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不同材质超速离心管的理化特性及使用方法说明
超速离心管按管身材质不同，分为PP、PE、PA、PC、PET、PETG、SS和Ti共六种类型。不同材质离心管所适用的最高工作转速、样品工作温度范围、化学耐受性和消毒灭菌处理方法存在区别。Beckman、eppendorf等超速离心机厂商一般为每个转头都提供了一到数种不同材质、工作容量的离心管选项，以适应不同实验样品的理化属性要求。
针对生命科学超速离心实验中核酸、蛋白质、脂质、亚细胞组分（胞外囊泡）、病毒类样品和纳米颗粒制剂等常规样品提取、分离、制备的特点，依据制造商发布的技术资料、离心管化学耐受性数据，我们组织编撰了本超速离心管理化属性及使用说明，供实验者在实验中离心管选型时参考。
1、PP离心管（Polypropylene Tube）
PP材质离心管即聚丙烯管。
聚丙烯（Polypropylene, PP）由丙烯单体聚合而成。PP材料机械强度高但韧性差（抗冲击性能差），耐热性能优良，在温度80℃以下可耐受强酸、强碱、常规缓冲盐份和表面活性剂溶液。
PP离心管支持115℃ - 121℃高压蒸汽灭菌和酒精浸泡消毒处理，方便厚壁开口管的多次重复利用。
通常，各种款式的PP超速离心管支持特定转头在最高转速运行下使用，其实用工作转速高于相同规格的PC材质、SST材质离心管。
适 用 样 品 及 制 剂 | 酸性溶液 | 5%醋酸 硼酸 枸橼酸(CA) 35%盐酸 50%硝酸 85%磷酸 98%硫酸等 |
碱性溶液 | 氨水(28%) KOH(45%) NaOH(10%)等 | |
梯度介质 | CsCl CsI NaI Optiprep 葡聚糖 Ficoll-Paque Percoll Nycodenz KBr 甘油 蔗糖溶液等 | |
缓冲液组分 | 2-巯基乙醇 咪唑 尿素 Tris缓冲液(中性) Triton X-100 SDS 脱氧胆酸钠(Sodium deoxycholate) | |
盐溶液 | (NH₄)₂SO₄ Na₂SO₄ CaCl₂ MgCl₂ KCl NaHCO₃ Na₂CO₃ 盐酸胍/硫氰酸胍等 | |
有机溶剂 | 二甲基亚砜(DMSO) 甲醇 5%苯酚等 | |
消毒剂 | 环氧乙烷(气体) 3%双氧水 | |
不适用样品制剂 | 丙酮 苯 氯仿 甲苯 石油等 | |
适用消毒灭菌法 | 可耐受121℃高压蒸汽灭菌 化学消毒法（环氧乙烷、双氧水、乙醇95%） | |
管温度耐受范围 | 实用温度范围：-30℃ - 140℃，材料脆点0℃ 适用工作温度：4℃ - 25℃ | |
PP超速离心管是Beckman最常见的类型。Beckman采用PP材质开发了薄壁开口管（Open-Top Thinwall Polypropylene Tube）、厚壁开口管（Open-Top Thickwall Polypropylene Tube）、热封管（Quick-Seal Round Top Polypropylene Tube）和指封管（OptiSeal Polypropylene Tube）四种款式。
薄壁管有5mL管(326819)、13.5mL管(326814)及35.5mL管(344367)。
厚壁管分为3.5mL管(349623)、10mL管(355640)、32mL管(355642)及94mL管(355643)。
快封管包括6mL管(344619)、13.5mL管(342413)、39mL管(342414)和94mL管(345776)。
OptiSeal指封管有三个规格，即4.7mL OptiSeal管(361621)、8.9mL OptiSeal管(361623)和32.4mL OptiSeal管(361625)。
