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1、
離心機(jī)的工作原理
離心機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中,由離心力所導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)使懸浮于液體中的固體物質(zhì)形成沉淀,也就是懸浮體液中質(zhì)量或體積較大的物體向轉(zhuǎn)頭半徑最大的方向移動(dòng),而質(zhì)量或體積較小的部分沉積在轉(zhuǎn)頭半徑較近的地方。
上面我們提到了離心力這個(gè)概念。離心機(jī)就是一個(gè)產(chǎn)生離心力的機(jī)器,離心力與轉(zhuǎn)子半徑、轉(zhuǎn)速及樣品質(zhì)量有關(guān):即F=Rmω2(F:離心力:R:半徑:m:樣品質(zhì)量:to:轉(zhuǎn)速),離心力是衡量離心機(jī)最重要的參數(shù)之一,也是離心機(jī)檔次的區(qū)別標(biāo)準(zhǔn)之一, 離心機(jī)在出廠的時(shí)候都會(huì)給出該離心機(jī)的最大離心力。
我們都知道,轉(zhuǎn)子的半徑和樣品質(zhì)量在運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候是不變的,只有轉(zhuǎn)速可以通
2、過(guò)控制發(fā)生變化,因此我們往往習(xí)慣用轉(zhuǎn)速來(lái)描述一個(gè)離心機(jī)。如:高速離心機(jī),超高速離心機(jī)。
二、離心機(jī)的分類
離心機(jī)的種類很多,我們習(xí)慣從以下幾個(gè)方面來(lái)分類:按照轉(zhuǎn)速的大小可分為:低速離心機(jī),高速離心機(jī)和超高速離心機(jī):按照對(duì)溫度的要求可分為:普通離心機(jī)和冷凍離心機(jī):按照轉(zhuǎn)子的不同分為:水平轉(zhuǎn)子離心機(jī)和角轉(zhuǎn)子離心機(jī)按照離心機(jī)體積的大小還可以分為:落地式離心機(jī)、臺(tái)式離心機(jī)、掌上離心機(jī)等:按照離心機(jī)的檔次還可以分為普通離心機(jī)和精密離心機(jī)。普通離心機(jī)功能不多,在轉(zhuǎn)速和容量方面也不精確,如:一個(gè)普通離心機(jī)的最大轉(zhuǎn)速是5000轉(zhuǎn)/分,但是實(shí)際轉(zhuǎn)速卻不能達(dá)到5000轉(zhuǎn)/分。這樣的離心機(jī)只適合普通的離
3、心工作,如:分離血清、濃縮尿液等。
精密離心機(jī)功能多,轉(zhuǎn)速和容量精確,適合一些對(duì)離心機(jī)要求較高的實(shí)驗(yàn),如:PCR實(shí)驗(yàn)、血液成分分離(多用于血站)等。
選購(gòu)普通離心機(jī),根據(jù)工作量的大小,主要從轉(zhuǎn)速和容量?jī)蓚€(gè)方面選擇。下面詳細(xì)介紹選購(gòu)精密離心機(jī)應(yīng)該注意的問(wèn)題:
(1)轉(zhuǎn)速:離心機(jī)根據(jù)最大轉(zhuǎn)速的不同分為低速離心機(jī)(<1 0000 rpm/min),高速離心機(jī)(1 0000 rpm/min一30000 rpm/min),超高速離心機(jī)(>30000 rpm/min),每個(gè)離心機(jī)都有額定的最大轉(zhuǎn)速,最大轉(zhuǎn)速指的是在空載情況下的轉(zhuǎn)速,但最大轉(zhuǎn)速根據(jù)轉(zhuǎn)子種類的不同、樣品質(zhì)量的大小而有差別。
4、例如:一個(gè)離心機(jī)的額定轉(zhuǎn)速是16000 rpm/min,說(shuō)明在空載的時(shí)候轉(zhuǎn)子每分鐘旋轉(zhuǎn)16000次,加上樣品以后,轉(zhuǎn)速肯定會(huì)小于16000 rpm/min。轉(zhuǎn)子的不同,最大轉(zhuǎn)速也不同(一臺(tái)進(jìn)口離心機(jī)可選配多個(gè)轉(zhuǎn)子),水平轉(zhuǎn)子可達(dá)到1 5000 rpm/min,但角轉(zhuǎn)子大約能達(dá)到14000 rpm/min,具體的差別要詳細(xì)咨詢產(chǎn)品銷售人員和生產(chǎn)廠的有關(guān)技術(shù)人員,所以在轉(zhuǎn)速的選擇上要慎重,所選擇離心機(jī)的最大轉(zhuǎn)速要高于目標(biāo)轉(zhuǎn)速。如:目標(biāo)轉(zhuǎn)速是16000 rpm/mIn,所選擇離心機(jī)的最大轉(zhuǎn)速必須高于16000 rpm/min。
