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離心機(jī)工作原理、分類(lèi)及選購(gòu)指南
一、離心機(jī)工作原理
當(dāng)含有細(xì)小顆粒的懸浮液靜置不動(dòng)時(shí)，由于重力場(chǎng)的作用使得懸浮的顆粒逐漸下沉。粒子越重，下沉越快，反之密度比液體小的粒子就會(huì)上浮。微粒在重力場(chǎng)下移動(dòng)的速度與微粒的大小、形態(tài)和密度有關(guān)，并且又與重力場(chǎng)的強(qiáng)度及液體的粘度有關(guān)。
此外，物質(zhì)在介質(zhì)中沉降時(shí)還伴隨有擴(kuò)散現(xiàn)象。擴(kuò)散是無(wú)條件的的。擴(kuò)散與物質(zhì)的質(zhì)量成反比，顆粒越小擴(kuò)散越嚴(yán)重。而沉降是相對(duì)的，有條件的，要受到外力才能運(yùn)動(dòng)。沉降與物體重量成正比，顆粒越大沉降越快。對(duì)小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質(zhì)等，它們?cè)谌芤褐谐赡z體或半膠體狀態(tài)，僅僅利用重力是不可能觀察到沉降過(guò)程的。因?yàn)轭w粒越小沉降越慢，而擴(kuò)散現(xiàn)象則越嚴(yán)重。所以需要利用離心機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力，才能迫使這些微?？朔U(kuò)散產(chǎn)生沉降運(yùn)動(dòng)。
離心就是利用離心機(jī)轉(zhuǎn)子速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力，加快液體中顆粒的沉降速度，把樣品中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開(kāi)。
二、離心機(jī)的分類(lèi)
離心機(jī)的分類(lèi)方法有三種：按用途分、按轉(zhuǎn)速分和按結(jié)構(gòu)分。
(1)按用途分類(lèi)：分為制備型離心機(jī)和制備分析離心機(jī)。
1)制備型離心機(jī)：僅供分離濃縮，提純?cè)嚇拥碾x心機(jī)。
2)制備分析離心機(jī)：不但能分離濃縮、提純?cè)嚇?，而且可以通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)對(duì)試樣的沉降過(guò)程進(jìn)行觀察、拍照、測(cè)量、數(shù)字輸出、打印自動(dòng)顯示的離心機(jī)。
(2)按轉(zhuǎn)速分類(lèi)：分為低速離心機(jī)、速離心機(jī)、超速離心機(jī)。
1)低速離心機(jī)：轉(zhuǎn)速在10000rpm以?xún)?nèi)或相對(duì)離心力在15000 ×g 以?xún)?nèi)。
2)中速離心機(jī)：轉(zhuǎn)速在10000∽30000rpm以?xún)?nèi)或相對(duì)離心力在15000∽70000 ×g以?xún)?nèi)。
3)超速離心機(jī)：轉(zhuǎn)速在30000rpm以上或相對(duì)離心力在70000 ×g以上。
(3)按結(jié)構(gòu)分類(lèi)：
一 般在速和低速離心機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行分類(lèi)，品種繁多，各廠命名也無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)?？煞譃榕_(tái)式離心機(jī)、多管微量臺(tái)式離心機(jī)、細(xì)胞涂片離心機(jī)、血液洗滌臺(tái)式離心機(jī)、速冷凍離心機(jī)、大容量低速冷凍離心機(jī)、低速冷凍離心機(jī)、臺(tái)式速冷凍離心機(jī)、臺(tái)式低速自動(dòng)平衡離心機(jī)等。另外外還有三聯(lián)式（五聯(lián)式）速冷凍離心機(jī)，專(zhuān)作連續(xù)離心用。
三、離心機(jī)選購(gòu)指南
實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)是集多學(xué)科、多項(xiàng)技術(shù)于一體的高科技產(chǎn)品，廠家和產(chǎn)品眾多，所以選型時(shí)應(yīng)多方考察。首先應(yīng)根據(jù)應(yīng)用需要確定機(jī)型，如轉(zhuǎn)頭、轉(zhuǎn)速、容量、溫度等，一般高速不宜做低速，專(zhuān)用不宜做通用，通用離心機(jī)兼顧高速和低速，大容量和微量離心機(jī)的特點(diǎn)，可配多種轉(zhuǎn)頭，因而深受科研實(shí)驗(yàn)室的歡迎，但價(jià)格偏高。機(jī)型確定后，還應(yīng)進(jìn)一步考察產(chǎn)品的技術(shù)數(shù)據(jù)、技術(shù)性能、可維修性、安全性。穩(wěn)定可靠性。安全標(biāo)準(zhǔn)、價(jià)格、造型和外觀等因素。
(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)(<10000 rpm/min)，高速離心機(jī)(10000rpm/min一30000rpm/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(lèi)的不同、樣品質(zhì)量的大小而有差別。例如：一個(gè)離心機(jī)的額定轉(zhuǎn)速是16000rpm/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(xún)產(chǎn)品銷(xiāo)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(xún)產(chǎn)品銷(xiāo)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，每個(gè)樣品管需要多少容量，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?/p>
(4)轉(zhuǎn)子：離心機(jī)的轉(zhuǎn)子主要分為兩種，水平轉(zhuǎn)子：運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)吊籃處于水平狀態(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。