通常，各款式的PP超速离心管可支持在特定转头额定最高转速运行下使用，实用工作转速高于相同规格的PC材质、SS材质离心管。以TYPE 100 Ti(Max. Speed 100000rpm)为例，其配套离心管为清一色的PP管材。TYPE 90 Ti(Max. Speed 90000rpm)、TYPE 70.1 Ti(Max. Speed 70000rpm)、TYPE 70 Ti(Max. Speed 70000rpm)，PP管最大工作转速达到超过70000rpn。而PC管转速普遍不高于65000rpm。TYPE 70 Ti中39mL热封管（342414）工作转速达到70000rpm，同等容量的不锈钢离心管（301112）最高转速仅40000rpm。
2、PA离心管
PA离心管，又称为PPCO管，即聚丙烯共聚物(polyallomer, PA或Polypropylene copolymer, PPCO) 材质离心管。PA系丙烯单体和少量乙烯单体(1 - 4%)在加热、加压和催化剂作用下聚合产生。乙烯的加入改善了材料的低温韧性(挠曲性)、耐冲击性能、机械强度和化学耐受性。PA管对所有梯度离心介质（包括碱性介质）、大多数酸、许多碱、许多醇、DMSO和一些有机溶剂都具有良好的耐受性（比PP材质离心管适用的样品溶剂、可耐受化学品品目范围更广）。但聚合物的熔点比PP降低，故高压灭菌耐受性能降低。
瓶体半透明，便于观察管中样品体积和离心分离效果。可用于常规核酸、蛋白质、脂质、细胞器、病毒及纳米颗粒制剂的超速离心分离。
PA离心管优良的韧性、耐冲击性和机械强度，是Himac品牌超速离心管使用最广泛的类型。
适 用 样 品 及 制 剂 | 酸性溶液 | 5%醋酸 枸橼酸(CA) 35%盐酸 50%硝酸 85%磷酸 98%硫酸等 |
碱性溶液 | 氨水(28%) KOH(45%) NaOH(10%) 碳酸钠等 | |
梯度介质 | CsCl CsI NaI Optiprep 葡聚糖 Ficoll-Paque Percoll Nycodenz KBr 甘油 蔗糖溶液等 | |
缓冲液组分 | 2-巯基乙醇 Tris缓冲液(中性) Triton X-100 尿素 | |
盐溶液 | (NH₄)₂SO₄ Na₂SO₄ NaHCO₃/Na₂CO₃ MgCl₂ KCl NaCl 盐酸胍/硫氰酸胍等 | |
有机溶剂 | 二甲基亚砜(DMSO) 乙二醇 异丙醇 正丁醇 5%苯酚 植物油 甲醛(40%)等 | |
消毒剂 | 高锰酸钾 环氧乙烷(气体) 3%双氧水 | |
不耐受样品制剂 | 有机溶剂：丙酮 氯仿 苯 二甲苯 | |
适用消毒灭菌法 | 可耐受115℃高压蒸汽灭菌 化学消毒法（环氧乙烷、双氧水） | |
管温度耐受范围 | 适用于4℃ - 25℃离心 | |
Himac品牌（原日立旗下品牌，2020年3月后正式并入eppendorf公司）PA材质超速离心管有薄壁开口管（PP tube）、厚壁开口管（Thick-walled Tube）、热封管（Seal Tube）和离心瓶（PA Bottle）四款。其中：
薄壁分为管6.5PA管(5720411029)、12PA管(5720411020)、40PA管(5720411139)和94PA管(5720411160)；
厚壁开口管分10PA管(5720411025)和33PA管(5720411138)两款；
热封管规格较为齐全，包括了5PA热封管(5720411008)、6.5PA热封管(5720411077)、12PA热封管(5720411019)、30PA热封管(5720411121)、40PA热封管(5720411141)和94PA热封管(5720411161)多个规格；
Himac PA材质离心瓶可提供30PA离心瓶(C)(5720411124)、70PA带盖离心瓶C(5720411153)和230PA离心瓶(5720411169)三种规格。
