Beckman Coulter Optima XPN-100
Препаративная напольная ультрацентрифуга с максимальной скоростью 100 000 об/мин и RCF до 802 000 x g. Вакуумная камера с титановыми и углепластиковыми роторами обеспечивает разделение макромолекул, вирусных частиц, экзосом и субклеточных органелл. Сенсорный дисплей 10 дюймов, совместимость с библиотекой роторов Beckman Coulter, диапазон температур от 0 до +40 °C. Применяется в протеомике, вирусологии, структурной биологии и биофармацевтике.
ООО «Спин Аналитика» не осуществляет продажу оборудования. Платформа является информационно-навигационным сервисом.
Ключевые характеристики
| Тип | Препаративная напольная ультрацентрифуга |
| Дисплей | 10" цветной сенсорный экран |
| Макс. RCF (x g) | 802 000 |
| Макс. объём | 6 x 250 мл (бакетный ротор SW 28 Ti) |
| Охлаждение | Компрессорное |
| Форм-фактор | Напольный |
| Подключение | Ethernet, USB |
| Уровень шума | ≤ 56 дБ(А) |
| Масса прибора | около 500 кг |
| Вакуумная система | Диффузионный насос, < 5 мкм рт. ст. |
| Диапазон температур | 0 ... +40 °C |
| Роторы (совместимые) | Угловые, бакетные, вертикальные, зональные (титан, углепластик) |
| Точность температуры | ± 1 °C |
| Ускорение/торможение | 10 уровней / 10 уровней |
| Макс. скорость (об/мин) | 100 000 |
Описание
Назначение
Beckman Coulter Optima XPN-100 - препаративная ультрацентрифуга, предназначенная для разделения биологических макромолекул и наночастиц в поле центробежной силы до 802 000 x g. Прибор решает задачи, недоступные для высокоскоростных центрифуг: осаждение экзосом, рибосом, вирусных частиц, разделение белков и нуклеиновых кислот на градиентах плотности.
Место в линейке
Серия Optima XPN включает модели XPN-80 (80 000 об/мин, 604 000 x g) и XPN-100 (100 000 об/мин, 802 000 x g). Optima XPN-100 - флагманская модель линейки. Для аналитического ультрацентрифугирования Beckman Coulter предлагает отдельную систему Optima AUC. Высокоскоростные центрифуги серии Avanti JXN (до 82 000 x g) выступают как дополнение для предварительного фракционирования.
Принцип работы
Ротор с образцами вращается в вакуумной камере (давление менее 5 мкм рт. ст.). Вакуум устраняет аэродинамический нагрев и снижает механическую нагрузку на ротор при скоростях до 100 000 об/мин. Центробежная сила разделяет компоненты образца по плотности и молекулярной массе.
Два основных режима разделения: (1) дифференциальное осаждение, при котором частицы последовательно осаждаются при увеличении g-силы; (2) зональное центрифугирование на градиентах плотности (сахароза, CsCl, иодиксанол), при котором частицы формируют отдельные зоны в соответствии с их плавучей плотностью.
Позиция на рынке
Beckman Coulter - исторический лидер в сегменте ультрацентрифуг, начиная с разработок Эдварда Пикелса в 1940-х годах. Optima XPN-100 конкурирует с Thermo Sorvall WX+ (100 000 об/мин, 802 000 x g) и Himac CP-NX серии от Eppendorf/Hitachi. Beckman Coulter удерживает доминирующую долю рынка благодаря самой обширной библиотеке роторов.
Ключевые технологии
Вакуумная система
Диффузионный вакуумный насос создаёт разрежение менее 5 мкм рт. ст. в камере ротора. Вакуум устраняет трение воздуха, которое при 100 000 об/мин генерировало бы критический нагрев. Автоматический контроль вакуума: прибор не начинает разгон до достижения целевого давления.
