發布日期：2022-10-09 點擊率：86
相信看過美劇《CSI》（犯罪現場調查）的朋友們一定對劇中諸如指紋數據庫、從帶血棉簽中五分鐘內驗出DNA等等炫酷的證據檢測橋段并不陌生，雖然是源于想象的虛構，但卻自然而逼真。其實，縱觀司法科學鑒定技術的發展長河，《CSI》里面的許多高科技手法在現實中已被廣泛應用，特別是DNA技術的應用無疑是個歷史性的突破。
從犯罪現場到實驗室的王牌證據
長期以來，作為給犯罪嫌疑人定罪的“毋庸置疑的鐵證”，DNA鑒定一直被認為是目前法庭科學領域中最有效的統一認定技術，雖然說對于少數特殊情況存在一定的例外和局限性，但總的來說，DNA證據仍是當今人類世界可靠性最高的證據。尤其是在慘不忍睹的犯罪現場留有血跡、精斑、毛發等人體生物檢材的命案中，DNA證據一直是對付罪犯的利器，被社會各界寄予厚望。
眾所周知，得到足量且純凈的DNA樣本是進行準確鑒定的前提，因此DNA提取純化技術是法醫DNA檢驗的第一個步驟，也是最關鍵的步驟。通常，從犯罪現場提取到的各種生物檢材難免會腐爛、變質和被污染，這就對DNA提取純化技術有了更高的要求。目前在法醫實驗室中，常用的提取方法無外乎五種，即Chelex100法、有機法、磁珠法、鹽析法、堿性法（NaOH提取）。不管哪種方法，提取過程大體上分為材料準備、破碎細胞或包膜以釋放內容物、核酸分離純化、沉淀或吸附核酸并去除雜質、將核酸溶解在適量緩沖液或水中。而作為整個過程當中至關重要的環節，離心分離的好壞直接決定著實驗的成敗。
不容忽視的離心內部環境——溫度控制
說到DNA提取等生物樣品分離實驗，除了在司法鑒定中扮演著舉足輕重的角色以外，在基因工程和蛋白質工程等分子生物學領域也應用極廣，而樣品分離實驗自然離不開離心機的性能技術指標與正確使用，比如轉速設定、離心時間、擺放位置等，而其中最關鍵也是容易被忽視的一點就是樣品的溫度控制。下面我們拿DNA提取實驗舉例，采用傳統且應用最廣泛的有機法在不同溫度條件下提取血液DNA。
在細胞的細胞核中，DNA與蛋白質結合形成染色體，因此提取DNA時既要將蛋白質等物質除盡，又要盡可能保持DNA分子的完整性，即保持DNA帶不發生斷裂，無外源核酸污染。實驗在4℃和常溫條件下分別進行。4℃條件下采用高速冷凍離心機，而常溫條件采用小型臺式高速離心機，實驗結果顯示，4℃條件提取的DNA條帶整齊無拖帶，而常溫提取的DNA有明顯的拖帶現象，表明前者的DNA片段完整無斷裂，未被污染，且分子大小相同，而后者的DNA有部分已斷裂。在本實驗采用的有機法中，由于酚類容易被氧化，產生醌、二羧酸等氧化物，可破壞核酸中的磷酸二酯鍵，并引起DNA鏈的交聯，常溫條件下由于離心機轉子高速旋轉產生大量熱，加速了酚的氧化，并增加了血液中細胞釋放的內源核酸酶的活性，導致部分基因組DNA降解。而在4℃條件下提取的DNA由于溫度低，酚不易被氧化，內源核酸酶活性較低，因此能夠保證DNA的完整性。【1】
看過了上面的實驗，您是不是對溫度控制的重要性有了直觀的認識呢？其實，對于諸如生物制藥或營養物質萃取等對生物活性保留要求很苛刻的技術項目，離心萃取的溫度都需要嚴格符合要求，與標準相差幾攝氏度可能就會嚴重影響品質，常見的情況就是超過溫度區間范圍會對活性酶的指標有影響或者溫度過低導致凝結，因此選用帶精確溫控的離心機則是重中之重。
需要嚴格溫控的實驗基本上都要求樣品保持在較低的溫度，因此在使用帶冷凍功能的離心機之前需要進行預冷，并進行溫度校準和監測溫度波動。現在問題來了，市面上離心機的溫度傳感器通常都在機腔內，而中間會隔著不同大小規格的離心管，不同型號的轉子以及腔內空氣等介質，所以即使準備工作做得很周全，在離心機高速運轉的時候，傳感器所探測到的腔體溫度與樣品的實際溫度難免會有差值，這個差值又因為轉子選擇，溫度、轉速設置的不同而發生進一步的變化。如前所述，這個差值在那些要求極為苛刻的實驗項目中是絕不允許的。
奧豪斯離心機陪你玩轉溫度控制
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【1】參考文獻：李強子，張麗. 溫度對提取DNA質量的影響[J]. 中國生物制品學雜志，2016年4月，29(4)
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