通常，Himac PA离心管的实用工作转速通常高于相同规格的PE、PC、SST和Ti材质离心管。以Himac CP100NX超离P90AT转头为例，12PA Seal Tube（5720411019; 90000rpm)、12PA Tube（5720411020; 83000rpm)、12PC Tube(5720411022; 65000rpm) 、12PE Tube(5720411021; 65000rpm)四种常用离心管中，PA热封管可耐受转速最高，同为薄壁开口管，12PA管实用转速要高于PC、PE管。
3、PET和PETG超净离心管
PET俗称涤纶树脂，学名聚对苯二甲酸乙二醇酯（Polyethylene terephthalate, PET)，是以对苯甲酸和乙二醇为原料缩聚而成，常用于制作矿泉水瓶、碳酸饮料瓶、食用油桶等食品包装容器。
PET材料的机械强高、透明度好，可阻挡紫外线，耐油脂和大多数溶剂。因分子结构中存在酯键，在强酸、强碱和水蒸汽作用下会发生降解。
适 用 样 品 及 制 剂 | 酸性溶液 | 5%醋酸 硼酸(BH₃O₃) 枸橼酸(CA) 10%盐酸 10%硝酸 85%磷酸 50%硫酸等 |
梯度介质 | CsCl CsI NaI Optiprep 葡聚糖 Ficoll-Paque Percoll Nycodenz KBr 甘油 蔗糖溶液等 | |
缓冲液组分 | Tris缓冲液(中性) 脱氧胆酸钠(Sodium deoxycholate) SDS Triton X-100 尿素 | |
盐溶液 | (NH₄)₂SO₄ Na₂SO₄ CaCl₂ MgCl₂ KCl KBr KI NaCl K₂CO₃ 硝酸钠(10%)等 | |
有机溶剂 | 95%乙醇 异丙醇 植物油等 | |
消毒剂 | 高锰酸钾 次氯酸盐 环氧乙烷 3%双氧水 | |
不耐受样品制剂 | 酸性溶液：乙酸(60%) 冰醋酸 35%盐酸 50%硝酸 98%硫酸等 | |
碱性溶液：氨水(28%) KOH(45%) 吡啶(50%) NaOH(50%)等 | ||
缓冲液组分：盐酸胍 硫氰酸胍 2-巯基乙醇等 | ||
有机溶剂：二甲基亚砜(DMSO) 5%苯酚 氯仿 丙酮 甲苯 二甲苯等 | ||
适用消毒灭菌法 | 可耐受化学消毒法（环氧乙烷、双氧水） | |
管温度耐受范围 | PET材质可在55-60℃温度范围内正常使用。但温度达到70℃时易变形，不能耐受高压灭菌。 离心管适用于4℃ - 25℃条件下离心。 | |
Hiamc品牌PET超速离心管为薄壁开口管，分为5PET Tube (5720411043)、6.5PET Tube (5720411080)、12PET Tube (5720411106)、13PET Tube (5720411107)和40PET Tube (5720411148)五款。
PETG是聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(Polyethylene Terephthalate)的缩写，为PET和乙二醇的共聚物。与PET相比，其抗冲击性（韧性）和耐化学性更好（可耐受二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、乙醚）、透明度更高（玻璃般的透明度），耐侯（黄变）性能优于PET，适用于制造香水、药品等需长时间存放包装容器。PETG无细胞毒性，还是制造适于细胞培养和培养基储存的无菌一次性容器的理想材料。
