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离心机工作原理、分类及选购指南

信息来源: 长沙湘锐离心机有限公司     发布时间:2020-12-09    阅读:

  一、离心机工作原理

  离心机工作原理、分类及选购指南

  当含有细小颗粒的悬浮液静置不动时,由于重力场的作用使得悬浮的颗粒逐渐下沉。粒子越重,下沉越快,反之密度比液体小的粒子就会上浮。微粒在重力场下移动的速度与微粒的大小、形态和密度有关,并且又与重力场的强度及液体的粘度有关。

  此外,物质在介质中沉降时还伴随有扩散现象。扩散是无条件的的。扩散与物质的质量成反比,颗粒越小扩散越严重。而沉降是相对的,有条件的,要受到外力才能运动。沉降与物体重量成正比,颗粒越大沉降越快。对小于几微米的微粒如病毒或蛋白质等,它们在溶液中成胶体或半胶体状态,仅仅利用重力是不可能观察到沉降过程的。因为颗粒越小沉降越慢,而扩散现象则越严重。所以需要利用离心机产生强大的离心力,才能迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。

  离心就是利用离心机转子速旋转产生的强大的离心力,加快液体中颗粒的沉降速度,把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。

 

 

  二、离心机的分类

  离心机的分类方法有三种:按用途分、按转速分和按结构分。

  (1)按用途分类:分为制备型离心机和制备分析离心机。

  1)制备型离心机:仅供分离浓缩,提纯试样的离心机。

  2)制备分析离心机:不但能分离浓缩、提纯试样,而且可以通过光学系统对试样的沉降过程进行观察、拍照、测量、数字输出、打印自动显示的离心机。

  (2)按转速分类:分为低速离心机、速离心机、超速离心机。

  1)低速离心机:转速在10000rpm以内或相对离心力在15000×g以内。

  2)中速离心机:转速在10000∽30000rpm以内或相对离心力在15000∽70000×g以内。

  3)超速离心机:转速在30000rpm以上或相对离心力在70000×g以上。

  (3)按结构分类:

  一般在速和低速离心机根据结构和功能进行分类,品种繁多,各厂命名也无统一标准。可分为台式离心机、多管微量台式离心机、细胞涂片离心机、血液洗涤台式离心机、速冷冻离心机、大容量低速冷冻离心机、低速冷冻离心机、台式速冷冻离心机、台式低速自动平衡离心机等。另外外还有三联式(五联式)速冷冻离心机,专作连续离心用。

  三、离心机选购指南

  实验室离心机是集多学科、多项技术于一体的高科技产品,厂家和产品众多,所以选型时应多方考察。首先应根据应用需要确定机型,如转头、转速、容量、温度等,一般高速不宜做低速,专用不宜做通用,通用离心机兼顾高速和低速,大容量和微量离心机的特点,可配多种转头,因而深受科研实验室的欢迎,但价格偏高。机型确定后,还应进一步考察产品的技术数据、技术性能、可维修性、安全性。稳定可靠性。安全标准、价格、造型和外观等因素。

  (1)转速:离心机根据最大转速的不同分为低速离心机(<10000 rpm/min),高速离心机(10000rpm/min一30000rpm/min),超高速离心机(>30000 rpm/min),每个离心机都有额定的最大转速,最大转速指的是在空载情况下的转速,但最大转速根据转子种类的不同、样品质量的大小而有差别。例如:一个离心机的额定转速是16000rpm/min,说明在空载的时候转子每分钟旋转16000次,加上样品以后,转速肯定会小于16000 rpm/min。转子的不同,最大转速也不同(一台进口离心机可选配多个转子),水平转子可达到1 5000 rpm/min,但角转子大约能达到14000 rpm/min,具体的差别要详细咨询产品销售人员和生产厂的有关技术人员,所以在转速的选择上要慎重,所选择离心机的最大转速要高于目标转速。如:目标转速是16000 rpm/min,所选择离心机的最大转速必须高于16000 rpm/min。

  (2)温度:有些样品(如蛋白质,细胞等)在高温环境下会破坏,这就要选择冷冻离心机,冷冻离心机都有额定的温度范围。离心机在高速运转的时候所产生热量和离心机的制冷系统平衡在一定温度(一般冷冻离心的样品需要保持在3℃~8℃),具体能达到多少也和转子有关,如一个离心机的额定温度范围为-10℃~60℃,装上水平转子在旋转的时候可以达到3℃左右,如果是角转子可能只到7℃左右.这一点也要详细咨询产品销售人员和生产厂的有关技术人员。

  (3)容量:每次需要离心多少个样品管,每个样品管需要多少容量,这些因素决定一个离心机的总容量,简单的来说离心机的总容量=每个离心管的容量×离心管个数,总容量和工作量的大小是相匹配的。

  (4)转子:离心机的转子主要分为两种,水平转子:运转时吊篮处于水平状态,与转轴成直角,样品将沉淀集中于离心管的底部。角转子:离心容器与转轴成一固定角度,样品将沉淀集中于离心管底部及靠近底部的侧壁。如果希望分离的样品集中于离心管的底部就选择水平转子,如果希望样品集中于离心管的底部和靠近底部的侧壁上就要选择角转子。

  还有一些特殊试验或特殊样本需要特殊的转子如:大容量吊篮(多用于血站)、酶标板转子、载玻片转子、PCR转子、试管架转子和毛细管转子等。转子都有固定的规格,它是和离心机的容量结合起来的,如36×5 ml的角转子,既决定了转子的类型也决定了离心机的容量,所以转子的选择非常重要。

  (5)控制系统:***的离心机都采用了微电脑控制系统,这些控制系统不但能确保离心机安全的运行还能自动完成工作任务。现在很多离心机都有较好的人性化的控制系统.比如:转子识别功能,安全锁功能,故障提示功能,加速和减速曲线等等。除以上几点之外还要注意一些细节和必要的配件。离心机的主要部件是电机,电机分为带碳刷电机和无碳刷电机,前者已经淘汰,现在的离心机大多都是无碳刷电机,有的电机还带有刹车功能。冷冻离心机在制冷方面也有区别,现在环保的技术当然是无氟制冷。除此之外还要考虑噪音问题,尽量选择噪音较小的离心机,这样能保持舒适的实验环境。在配件方面也要谨慎,有些实验要用特殊的离心管(离心有毒样品或者需要超高速离心的样品),这样的离心管就必须配有相应的管套,才能更安全。还有一些特殊的样品容器(不规则样品瓶、血袋等),这些细节和配件都要在选择离心机的时候考虑周详,否则就不能进行正常的工作。

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