上海亞榮 RE-52CS 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：生物實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵液有效成分濃縮應(yīng)用方案
上海儀器網(wǎng) / 2025-09-18
在生物實(shí)驗(yàn)室研究中，發(fā)酵液（如微生物發(fā)酵液、植物細(xì)胞發(fā)酵液）中的有效成分（如酶制劑、抗生素、多糖、生物堿）濃度通常較低，需通過(guò)濃縮處理提升純度，為后續(xù)分離純化、活性檢測(cè)奠定基礎(chǔ)。上海亞榮 RE-52CS 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器憑借減壓低溫蒸發(fā)特性，能在溫和條件下實(shí)現(xiàn)有效成分濃縮，避免高溫破壞活性物質(zhì)，同時(shí)具備操作簡(jiǎn)便、濃縮效率高的優(yōu)勢(shì)，成為生物實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵液處理的核心設(shè)備，以下為具體應(yīng)用方案。?
一、方案適用范圍與核心目標(biāo)?
本方案適用于生物實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)發(fā)酵液類型，包括細(xì)菌發(fā)酵液（如大腸桿菌重組酶發(fā)酵液）、真菌發(fā)酵液（如青霉素發(fā)酵液）、植物細(xì)胞發(fā)酵液（如人參皂苷發(fā)酵液），適配單次處理量 50-500mL 的小批量樣品濃縮場(chǎng)景。方案核心目標(biāo)是：在 30-60℃低溫區(qū)間內(nèi)，通過(guò)減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除發(fā)酵液中的水、乙醇、乙酸乙酯等低沸點(diǎn)溶劑，使有效成分濃度提升 3-10 倍；同時(shí)最大限度保留有效成分活性（如酶活回收率≥85%、抗生素效價(jià)損失≤5%），且避免發(fā)酵液出現(xiàn)乳化、成分氧化等問(wèn)題。?
二、上海亞榮 RE-52CS 設(shè)備適配優(yōu)勢(shì)?
該設(shè)備針對(duì)生物實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵液濃縮需求，具備三大核心適配性：一是低溫保護(hù)能力強(qiáng)，采用減壓蒸發(fā)技術(shù)（真空度可達(dá) 0.098MPa），可將溶劑沸點(diǎn)降低至 30-60℃，完美匹配酶、抗生素等熱敏性有效成分的濃縮需求，解決傳統(tǒng)加熱濃縮導(dǎo)致的活性流失問(wèn)題；二是濃縮效率高，設(shè)備配備 2L 大容量蒸發(fā)瓶（可適配 500mL 發(fā)酵液），通過(guò)旋轉(zhuǎn)形成大面積液膜（蒸發(fā)面積較靜態(tài)蒸發(fā)提升 3-5 倍），配合高效冷凝管（蛇形冷凝設(shè)計(jì)，冷凝面積達(dá) 0.12㎡），單批次 500mL 發(fā)酵液濃縮時(shí)間可控制在 1-2 小時(shí)，遠(yuǎn)快于常規(guī)離心濃縮設(shè)備；三是操作靈活且易清潔，設(shè)備支持蒸發(fā)瓶角度調(diào)節(jié)（0-45°），可根據(jù)發(fā)酵液黏度（如高黏度多糖發(fā)酵液）調(diào)整旋轉(zhuǎn)速度（50-160rpm），避免樣品掛壁；蒸發(fā)瓶、冷凝管采用高硼硅玻璃材質(zhì)，耐酸堿腐蝕，且可拆卸清洗，符合生物實(shí)驗(yàn)室無(wú)菌操作要求，防止交叉污染。?
三、標(biāo)準(zhǔn)化濃縮操作流程?
（一）前期準(zhǔn)備?
- 發(fā)酵液預(yù)處理：發(fā)酵液需先經(jīng)離心（4000rpm，15 分鐘）或過(guò)濾（0.22μm 微孔濾膜）去除菌體、雜質(zhì)，避免固體顆粒堵塞蒸發(fā)瓶管道；若發(fā)酵液含大量蛋白質(zhì)，需先加入硫酸銨進(jìn)行鹽析（飽和度 20%-40%），離心后取上清液，防止?jié)饪s過(guò)程中蛋白質(zhì)變性析出。?
- 設(shè)備檢查與調(diào)試：確認(rèn)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器各部件連接緊密（蒸發(fā)瓶與冷凝管接口、真空管道接口）；向冷凝管夾層注入冷卻水（建議使用循環(huán)水機(jī)，水溫控制在 5-10℃，提升冷凝效率）；檢查真空泵油位（真空度需達(dá)標(biāo)），啟動(dòng)真空泵空載運(yùn)行 5 分鐘，確認(rèn)真空表顯示穩(wěn)定（0.095-0.098MPa）；根據(jù)有效成分特性設(shè)定水浴鍋溫度（如酶制劑發(fā)酵液設(shè)定 35-40℃，抗生素發(fā)酵液設(shè)定 45-50℃）。?
（二）參數(shù)設(shè)置與運(yùn)行?