Beckman超净(Ultra-Clear)系列超速离心管即属于PETG材质离心管。超净管有薄壁开口管（Open-Top Thinwall Ultra-Clear Tube）和热封管（Quick-Seal Round-Top Ultra-Clear Tube）两款。开口管容量覆盖2 - 94mL，常用型号有5mL管(344057)、6.5mL管(344088)、13.2mL管(344059)、13.5mL管(344085)、17mL管(344061)和38.5mL管(344058)。热封管中的5.1mL管 (344075)、6.3mL管(345830)、13.5mL管(344322)、15mL管(344324)和100mL管(345778)较为常用。
PET和PETG超速离心管的共同点是管壁高度透明。离心结束后目视可清晰观察到各条带及位置分布。管壁薄，便于用针头穿刺或专门切片工具收集条带。
PET、PETG离心管可以使用γ射线辐照或乙醇消毒，但不可高压灭菌处理，且售价高于PP、PA材质离心管。
通常，PET、PETG离心管不支持所适用转头的最高额定转速运行时使用。
4、PE离心管
PE超速离心管常用的是聚乙烯(polyethylene, PE)是乙烯单体经聚合制得, 聚合物分子通过碳-碳单键相连，能耐大多数酸碱的侵蚀的稳定化学性能。PE（低密度聚乙烯LDPE材质）可耐受温度范围为-100℃至+70℃，不耐受115℃高温高压灭菌。
PE材质的优势在于常温条件下长耐受强酸、强碱物质和样品而保持化学稳定性。
适 用 样 品 及 制 剂 | 酸性溶液 | 5%醋酸 枸橼酸(CA) 35%盐酸 98%硫酸 50%硝酸 85%磷酸等 |
碱性溶液 | KOH(45%) 吡啶(50%) NaOH(50%)等 | |
梯度介质 | CsCl CsI NaI Optiprep 葡聚糖 Ficoll-Paque Percoll Nycodenz KBr 甘油 蔗糖溶液等 | |
缓冲液组分 | 2-巯基乙醇 Tris缓冲液(中性) Triton X-100 咪唑 尿素 | |
盐溶液 | (NH₄)₂SO₄ CaCl₂ MgCl₂ Na₂S₂O₃ 硫氰酸胍等 | |
有机溶剂 | 二甲基亚砜(DMSO) 9 5%乙醇 丙酮 5%苯酚 异丙醇 正丁醇 石油等 | |
消毒剂 | 环氧乙烷(气体) 3%双氧水 | |
不耐受样品制剂 | 丙酮 氯仿等氯代烃类 苯 二甲苯 石油等 | |
适用消毒灭菌法 | 化学消毒法（环氧乙烷、双氧水） | |
管温度耐受范围 | 在4℃ - 20℃温度下使用 | |
Himac品牌PE离心管有两种规格，即12PE薄壁开口管 (5720411021)和40PE薄壁开口管 (5720411146)，售价均高于PA、PC和PET材质离心管。
PE材质离心管的实用工作转速通常低于同等规格的PA离心管。
5、PC离心管
PC离心管是聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)材质的离心管的简称。
相比于PP、PA、PE、PET等其它材质，PC的最大优势在于刚性机械强度、管壁玻璃状透明，对加样操作和离心后观察样品条带、沉淀物分布位置十分便利。
与PE、PET比，PC的实用温度范围宽，可耐受121℃高压蒸汽灭菌。因此，PC材质的厚壁开口离心管、离心瓶往往在经清洗消毒或灭菌后被重复使用。虽然PC管/瓶可耐受高压灭菌，但这样做会大大缩短这些离心管的使用寿命，加之PC离心瓶售价不菲，因此建议采用3%双氧水类化学消毒剂的冷灭菌方法。
PC对多数酸性、碱性（pH 大于 8）化学品、有机溶剂均不耐受。用碱性洗涤剂洗涤PC离心管会导致离心管损坏。
PC管对除碱性以外的所有梯度介质都具有良好的耐受性。
适 用 样 品 及 制 剂 | 酸性溶液 | 10%硫酸 10%硝酸 乳酸等 |
梯度介质 | CsCl CsI NaI Optiprep 葡聚糖 Ficoll-Paque Percoll Nycodenz KBr 甘油 蔗糖溶液等 | |
