實驗室低速離心機是一種利用離心力對混合液體進行分離的常用設(shè)備,其工作原理基于密度差異和離心力作用,適用于對剪切力敏感或沉降速度較慢的樣品(如細胞、大分子蛋白質(zhì)等)。以下是其核心工作原理和關(guān)鍵點:
1. 基本原理
離心力驅(qū)動分離:
當離心機轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時,樣品管中的混合物質(zhì)受到向外的離心力,密度較大的組分(如細胞、沉淀物)會向外側(cè)(管底)沉降,密度較小的組分(如上清液)則靠近旋轉(zhuǎn)中心,從而實現(xiàn)分離。
低速特點:
低速離心機轉(zhuǎn)速通常為 1,000~10,000 rpm(相對高速離心機更低),產(chǎn)生的離心力較?。ㄍǔ俗?nbsp;×g,如2,000×g),適合溫和分離,避免破壞脆弱樣本(如活細胞)。
2. 核心組件與工作流程
轉(zhuǎn)子:
承載樣品管,分為固定角轉(zhuǎn)子(角度固定,分離路徑短)和水平轉(zhuǎn)子(甩平式,分離路徑長)。
低速離心機多采用水平轉(zhuǎn)子,減少對樣品的沖擊。
電機驅(qū)動系統(tǒng):
通過電機帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),低速離心機通常使用無刷電機或碳刷電機,噪音較低,穩(wěn)定性強。
控制系統(tǒng):
調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速(rpm)和時間,部分機型可設(shè)置緩啟動/緩停功能,防止樣品重懸。
安全機制:
配備蓋鎖(運行時自動鎖定)、不平衡檢測(避免振動損壞)和過熱保護。
3. 關(guān)鍵參數(shù)
相對離心力(RCF):
實際分離效果取決于RCF(單位×g),計算公式:
\[
RCF = 1.118 \times r \times (rpm/1000)^2
\]
(\( r \)為旋轉(zhuǎn)半徑,單位厘米)
轉(zhuǎn)速與樣品適配性:
低速離心機適用于:
細胞培養(yǎng)物(如離心收集細胞)。
血液分層(分離血清與血細胞)。
大分子沉淀(如蛋白質(zhì)、核酸)。
4. 應用場景
生物樣本處理:分離全血中的血漿/血清、細胞懸液濃縮。
化學實驗:沉淀結(jié)晶、固液分離。
環(huán)保領(lǐng)域:污泥沉降分析。
5. 注意事項
平衡對稱:樣品管必須對稱放置并等重,否則易損壞轉(zhuǎn)子。
轉(zhuǎn)速選擇:需根據(jù)樣品密度差調(diào)整,過高轉(zhuǎn)速可能導致樣本損傷。
離心管材質(zhì):需耐腐蝕(如PP材質(zhì))且匹配轉(zhuǎn)子規(guī)格。
低速離心機通過可控的離心力實現(xiàn)溫和分離,是實驗室處理敏感樣品的可靠工具。使用時需嚴格遵循操作規(guī)范,以確保分離效果和設(shè)備壽命。
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