將預(yù)處理后的發(fā)酵液倒入蒸發(fā)瓶（液體體積不超過(guò)蒸發(fā)瓶容積的 1/3，防止旋轉(zhuǎn)時(shí)溢出），固定蒸發(fā)瓶并調(diào)整角度至 30°，啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，設(shè)定轉(zhuǎn)速：低黏度發(fā)酵液（如酶制劑上清液）120-160rpm，高黏度發(fā)酵液（如多糖發(fā)酵液）50-80rpm。打開(kāi)真空泵，緩慢調(diào)節(jié)真空閥，使真空度逐步提升至目標(biāo)值（如濃縮乙醇溶劑發(fā)酵液，真空度 0.085MPa；濃縮水溶液發(fā)酵液，真空度 0.098MPa），避免真空度驟升導(dǎo)致發(fā)酵液暴沸。?
運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)視鏡觀察蒸發(fā)情況：若冷凝管內(nèi)壁出現(xiàn)大量液滴（溶劑回流），說(shuō)明濃縮正常；若發(fā)現(xiàn)發(fā)酵液出現(xiàn)泡沫，可適當(dāng)降低旋轉(zhuǎn)速度或暫停真空泵，待泡沫消散后繼續(xù)運(yùn)行。同時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水浴鍋溫度，確保穩(wěn)定在設(shè)定范圍，避免溫度波動(dòng)影響有效成分活性。?
（三）后期處理?
當(dāng)蒸發(fā)瓶?jī)?nèi)樣品體積濃縮至目標(biāo)量（如從 500mL 濃縮至 50mL），先關(guān)閉真空泵，緩慢打開(kāi)放氣閥（防止空氣驟入導(dǎo)致樣品噴濺），再停止旋轉(zhuǎn)電機(jī)與水浴鍋加熱。取下蒸發(fā)瓶，立即將濃縮液轉(zhuǎn)移至無(wú)菌離心管中，密封后置于 4℃冰箱保存（24 小時(shí)內(nèi)完成后續(xù)實(shí)驗(yàn)），避免有效成分氧化或降解。最后，拆卸蒸發(fā)瓶、冷凝管，用去離子水沖洗后，浸泡于 75% 乙醇中消毒 30 分鐘，晾干后備用，防止交叉污染。?
四、質(zhì)量控制與風(fēng)險(xiǎn)防范?
（一）質(zhì)量控制措施?
- 活性檢測(cè)：每批次濃縮后，取樣檢測(cè)有效成分活性，如酶制劑采用比色法測(cè)酶活、抗生素采用抑菌圈法測(cè)效價(jià)，確保活性回收率符合實(shí)驗(yàn)要求（≥85%）；?
- 濃度驗(yàn)證：通過(guò)紫外分光光度計(jì)（針對(duì)有特征吸收的成分，如生物堿）或折光儀（針對(duì)多糖、糖類成分）測(cè)定濃縮液濃度，確認(rèn)濃縮倍數(shù)達(dá)標(biāo)（3-10 倍）；?
- 無(wú)菌檢查：取少量濃縮液涂布于 LB 培養(yǎng)基平板，37℃培養(yǎng) 24 小時(shí)，觀察是否有菌落生長(zhǎng)，確保濃縮過(guò)程未引入雜菌污染。?
（二）風(fēng)險(xiǎn)防范?
- 暴沸應(yīng)對(duì)：若發(fā)酵液出現(xiàn)暴沸，立即關(guān)閉真空泵并打開(kāi)放氣閥，待泡沫平息后，降低水浴鍋溫度 5-10℃，重新緩慢提升真空度；?
- 活性保護(hù)：若濃縮過(guò)程中發(fā)現(xiàn)活性下降，需調(diào)整參數(shù)（如降低水浴溫度 5℃、提升真空度 0.005MPa），并增加活性檢測(cè)頻次（每 30 分鐘取樣一次）；?
- 設(shè)備維護(hù)：每次使用后，需清理水浴鍋水垢（加入檸檬酸溶液浸泡 2 小時(shí)后沖洗），定期（每 3 個(gè)月）更換真空泵油，確保設(shè)備真空性能穩(wěn)定。?
五、方案實(shí)施效益?
依托上海亞榮 RE-52CS 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器的發(fā)酵液濃縮方案，為生物實(shí)驗(yàn)室?guī)?lái)三大核心效益：一是保障活性，低溫減壓環(huán)境使有效成分活性損失率控制在 15% 以內(nèi)，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)加熱濃縮（損失率 40%-60%），為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供高質(zhì)量樣品；二是提升效率，單批次濃縮時(shí)間較離心濃縮儀縮短 50%，且支持連續(xù)操作，適配實(shí)驗(yàn)室多批次樣品處理需求；三是降低成本，設(shè)備能耗低（功率≤1.2kW），且溶劑回收率達(dá) 80% 以上（如乙醇、乙酸乙酯可回收重復(fù)使用），減少試劑浪費(fèi)，降低實(shí)驗(yàn)成本。