缓冲液组分 | Tris缓冲液(中性) Triton X-100 尿素 | |
盐溶液 | Na₂SO₄ ZnCl₂ KCl NaCl 硝酸钠(10%)等 | |
有机溶剂 | 天然汽油 润滑油等 | |
脂类样品 | 油酸 饱和/不饱和脂肪酸 脂肪烃 动植物油等 | |
消毒剂 | 3%双氧水 环氧乙烷（气体） | |
不耐受样品制剂 | 碱性溶液：10%氨水 5%KOH 50%吡啶 1%NaOH等 | |
有机溶剂：二甲基亚砜DMSO 50%乙醇 异丙醇 甲醇 正丁醇 5%苯酚 二甲苯 氯代烃类 丙酮等 | ||
适用消毒灭菌法 | 可耐受121℃高压蒸汽灭菌 化学消毒法（环氧乙烷、双氧水） | |
管温度耐受范围 | 既可在高达120℃温度下工作，又兼具耐寒特性（脆化温度为-100℃） 可长期工作温度范围为-60℃ - 120℃。 适用于4℃ - 25℃温度下离心。 | |
Hiamc品牌PC材质离心管分为PC薄壁开口管（如3PC开口管5720411012、6.5PC开口管5720411030、12PC开口管5720411022 及40PC开口管5720411140)、厚壁开口管（4.7PC 厚壁管5720411032）和离心瓶。其中，10PC离心瓶(5720411026)、30PC离心瓶C3 (5720411126)、70PC带盖离心瓶C (5720411150)较为常用。
Beckman超速离心机用的PC材质离心管有两款：厚壁开口管和离心瓶。厚壁管开口分为4mL管(355645)、10mL管(355630)、10.5mL管(355629)、32mL管(355631)和94mL管(355628)共5个规格。PC离心瓶有10.4mL离心瓶(355603)、26.3mL离心瓶(355618)和70mL离心瓶(255622)三个选项。
PC离心瓶在固定角转头中可以带盖或不带盖使用。如离心管没有完全充满，PC离心瓶在固定角转头中可以带盖或不带盖使用。如离心管没有完全充满，则60000rpm转速的角转头中使用时需降低工作转速。在水平吊桶转头中使用时，样品装载量至少应达到管额定容量的一半以上。
6、不锈钢离心管
不锈钢(Stainless steel, SS) 材料中（铬含量不低于10.5%，碳含量不超过1.2%），对弱酸、强碱、部分盐分、有机溶剂、石油等具有较强的抗腐蚀性能。
不锈钢材质超速离心管对细胞保存材料、核酸提取试剂中的氯仿、苯酚、DMSO等都具有耐受性，具有可适用样品范围宽，使用后离心管清理和消毒灭菌方式灵活，可反复使用的优势。
只需在储存前彻底干燥，并确保离心管外形完好无损且无腐蚀，可以无限期使用。
适 用 样 品 及 制 剂 | 酸性溶液 | 硼酸(BH₃O₃) 枸橼酸(CA) 乳酸 硬脂酸等 |
碱性溶液 | 氨水(28%) NaOH(50%)等 | |
梯度介质 | 甘油 蔗糖溶液等 | |
缓冲液组分 | Tris缓冲液(中性) Triton X-100 2-巯基乙醇 | |
盐溶液 | 醋酸铵 醋酸钾 碳酸铵 碳酸钾 碳酸钠 镍盐 碘化钾 10%硝酸钠 硫酸锌等 | |
有机溶剂 | 丙酮 氯仿 二甲基亚砜(DMSO) 95%乙醇 异丙醇 5%苯酚 二甲苯 煤油等 | |
消毒剂 | 3%双氧水 环氧乙烷（气体） | |
不耐受样品制剂 | 酸性溶液：60%乙酸 冰醋酸 10%盐酸 10%硫酸 油酸等 | |
盐溶液：FeCl₃ KCl ZnCl₂ 盐酸胍 次氯酸钙等 | ||
适用消毒灭菌法 | 可耐受121℃高压蒸汽灭菌 化学消毒法（环氧乙烷、双氧水） | |
管温度耐受范围 | 121℃温度下高压灭菌 | |
Himac提供了12SS不锈钢管(5720411023)、40SS不锈钢离心管B(5720411147)和94SS不锈钢管(5720411165)三个规格超速离心可选。