(2)溫度:有些樣品(如蛋白質(zhì),細(xì)胞等)在高溫環(huán)境下會(huì)破壞,這
5、就要選擇冷凍離心機(jī),冷凍離心機(jī)都有額定的溫度范圍。離心機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候所產(chǎn)生熱量和離心機(jī)的制冷系統(tǒng)平衡在一定溫度(一般冷凍離心的樣品需要保持在3℃~8℃),具體能達(dá)到多少也和轉(zhuǎn)子有關(guān),如一個(gè)離心機(jī)的額定溫度范圍為-10℃~60℃,裝上水平轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候可以達(dá)到3℃左右,如果是角轉(zhuǎn)子可能只到7℃左右.這一點(diǎn)也要詳細(xì)咨詢產(chǎn)品銷售人員和生產(chǎn)廠的有關(guān)技術(shù)人員。
(3)容量:每次需要離心多少個(gè)樣品管7每個(gè)樣品管需要多少容量7這些因素決定一個(gè)離心機(jī)的總?cè)萘?,?jiǎn)單的來(lái)說(shuō)離心機(jī)的總?cè)萘?每個(gè)離心管的容量離心管個(gè)數(shù),總?cè)萘亢凸ぷ髁康拇笮∈窍嗥ヅ涞摹?
(4)轉(zhuǎn)子:離心機(jī)的轉(zhuǎn)子主要分為兩種,
6、水平轉(zhuǎn)子:運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)吊藍(lán)處于水平狀態(tài),與轉(zhuǎn)軸成直角,樣品將沉淀集中于離心管的底部:角轉(zhuǎn)子:離心容器與轉(zhuǎn)軸成一固定角度,樣品將沉淀集中于離心管底部及靠近底部的側(cè)壁。如果希望分離的樣品集中于離心管的底部就選擇水平轉(zhuǎn)子,如果希望樣品集中于離心管的底部和靠近底部的側(cè)壁上就要選擇角轉(zhuǎn)子。
還有一些特殊試驗(yàn)或特殊樣本需要特殊的轉(zhuǎn)子如:大容量吊籃(多用于血站)、酶標(biāo)板轉(zhuǎn)子、載玻片轉(zhuǎn)子、PCR轉(zhuǎn)子、試管架轉(zhuǎn)子和毛細(xì)管轉(zhuǎn)子等。轉(zhuǎn)子都有固定的規(guī)格,它是和離心機(jī)的容量結(jié)合起來(lái)的,如365 ml的角轉(zhuǎn)子,既決定了轉(zhuǎn)子的類型也決定了離心機(jī)的容量,所以轉(zhuǎn)子的選擇非常重要。
(5)控制系統(tǒng):高檔的離心機(jī)都采
7、用了微電腦控制系統(tǒng),這些控制系統(tǒng)不但能確保離心機(jī)安全的運(yùn)行還能自動(dòng)完成工作任務(wù)?,F(xiàn)在很多離心機(jī)都有較好的人性化的控制系統(tǒng).比如:轉(zhuǎn)子識(shí)別功能,安全鎖功能,故障提示功能,加速和減速曲線等等。除以上幾點(diǎn)之外還要注意一些細(xì)節(jié)和必要的配件。離心機(jī)的主要部件是電機(jī),電機(jī)分為帶碳刷電機(jī)和無(wú)碳刷電機(jī),前者已經(jīng)淘汰,現(xiàn)在的離心機(jī)大多都是無(wú)碳刷電機(jī),有的電機(jī)還帶有剎車功能。冷凍離心機(jī)在制冷方面也有區(qū)別,現(xiàn)在環(huán)保的技術(shù)當(dāng)然是無(wú)氟制冷。除此之外還要考慮噪音問(wèn)題,盡量選擇噪音較小的離心機(jī),這樣能保持舒適的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。在配件方面也要謹(jǐn)慎,有些實(shí)驗(yàn)要用特殊的離心管(離心有毒樣品或者需要超高速離心的樣品),這樣的離心管就必須配有相應(yīng)的管套,才能更安全。還有一些特殊的樣品容器(不規(guī)則樣品瓶、血袋等),這些細(xì)節(jié)和配件都要在選擇離心機(jī)的時(shí)候考慮周詳,否則就不能進(jìn)行正常的工作。