息传出，控制继电器失电断开，两级制冷系统全部停止工作。当冰箱内温度升高超出设定的温度，冰箱再次重复上述动作，从而使冰箱内温度始终保持在设定的温度左右。

2.超低温冰箱使用规程

（1）冰箱放置要求：冰箱后面板离墙壁需在30cm以上，两侧离其他物体距离也应在30 cm以上，以利冰箱散热。

（2）夏季温度高时，房间内应有降温设备，否则冰箱将长时间工作从而缩短使用寿命。

（3）标本须成批存入，尽量减少开箱次数，取放标本时动作应迅速并戴防冻手套，以免冻伤。

（4）按分配的区域存放标本，每半年或一年进行一次冰箱清理及除霜，将不用或废弃标本及时处理掉。

（5）冰箱内所存物品不能过于拥挤，以免影响制冷效果。

（6）发现冰箱运转不正常时应及时告知仪器管理人员。

图4-2　超低温冰箱

六、液氮罐

储存液氮的容器，其具有良好的隔热性能，可避免液氮在短时间内气化，从而使罐内较长时间地保持在低温状态（-196℃）（图4-3）。

液氮罐主要用于组织细胞、菌种、病毒及生物制品等的长期保存。

液氮罐使用制度:

（1）液氮罐应专人管理，专人负责。

（2）定时补充液氮。

（3）保存标本、毒株或细胞等时必须按分区存放，并及时登记。

（4）自液氮中取出物品时，必须做好其他准备方能开罐取物，取用完毕应及时登记。

七、恒温水浴箱

恒温水浴箱一般为不锈钢或铜等金属制的长方形箱，箱体为两层壁结构，外壳用薄钢板，内壁用薄钢或铜皮制成，夹层中充以隔热材料以防散热。箱内盛水，常用电热加热，温度范围通常可自37℃调节至65℃（有的可至100℃），采用螺旋管式温度控制器。侧室一般位于其右边。箱盖制成斜面，便于水蒸气所凝成的水滴沿斜面流下，避免落入箱内物品中（图4-4）。

图4-3　液氮罐

图4-4　电热恒温水浴箱

此仪器一般用作血清学反应及分子生物学实验时加温及恒温用。

八、二氧化碳培养箱

二氧化碳（CO₂）培养箱种类繁多，其核心部分是CO₂调节器、温度调节器及湿度调节装置，一般温度调节范围为室温至50℃，湿度在95%以上，CO₂控制范围为0%～20%，当空气进入箱内后，通过能产生潮湿的含水托盘，使箱内湿度维持在适当水平。通过CO₂调节装置调节CO₂的张力，或者将空气和CO₂按比例混合来调节CO₂的张力，CO₂调节装置可以减少CO₂的消耗并且在打开培养箱门后能很好地控制和恢复CO₂的含量，使气体由培养箱灌到样品小室内，在培养箱内空气循环流动，既能保持CO₂水平，又能使空气均匀分布。由于CO₂箱内湿度较高，必须经常处理以避免真菌生长。否则将来带来顽固性污染，严重影响实验的进行。其基本外形见图4-5。

CO₂培养箱主要用于组织细胞培养。

图4-5　二氧化碳培养箱

九、离心机

1.原理及结构

离心分离技术是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力，在离心力场的作用下，加速悬浮液中固体颗粒沉降或漂浮的速度，把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分开，从而将不同的物质分离。离心机是实验室中最常用的设备之一。离心机主要由底座和容器室组成。底座内有电动机和转速调节器，后者可通过旋钮或手柄调节电阻值控制电动机转速；容器室内有转盘，它是固定在电动机上用于放置离心套管的装置，一般吊有4～6个金属环，离心时，可甩成水平（俗称水平离心机）（图4-6）。

图4-6　离心机

离心作为一种常用的分离或分析手段，具有许多独特的优点。例如，超速离心可在低温下操作，最大限度地保护了生物大分子的活性。制备型的离心机负载量大，一次可分离提纯几克样品，比层析、电泳等技术的上样量大得多。而分析离心机不仅可测定物质的分子量，还可检验物质的纯度、构象、沉降系数等。因此离心技术在生物学研究中占有重要的地位，是分离或纯化细胞、病毒、蛋白质、核酸和酶等的最方便最有效的工具。