Роторы: титан и углепластик
Библиотека включает угловые, вертикальные, бакетные и зональные роторы. Титановые роторы (серия Type) обеспечивают химическую стойкость и долговечность. Углепластиковые роторы (серия NVT) на 60% легче титановых, что ускоряет набор и сброс скорости. Максимальный RCF 802 000 x g достигается с угловым ротором Type 100 Ti.
Система охлаждения
Компрессорная система поддерживает температуру от 0 до +40 °C. Несмотря на вакуум, остаточный нагрев от индукции и трения уплотнений требует активного охлаждения. Точность поддержания температуры ± 1 °C критична для воспроизводимости градиентных разделений.
Сенсорный интерфейс и ПО
10-дюймовый цветной сенсорный экран. Программирование протоколов в единицах об/мин или RCF с автоматическим пересчётом. Многоступенчатые программы (до 9 ступеней). Журнал наработки каждого ротора для отслеживания ресурса. Возможность подключения к сети (Ethernet) для удалённого мониторинга.
Система безопасности
Бронированная камера выдерживает разрушение ротора на максимальной скорости. Автоматическое распознавание роторов (Auto-ID). Двойная блокировка крышки. Контроль дисбаланса. Аварийное торможение при критических отклонениях.
Профили ускорения и торможения
10 уровней ускорения и 10 уровней торможения. Режим свободного замедления (free-coast) для сохранения градиентов. Быстрое торможение для рутинных осаждений.
Для кого подходит
- Вирусология - очистка и концентрирование вирусных частиц, разделение на градиентах CsCl и сахарозы
- Протеомика - осаждение рибосом, мембранных фракций, белковых комплексов
- Структурная биология - препаративное выделение макромолекулярных комплексов для крио-ЭМ и рентгеноструктурного анализа
- Биофармацевтика - очистка вирусных векторов (AAV, лентивирусы) для генной терапии
- Клеточная биология - выделение экзосом и микровезикул из культуральной среды
- Молекулярная биология - препаративное разделение ДНК и РНК на градиентах
- Нанотехнологии - разделение наночастиц по размеру и плотности
Особенности эксплуатации
Программное обеспечение
Встроенное ПО с сенсорным управлением. Многоступенчатые программы (до 9 ступеней с разными скоростями и длительностью). Журнал протоколов и наработки роторов. Ethernet для удалённого мониторинга и оповещений. USB для экспорта логов.
Требования к установке
- Форм-фактор: напольный
- Масса: около 500 кг
- Электропитание: 200-240 В, 50/60 Гц, однофазное, 20 А
- Температура помещения: 10-35 °C
- Вентиляция: отвод тепла от вакуумного насоса и компрессора
- Уровень шума: не более 56 дБ(А) на максимальной скорости
Обслуживание и расходные материалы
Вакуумный насос требует периодической замены масла (каждые 6-12 месяцев в зависимости от интенсивности использования). Титановые роторы имеют ограниченный ресурс, контролируемый встроенным счётчиком. Обязательная периодическая проверка роторов на микротрещины (рекомендация производителя).
Уплотнительные кольца камеры заменяются при каждом плановом ТО. Камера и роторы подлежат регулярной деконтаминации.
Ограничения
- Масса около 500 кг требует укреплённого пола
- Вакуумная система увеличивает время подготовки к запуску (10-15 минут на создание вакуума)
- Титановые роторы Beckman Coulter имеют высокую стоимость
- Для аналитического ультрацентрифугирования (определение молекулярной массы, константы седиментации) необходима отдельная система Optima AUC
Области применения
Сравнение с аналогами
Sorvall WX+ - прямой конкурент с максимальной скоростью 100 000 об/мин и RCF до 802 000 x g. Технические характеристики сопоставимы. Выбор определяется парком роторов: роторы Beckman и Thermo невзаимозаменяемы. Beckman Coulter предлагает более обширную библиотеку роторов и исторически доминирует в сегменте ультрацентрифугирования.
