系统生物学的研究是现今最令人关注的前沿研究方向,它所研究的已经不是某一个特定的基因、蛋白或细胞的功能,而注重将基因组、蛋白组、细胞生物学作为一个整体来研究,研究它们在生命状态及特定条件下的相互作用,从而进一步认识生命本身,揭示疾病的发生发展过程,为新药的开发提供更精确的信息和技术平台。在整个系统生物学的研究过程中,离心技术是“无处不在”,不论在核酸、蛋白还是细胞,都会使用超速离心机作为分离的工具。此外,超速离心机作为分析的手段可帮助测定蛋白的结构、蛋白与蛋白或小分子的相互作用及分子量等等,也可以帮助科学家进一步研究蛋白的不同层面。
超速离心机是生物化学和分子生物学不可缺少的技术手段。广泛应用于大分子、细胞、细胞器等的分离、纯化。通过离心分离或离心分析有的可直接获得有关细胞、细胞器、病毒和生物大分子的信息,有的为进一步作化学分析、生物学功能测定以及形态学上观察超微结构提供了基础。根据不同的目的,可以采用不同的方法和技术。溶液经过超速离心可以分为上清与沉淀,但得到的沉淀与上清都是不均一的,前者含有最初溶液中所有的颗粒,而后者也仍含有少量的颗粒,但其大小比沉淀颗粒要小得多,这样得到的上清,可进一步用更高速度的离心来分离其中的成分,称为差速离心。如需得到纯的物质,则应采用分析超离技术。应用密度超速离心可以了解物质的某些物理性质,如沉降系数及近似密度并得到一定量的较纯物质。
转头也是离心技术的核心,利用离心转头分离样本,除了离心机是必需之外,转头也是不可缺少的内容。要达到良好的分离效果,转头的选择是非常重要的。样品分离后的纯度、分离的时间与转头类别有很大的关系。我院公共实验平台有两种转头,即固定角转头和水平转头。
建设公共实验平台的目的
随着学院的强劲发展,在科研与教学资源上的矛盾也日益突出,学院经过调查、研究与讨论,认为国际化的药学院应该有一流的开放式公共实验平台,学院利用“985”工程集中投入建成了多学科共享的实验平台,实现了硬件资源共享。旨在为学校和科研机构搭建公共技术平台,提供开放式公共服务,减少实验仪器设备的重复购买和闲置,节约国家资金。建立一个开放式、研究性、综合型的专业实验平台,更有利于培养学生综合分析问题和解决问题的能力。该实验平台由学院统一管理,公共实验平台的仪器设备集中管理,统一使用,规范操作,对各个不同领域的仪器学院还分别指定了教授来指导工作。药学院公共实验平台总面积600多m2,主要由学校“985工程”投资近1200万元建成了具有一定规模的公共实验平台,拥有大型贵重精密仪器设备20余台。典型的测试仪器有超速离心机、液质联用仪、毛细管电色谱分析仪、制备与分析高效液相色谱仪、蛋白纯化仪、流式细胞仪等多种类型的测试仪器,经过一年多的试运行,已取得良好的效果。
在公共实验平台中超速离心机的管理办法
超速离心机在公共实验平台中除了完成正常的教学任务外,同时也为其它科研单位及企业提供测试分析服务。目前,该超速离心机为我院、化工学院、生命学院、医学院、农学院、上海医药工业研究院和中科院上海分院等相关专业的科研工作提供了快捷、优质和周到的服务和有力的支持,该仪器在公共实验平台深受师生的欢迎。
超速离心机对全校师生和社会科研人员开放,使用者经过培训后可自己动手操作。如违章操作造成仪器设备损坏者,需承担赔偿责任。使用者要获得自己动手操作仪器的资格,必须参加公共实验平台仪器的上岗培训,并通过开卷考试后才能获得自行操作许可。公共实验平台根据需要经常组织免费仪器培训,师生可自行报名,按自己的课题需要参加相关培训。使用超速离心机必须先通过公共实验平台的安全与仪器操作培训,再预约实验,公共实验平台实行全天候开放。公共实验平台也为我校工科类研究生开设了核心课程《实验技术与仪器分析》,有100多名学生踊跃报名参加培训进一步促进创新人才的培养,起到了很好的作用。我们将不断地探索和完善公共实验平台的开放式管理模式。
超速离心机的运行效益
实践已经证明,药学院建立的开放式公共实验平台和开放式实验平台管理体系解决了“专管共用”、“资源共享”和“重复购置”的问题,通过学校、学院集中投资使得有限的资金发挥了最大的效益。经过一段时间的磨合,这一改革已经取得了良好的效果。
该超速离心机自2006年至今一直保持着高使用率,每年要承担的科研机时数2000多小时/台,测试样品数约1万个和近6000人时数的实验教学任务,公共实验平台实现了教学和科研创新真正的融合,也给公共实验平台的发展提供了新的契机。