2.离心机的分类

国际上对离心机的分类方法主要有三种：按用途分、按转速分和按结构分。

按转速分类：分为低速离心机、高速离心机、超速离心机。低速离心机：转速在10000 rpm以内或相对离心力在15000×g以内。高速离心机：转速在10000～30000rpm以内或相对离心力在15000～70000×g以内。超速离心机：转速在30000rpm以上或相对离心力在70000×g以上。

按用途分类：分为制备型离心机和制备分析离心机。制备型离心机：仅供分离浓缩，提纯试样的离心机。制备分析离心机：不但能分离浓缩、提纯试样，而且可以通过光学系统对试样的沉降过程进行观察、拍照、测量、数字输出、打印自动显示的离心机。

按结构分类：一般在高速或低速离心机的基础上再根据结构和功能进行分类，品种繁多，各厂家命名也无统一标准。可分为台式离心机、多管微量台式离心机、细胞涂片离心机、血液洗涤台式离心机、高速冷冻离心机、大容量低速冷冻离心机、低速冷冻离心机、台式高速冷冻离心机、台式低速自动平衡离心机等。另外国外还有三联式（五联式）高速冷冻离心机，专用于连续离心。

实验时根据要求不同，选择合适的离心机。

3.操作方法

（1）将离心机置于平稳坚固的台面上。

（2）离心物品用天平平衡，对称放置（包括离心管及套管）于离心机转盘内，并盖紧离心机容器室盖。

（3）离心前检查电源开关是否处于“关”位置，调速旋钮是否置于最低速度位置。

（4）接通电源后，将开关拨向“开”位置，再平稳移动调速旋钮，根据视转速表指示，调调整到所需转速位置。转速稳定后则开始计时。

（5）离心完毕，将调速器旋钮缓慢退回原位，再将开关拨向“关”位置。

4.应用：用于混合溶液的快速分离和沉淀。

5.注意事项

（1）检查离心内、外套管应完整不漏，洗净离心管。

（2）待离心的物质装入离心管的量不应超过离心内套管体积的2/3。

（3）将一对离心管（含内、外套管）放在天平上平衡，可调节离心管内容物的量，也可在内、外管间加水缓冲平衡。

（4）盖好离心机盖，打开电源开关，慢慢拨动变速旋钮（从0开始），使速度逐渐增加，待转速稳定后记时，离心结束后，一定应先将变速旋钮慢慢拨到0位，再关电源；待离心机停止运转后，再打开离心机盖，取出离心管，不许用手强行使离心机停止转动。

（5）用完后，将内外套管洗净，倒立放置，使其干燥。

（6）应定期（一年左右）检查整流子和电刷的磨损情况，有磨损过度的应立即更换。

（7）电动机的轴承应定期加注润滑脂。

十、光学显微镜

1.基本结构：显微镜的基本结构包括三大部分：光学系统、机械部件和附加装置等。光学系统包括不同倍数物镜、目镜以及由聚光镜和反光镜组成的照明装置。机械部件主要包括调焦系统、载物台和物镜转换器等运动部件以及底座、镜臂、镜筒等支撑部件。(www.chuimin.cn)

2.原理：从物理原理来看显微镜就是由两组汇聚透镜组成的光学折射成像系统。为了尽量提高系统成像的放大倍数，选用一组焦距很短、尺寸较小的透镜组先对微小的观察对象作第一次成像，由于把观察物置于透镜物方主焦点稍靠物的一侧，因而可以获得一个有最大放大效果的倒立实像。所得实像再经一组尺寸较长的透镜组作第二次成像，条件是使实像处于该透镜组前焦点附近稍靠镜头一侧的地方，而获得一个得到最大放大效果的虚像。经过两次放大的虚像调节到观察者的明视距离，就清楚看到直接用肉眼看不到的微小物体了。