不锈钢管结构强度高，样品的装填体积灵活，填充到任意容量时都可以离心。但因管身自身重量所限，相同样品载量情况下，其实用工作速度通常应低于其它类型材质离心管的转速以确保转头安全工作。
此外，不锈钢管通常为无盖设计，与常规PC、PET、PP、PA材质开口管所使用的盖组件不匹配，因此，不适可用于强酸、强碱、腐蚀性液体容积、挥发性有毒样品离心。
7、钛合金离心管
钛合金(Titanium alloy)是以钛为基础加入其他元素组成的合金，具有优良的机械强度、耐蚀性化合物范围更宽、耐热性更好。钛合金质地比不锈钢轻，同等样品负载情况下，可实现更高工作转速。同样以Himac CP100NX超离P90AT转头为例，在不带管盖情况下，12TI管的最高转速(49000rpm)要高于12SS不锈钢管(40000rpm)的指标。
Himac超速离心机提供了12Ti金属管(5720411274)、40Ti钛金属管(5720411149)两种钛合金超速离心管。
适 用 样 品 及 制 剂 | 酸性溶液 | 10%盐酸 50%硝酸 硬脂酸等 |
碱性溶液 | 氨水(28%) NaOH(10%)等 | |
梯度介质 | CsCl CsI NaI Optiprep 葡聚糖 Ficoll-Paque Percoll Nycodenz KBr 甘油 蔗糖溶液等 | |
缓冲液组分 | Tris缓冲液（中性） 2-巯基乙醇 Triton X-100 | |
盐溶液 | 醋酸钾 醋酸钾 碳酸铵 碳酸钾 碳酸钠 硫酸铵 镍盐 硫酸钠 硫酸锌 氯化钠 氯化镁 氯化钙 氯化锌 氯化铁 氯化钾 碘化钾 10%硝酸钠 盐酸胍/硫氰酸胍 钡盐等 | |
有机溶剂 | 丙酮 二甲基亚砜(DMSO) 乙醇 正丁醇 5%苯酚 石油等 | |
消毒剂 | 高锰酸钾 环氧乙烷(气体) 3%双氧水等 | |
不耐受样品制剂 | 酸性溶液：氢氟酸(10%) 磷酸(50%) 10%硫酸等 | |
碱性溶液：KOH 吡啶(50%)等 | ||
有机溶剂：氯仿等 | ||
适用消毒灭菌法 | 可耐受121℃高压蒸汽灭菌 化学消毒法（环氧乙烷、双氧水） | |
管温度耐受范围 | 可121℃温度下高压灭菌。 | |
钛合金优良的化学相容性、机械强度和质地轻巧，除用于制造离心管管身，主要被用于制造各种超速离心开口离心管配套盖组件，方便离心管在角转头、近垂直转头中离心时，为样品管提供有效密封。譬如，Beckman Optima XPN-100 超速离心机Type 70 Ti角转头配套35.5mL 薄壁开口管(344367)用的35.5mL 离心管的盖组件(337927)。Himac CP100NX立式超速离心机P70AT角转头适用的12PE薄壁开口管(5720411021)、12Ti金属管(5720411274)工作时，需安装使用C-Ti盖组件(5720411211)。
为大容量超速离心管设计的钛合金管帽适配器（cap Spacer），如为Beckman 94mL热封管（C14305）提供的管帽适配器（342697），既对管帽提供支撑保护，又可减轻转头工作负重。
参考资料：
1. Beckman离心管材质化学耐受性查询（https://resources.mybeckman.cn/search/ChemicalResistance/）
2. Chemical Resistance Chart（PN S99931312,eppendorf Himac Technologies Co., Ltd）
3. Preparative & Analytical Ultracentrifuges Product Catalog (22.02.4171.CENT)
4. Rotors, Tubes, Bottles And Caps Instruction Manual for Ultracentrifuge (S99920421)