Optima XPN-80 - младшая модель линейки с максимальной скоростью 80 000 об/мин и RCF до 604 000 x g. Использует ту же платформу и совместима с большинством роторов XPN-100 (на меньших скоростях). XPN-80 достаточна для большинства рутинных задач ультрацентрифугирования. XPN-100 необходима, когда требуется максимальный RCF для осаждения самых мелких частиц (малые белки, вирусные фрагменты).
Avanti JXN-26 - высокоскоростная центрифуга (82 000 x g), не ультрацентрифуга. Работает при атмосферном давлении, без вакуума. Дополняет Optima XPN-100 в рабочем процессе: JXN-26 выполняет грубое фракционирование (осаждение клеточного дебриса, митохондрий), а Optima XPN-100 - финальное разделение на высоких g-силах. Стоимость и эксплуатационные расходы JXN-26 значительно ниже.
Частые вопросы
Чем Optima XPN-100 отличается от высокоскоростной центрифуги Avanti JXN-26?
Optima XPN-100 - ультрацентрифуга с RCF до 802 000 x g, работающая в вакууме. Avanti JXN-26 - высокоскоростная центрифуга с RCF до 82 000 x g при атмосферном давлении. Ультрацентрифуга осаждает частицы, недоступные для JXN-26: экзосомы, рибосомы, малые вирусы, белковые комплексы. JXN-26 используется для предварительного фракционирования, после чего финальное разделение выполняется на Optima XPN-100.
Зачем нужен вакуум в ультрацентрифуге?
При скорости 100 000 об/мин трение ротора о воздух генерирует температуру свыше 200 °C, что разрушит образцы и ротор. Вакуум (менее 5 мкм рт. ст.) устраняет аэродинамический нагрев и снижает механическую нагрузку. Побочный эффект: время подготовки увеличивается на 10-15 минут для создания вакуума.
Какие роторы обеспечивают максимальный RCF?
Максимальный RCF 802 000 x g достигается с угловым титановым ротором Type 100 Ti (объём 6 x 13,5 мл). Для больших объёмов используется бакетный ротор SW 28 Ti (6 x 38,5 мл, до 141 000 x g). Углепластиковые роторы серии NVT обеспечивают промежуточные значения RCF при ускоренном наборе скорости.
Можно ли использовать Optima XPN-100 для аналитического ультрацентрифугирования?
Нет, Optima XPN-100 - препаративная ультрацентрифуга. Для аналитических задач (определение молекулярной массы, константы седиментации, стехиометрии комплексов) Beckman Coulter предлагает специализированную систему Optima AUC с оптическим детектированием в реальном времени.
Каковы основные эксплуатационные затраты?
Основные расходы: (1) титановые роторы стоят от нескольких тысяч до десятков тысяч долларов каждый и имеют ограниченный ресурс; (2) замена масла вакуумного насоса каждые 6-12 месяцев; (3) плановое ТО с проверкой роторов на микротрещины; (4) электроэнергия (вакуумный насос и компрессор работают постоянно во время протокола).
Дополнительные материалы
Коды для госзакупок
Возможные коды ОКПД2 для закупки данного оборудования по 44-ФЗ и 223-ФЗ. Выбор кода зависит от назначения и контекста закупки.
Коды КТРУ регулярно обновляются Минфином и зависят от конкретных характеристик закупаемого оборудования (автоматическое/полуавтоматическое, с охлаждением/без и т.д.). Актуальные коды КТРУ доступны только в Единой информационной системе закупок.
Информация о кодах ОКПД2 носит справочный характер. Коды приведены в качестве примера возможных вариантов классификации данного оборудования. Выбор кода, его соответствие нормативно-правовым актам и целесообразность применения определяются заказчиком самостоятельно. ООО «Спин Аналитика» не несёт ответственности за некорректное применение указанных кодов при осуществлении закупочных процедур.