3.油镜的原理：油镜的透镜很小，从载玻片透过的光线进入空气时，因介质折光率不同，光线将发生散射现象，使射入镜筒的光线很少，背景过暗，造成物象不清。若在油镜与玻璃片之间加入与玻璃折射率相近的香柏油，则使通过的光线不会因折射而减弱，因此能清楚地看到物象。

4.使用方法

（1）对光：于自然光线下观察时，应用平面反光镜；在人工光源如日光灯或弱光处则应用凹面反光镜。检查不染色标本宜用弱光，即将聚光器降低或缩小光圈；检查染色标本时光线宜强，应将光圈完全打开并升高聚光器。

（2）观察：将载玻片放在载物台上，用夹片器固定，先用低倍镜找到标本所在处，再换油镜观察。使用油镜时，须在载玻片的标本部位滴香柏油一滴，从旁观察并扭动粗调螺旋使载物台上升，将油镜头浸入油内接近标本表面，但不要碰到玻片，再反向转动粗调螺旋使载物台徐徐下降，至视野中看到标本轮廓，然后转动微调螺旋至清晰。微调螺旋是显微镜机械装置中较精细又容易损坏的元件，拧到了限位以后，就拧不动了，此时决不能强拧，否则必然损坏。调焦时，如果遇到这种情况，应将微调退回3～5圈，先用粗调螺旋调焦，待初见物像后，再改用微调螺旋。可以事先将微调螺旋调至中间位置，使正反两个方向都有大体相等的调节余地。

5.保护方法

（1）物镜及目镜须经常保持清洁，特别是油镜，使用完毕后，应立即用擦镜纸滴加少许二甲苯将镜头上的香柏油擦掉，再用干的擦镜纸擦干（注意：擦的时候，只能沿镜头直径朝一个方向擦）。

（2）显微镜使用完毕应将物镜转成“八”字形，使之不正对光线，降下聚光器，避免物镜与聚光器相撞，损坏透镜，登记使用情况后送入镜箱。

十一、倒置显微镜

普通显微镜的物镜是朝下的，观察时标本面需朝上，因此对于观察培养于细胞培养瓶中的细胞等来说，普通显微镜就无用武之地了，这时需要用倒置显微镜来观察。

这种显微镜的特点是其物镜的方向是朝上的，而标本放在物镜上方，也就是说这种显微镜是从下面观察样品的（如图4-7），但它在原理上与使用方法上与普通光学显微镜几乎完全一样。它适宜于观察培养皿或培养瓶中的样品，因此广泛地应用于细胞培养或组织培养中。

图4-7　倒置显微镜

十二、荧光显微镜

1.构造及原理

（1）荧光显微镜光源：能发射丰富的紫外光和紫蓝光，常用150～200W高压汞灯。

（2）滤光片：

①激发滤光片装于光源与聚光器之间，可选择性使紫外光及紫蓝光通过，而激发荧光素发出荧光；

②吸收滤光片装于物镜与目镜之间，可吸收紫外光及紫蓝光，仅让荧光通过，保护眼睛和以便观察标本。荧光显微镜的外形如图4-8所示。

2.使用方法

（1）将荧光显微镜置暗室，开启光源，待光源稳定并达到一定亮度（约5～10分钟）后，对准光轴。

（2）装好配对的激发滤光片和吸收滤光片后，再作观察。余操作同普通显微镜。

（3）若观察时间较长，应使用电扇等散热设备。

3.注意事项

（1）如用高压汞灯作光源，使用时一经开启不宜中断，断电后需待汞灯冷却后（约15分

图4-8　荧光显微镜

钟）方能再启动。

（2）观察标本的时间不宜太长，因标本在高压汞灯下照射超过3分钟，即有荧光减弱现象。

十三、超净工作台

超净工作台（CleanBench）是为了适应现代化工业、光电产业、生物制药以及科研实验等领域对局部工作区域洁净度的需求而设计的。其工作原理为：通过风机将空气吸入预过滤器，经由静压箱进入高效过滤器过滤，将过滤后的空气以垂直或水平气流的状态送出，使操作区域达到百级洁净度，保证生产或实验操作对环境洁净度的要求。

超净工作台根据气流的方向分为垂直流超净工作台（Vertical Flow Clean Bench）和水平流超净工作台（Horizontal Flow Clean Bench），根据操作结构分为单边操作及双边操作两种形式，按其用途又可分为普通超净工作台和生物（医药）超净工作台（见图4-9）。其构造主要有电器部分、送风机、三级过滤器（初、中、高）及紫外灯等。

使用前先打开紫外灯，处理净化工作区空气及表面积累的微生物。30分钟后关闭紫外灯，并启动送风机，清除尘粒，10～20分钟后即可于工作区进行操作。工作完毕停止送风机运行，台面内卫生整理清洁，并放下防尘帘。

超净工作台作为一种设备也需要维护和保养，才能延长其使用寿命。一般应注意以下几点：

（1）超净工作台一般宜安装在避免日光直射、清洁无尘的房间内。若能放在无菌操作区内则更佳，不仅效果好，而且滤器（料）的使用寿命长。

（2）久未使用的工作台在使用前应进行彻底清洗、消毒灭菌。用1∶1000的来苏儿或75%的酒精擦洗台面，滤器械的灰尘可用真空吸尘器清除。停止使用时最好用作防尘布或塑料布套好，避免灰尘积聚。

（3）净化工作台内不应放置其他与细胞培养无关的用品，更不能用作储存室。每次使用前半小时先开紫外线灯灭菌，再关灭菌灯启动风机，然后进行操作。

（4）不设在无菌操作区内经常使用的净化台，要注意过滤器的效果。一般2～3年更换一次，3～6个月拆下清洗一次，以保持过滤器的净化效果。

图4-9　超净工作台

十四、微量可调移液器

在分子生物学实验中，各种试剂及样品的使用量是很小的，有时甚至只有零点几μl(μl)，所以一般的加样器具达不到如此的精度。微量加样是通过微量移液器来实现的。移液器一般有1000～5000μl，100～1000μl，10～200μl，1～20μl，0.1～2μl等多种规格。并有多通道移液器，使用起来更加方便和快速。可调移液器采用精密自锁微量计数结构，在容量范围内连续可调，一般设有脱卸吸嘴的专用弹射按钮，可使更换吸嘴快捷简便保持无菌。

图4-10　可调微量移液器

普通移液器的使用方法：微量移液器活塞有两个阻力位，吸样时按至第一阻力位，排液时需按至第二阻力位。将吸液嘴套在移液器上，以右手拇指轻按其按钮使达第一阻力位，将吸嘴插入液面下2～3mm，放松拇指，被吸液体即进入吸嘴，取出将液体放于另一容器中，轻按按钮使达第二阻力位，停留数秒后即可。退掉吸嘴放于存放杯内。

十五、PCR仪

PCR仪即自动的热循环仪，其设计均按照DNA变性、复性和延伸三个环节以及温度均衡、传导快和升降温迅速等原则，结合温度传感技术、微电子技术和电子计算机等技术发展而成的自动化和智能化的仪器设备，所以PCR仪简而言之，就是一个自动温控设备和一个温度检测设备，它可按用户预编的程序自动进行升温、降温及恒温操作。根据其工作原理大致可分为四种类型：①灯光加热，流动空气冷却；②恒温液体加热和制冷；③半导体致热制冷；④热膜加热，压缩机制冷。根据其自动化程度分为：①安装机械手的半自动化PCR仪；②微电脑控制的自动化PCR仪。目前常用的是半导体致热制冷型和热膜加热，压缩机制冷型，一般均为自动化的PCR仪。该仪器用于进行DNA片段扩增，广泛应用于分子生物学、遗传工程、肿瘤学、法医学、预防医学及病毒和病原体的诊断。其外形如图4-11所示。

使用方法：不同的仪器其程序编制方法略有差异，使用时参照各仪器使用说明进行设定。

图4-11　PCR仪

十六、实时荧光定量PCR仪

实时荧光定量PCR技术于1996年由美国Applied Biosystems公司推出，由于该技术不仅实现了PCR从定性到定量的飞跃，而且与常规PCR相比，它具有特异性更强、有效解决PCR污染问题、自动化程度高等特点，所以它一经出现，即被广泛应用于生命科学研究中。该技术是指在PCR反应体系中加入荧光报告基团，利用荧光信号累积实时监测整个PCR进程，最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。借助于荧光信号来检测PCR产物，一方面提高了灵敏度，另一方面可以在每次PCR循环收集数据，建立实时扩增曲线，准确地确定域值循环数（CT值），计算起始DNA拷贝数，做到了真正意义上的DNA定量。同时它还可以对产物进行熔解曲线分析。目前该技术已广泛应用于基因表达分析、突变检测、转基因研究、药物疗效考核、细菌、病毒等致病微生物的检测、食品卫生检疫等。实时荧光定量PCR仪一般由循环仪、检测系统、计算机及软件系统组成。其操作方法随仪器生产厂家不同而略有不同，使用时请参阅随机的使用说明。

十七、电泳仪和电泳槽

PCR产物的琼脂糖凝胶电泳法检测，以及分子微生物学中有关蛋白质、核酸的电泳，都需要使用电泳仪。按输出电压大小不同，电泳仪可分为常压、中压及高压电泳仪，一般PCR产物的电泳法检测使用常压电泳仪即可，核酸序列分析等则需使用中、高压电泳仪。电泳的基本原理是蛋白质、核酸等分子都带有可电离的基团，它们在溶液中能电离形成正、负离子，这些离子在电场中会发生泳动，泳动的速度与所带电荷的多少、该物质分子结构特点、电泳缓冲液等因素有关，电泳仪为电泳过程提供恒定的电压或恒定的电流，最后达到将不同的物

图4-12　电泳仪及电泳槽

质分开的目的。

电泳仪和电泳槽的外形如图4-12：使用方法：

1.制胶及加样：见相关实验。

2.接好电泳槽与电泳仪的连接导线。将调节旋钮反时针旋到底，电源开关置于“关”的位置。稳压稳流选择开关放置在所需要的工作状态。

3.接好电源线，开启电源开关，旋转输出调节钮，将电压或电流调至所需要的数值即开始电泳。

4.电泳完毕后，将电压旋钮拧至最小位置，关闭电源开关。

十八、紫外透射反射仪

DNA经电泳分开后，不能直接观察，DNA能与溴乙啶结合，DNA-溴乙啶复合物在紫外光下呈橙黄色荧光，所以电泳分离后的DNA经溴乙啶染色后可以在紫外光下进行观察。紫外透射反射仪就是用来观察电泳分离并经溴乙啶染色后的核酸的仪器。它有两组光源：一组是反射式光源，另一组是透射式光源。反射式光源不能直接照射到操作者，对操作者的影响较小，但照相时不太方便。透射式光源能直接照射到操作者，需用特种玻璃进行防护，但其十分有利于照相。实际应用中可综合考虑。

使用方法：

（1）电泳结束后，将凝胶板置紫外透射反射仪的石英台面上，盖上特制的紫外线防护罩。

（2）开启电源开关，进行观察。如需照相，则将相机固定在相机固定杆上，进行拍照。

（3）观察完毕，关闭电源，取下凝胶板，清洁石英台面。

十九、酶标仪

在标记免疫分析技术中，酶联免疫吸附测定法具有特异性强、重复性好、灵感度高且快速、安全、可靠的特点，在生命科学领域应用十分广泛。该方法的信号采集是以酶联免疫检测仪完成的。由酶联免疫吸附测定法的原理可知，酶标仪可用比色法来分析抗原或抗体的含量，依照比色原理进行工作，所以酶标仪实验上就是一台变相的光电比色计或分光光度计，它的基本工作原理与主要结构和光电比色计几乎完全相同。该仪器的外形如图4-13所示。

根据酶标仪单色光束的多少，可将其分为单通道及多通道酶标仪，单通道酶标仪只有一个单色光束，每次读数只能检测一个反应孔的吸光值，多通道酶标仪则具有多个单色光束，每次读数可以检测多个反应孔的吸光值，所以多通道酶标仪的工作速度较单通道酶标仪高得多。

利用酶标仪内置的微处理芯片及打印机，仪器可以自动打印出吸光度值，浓度值等。

随着科学技术的发展，目前已有酶免疫工作站面世（如图4-14），该工作站将自动洗板机，酶标检测仪与计算机系统偶联起来，仪器可自动进行洗板及比色操作，并由计算机进行数据处理。

图4-13　酶标仪

图4-14　酶免疫工作站

二十、电子天平

与传统的利用杠杆原理进行称量的机械天平不同，电子天平采用高精度的应变式传感器以及电磁力平衡原理进行称重测力，采用微机作为数据处理部件，以液晶显示面板显示被称物品重量，具有称量准确可靠、操作简单、显示快速清晰并且具有自动检测系统、简便的自动校准装置以及超载保护等装置。电子天平按精度可分为超微量电子天平、微量电子天平、半微量电子天平、常量电子天平、精密电子天平等（如图4-15）。

1.使用方法

（1）接通电源开关，预热30分钟。

（2）打开“开始”键，仪器自检后面板出现0.0000克读数时说明仪器处于“Standby”状态。

（3）放入称量纸或容器后调零。

（4）放置样品进行称量，天平稳定后的读数为样品重量。

（5）断开电源。

（6）完毕后小心清扫散落的残余试剂，关好天平门并罩好外罩。

2.电子天平的维护与保养

（1）将天平置于稳定的工作台上避免振动、气流及阳光照射。

（2）电子天平应按说明书的要求进行预热。

（3）称量易挥发和具有腐蚀性的物品时，要盛放在密闭的容器中，以免腐蚀和损坏电子天平。

（4）经常对电子天平进行自校或定期外校，保证其处于最佳状态。

（5）如果电子天平出现故障应及时检修，不可带“病”工作。

（6）不可过载使用以免损坏天平。电子天平长期不用时应妥善收藏。

二十一、制冰机

生物技术制药实验特别是分子生物学实验，常常要使用到很多工具酶，为了减少酶的失活，保证实验的顺利进行，实验过程中的很多实验材料均需置于冰上。另外分子微生物学实验中有些步骤还需要在冰上完成。实验室中冰块来源于制冰机，所以制冰机是现代生物学实验室的一个不可缺少的实验设备。制冰机外形如图4-16。

图4-15　电子天平

制冰机的工作原理跟普通家用冰箱的原理差不多,都是使用压缩机来制冷的,其制冰方式有多种，大概可分为喷淋式冰模制冰、浸水式制冰、流水式制冰，目前最为先进的是流水式制冰。制冰机的脱冰是使用电路或机械来控制的,电路控制脱冰是制冷的反过程即加热脱冰，机械脱冰有的是直接利用刀片将制备好的冰切割下来，另外一些则使用旋转滚刀的脱冰结构，这种收冰方式节能降噪,运行平稳,冰形均匀呈雪花状,无冰粉产生。

图4-16　制冰机

使用方法：

（1）将进水管一端安放于自来水水嘴，另一端接在制冰机后部的进水口。

（2）打开自来水开关，当水槽内水满后，打开电源开关，制冰工作启动，机器进入自动上水，制冰，脱冰状态。

（3）当长时间不用或挪动位置时，应先关掉电源，再打开储冰盒底部泄水孔上的泻水螺母，排尽残余水分(平时严禁松动或拧开螺母)，完毕后拧紧螺母。

使用注意事项：

（1）箱体表面请勿放置较重或较热的物体，以免箱体变形。

（2）清洁前,请先切断电源，用软棉布沾少许无腐蚀的中性清洗剂擦洗内外表面，清洗后用干布擦干，不可使用有机溶剂，开水及洗衣粉等对箱体有害的物质，且不得用喷溅水进行清洗。

（3）油类，果汁等极易黏在门封条上，要注意经常用温水擦洗，以使门封条保持弹性，并擦上少许滑石粉延长寿命。

（4）制冰机停用前应将开关关闭，彻底清洗箱内，用干抹布擦干，使箱内干燥。

（5）定期用毛刷打扫冷凝器和压缩机表面的灰尘，以保持高效换热。

（6）不要在储冰室内存放除冰块外的任何物品，更不准在储冰室内冷冻或冰镇任何物品。