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你了解离心机及其转子的种类吗？
日期：2024-12-05 04:46
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摘要：离心机是生物学试验中必不可少的仪器，看似通用的仪器，却是有许多学识的，试验操作中咱们需求了解离心机常识，能够合理利用它而更稳定地为咱们的试验服务。
离心机作为一种试验室通用仪器，简直每个试验室都会装备一到两台乃至数台。我们对其并不陌生，咱们整理了一些关于离心机及其转子品种的材料共享给我们。
一、离心技术的基本原理
1、离心力(force, F)
F = m * a = m * ω2r2
a：粒子旋转的加速度
m：粒子的有效质量，g为单位
ω：粒子旋转的角速度，弧度/s为单位
r：粒子的旋转半径，cm为...
离心机是生物学试验中必不可少的仪器，看似通用的仪器，却是有许多学识的，试验操作中咱们需求了解离心机常识，能够合理利用它而更稳定地为咱们的试验服务。
离心机作为一种试验室通用仪器，简直每个试验室都会装备一到两台乃至数台。我们对其并不陌生，咱们整理了一些关于离心机及其转子品种的材料共享给我们。
一、离心技术的基本原理
1、离心力(force, F)
F = m * a = m * ω2r2
a：粒子旋转的加速度
m：粒子的有效质量，g为单位
ω：粒子旋转的角速度，弧度/s为单位
r：粒子的旋转半径，cm为单位
2、相对离心力(relative centrifuge force, RCF)
一般台式离心机常用地球引力(g)的倍数来表明，因而称为相对离心力(RCF)。常用数字×g来表明，例如13000g表明相对离心力为13000。相对离心力指在离心场中，作用与颗粒的离心力相当于地球重力的倍数，单位是重力加速度g(980cm/s2)。
RCF = ma/mg = mω2r2/mg = ω2r2/g
∵ω = 2π× (rpm)/60
∴RCF = 1.119 × 10-5 × (rpm)2r
rpm：revolutions per minute为每分钟转数
由上式可知，只需给出旋转半径r，则RCF和rpm之间能够彼此换算。
因为回头的形状及结构的差异，每台离心机的离心管从管口至管底的各点与旋转轴之间的间隔是不一样的，所以在核算时规定旋转半径均用平均半径rav代替，即*大半径rmax和*小半径rmin的平均值。
一般，低速离心时常以转速rpm来表明，高速离心时则以g表明。报告离心条件时运用RCF比rpm要科学，因为它能够真实地反映颗粒在离心管内不同方位的离心力及其动态改变。
WIGGENS离心机均有RPM和RCF双显现功用，操作者能够一望而知的看到转速和离心力。
二、离心机的品种
离心机按用途分为工业用离心机和试验用离心机。后者根据功用又分为制备性离心机和剖析性离心机。制备性离心机一般用来别离各种生物材料，别离的样品量比较大，也是大多数科研试验室配备的离心机品种。剖析性离心机常用来研究纯的生物大分子和颗粒的理化性质，一般有光学体系，可监测粒子在离心场中的行为，能推断物质的纯度、形状和分子量等，且都是超速离心机。此处和我们共享下几种试验室常用的制备性离心机。
制备性离心机根据转速可分为一般离心机、高速离心机、超速离心机等。详细如下：
1、一般离心机
*大转速6000rpm左右，*大RCF接近6000g，容量为几十毫升至几升，别离方式是固液沉降别离，其转速不能严格操控，一般不带冷冻体系，室温操作，用于搜集易沉积的大颗粒物质，如：细胞等。在细胞培养试验室常常能见到。
2、高速离心机
转速为2000-25000rpm，*大RCF为89000×g，*大容量可达3L，一般都有制冷体系，以消除高速旋转回头与空气之间冲突而发生的热量，离心室的温度能够调节和维持在0℃-4℃，能够严格准确的操控转速温度和时间，并有指针或数字显现。一般用于微生物菌体、细胞碎片、大细胞器、硫酸铵沉积和**沉积物等的别离纯化工作，但不能有效地沉降病毒、小细胞器或单个分子。高速离心机是试验室中*常见的离心机类型，一般的分子试验室都会配备。
3、超速离心机
转速可达50000-80000rpm，RCF*高可达510000×g，离心容量由几十毫升至2升，别离方式为差速沉降别离和密度梯度区带别离，需严格配平(误差<0.1g)。与高速离心机的首要区别是增加了真空体系。常用于别离亚细胞器、病毒、核酸、蛋白质和多糖等。超速离心机价格较高，一般只要大型试验室或公共渠道才进行配备。
三、离心机转子的品种
离心机的转子是其首要的工作部件，一台离心机的全套转子乃至比离心机主机还要贵。且转子的规格、品种的多少也是衡量离心机生产技术把握程度的重要标志，常见的转子类型首要为固定角转子、水平转子。此外还有区带转子、连续流动转子、笔直转子等，这些类型的转子并不常用，咱们在这里就不做介绍了。
1、固定角转子
离心管与转子的转轴之间有必定的角度，角度改变规模一般在14°-45°，如下图1。此种转子重心低，寿命长，容量较大，转速较高，能接受的*大离心力可达800000g。首要用于别离沉降速度有明显差异的颗粒样品。颗粒在扇形溶液移动的间隔很短，碰到外壁的颗粒沿着管壁滑到管底，形成沉积，因而这种转子能很快地搜集沉积物。别离过程中，因为管壁的作用，在离心管内将会引起强烈的对流，对具有相同沉降速率的颗粒会发生不佳影响，如图2。
2、水平转子
又称甩平转子、荡平转子。回头停止时，处于回头中的离心管中心线与旋转轴平行。回头旋转加速时，离心管中心线由平行方位逐渐过渡到笔直方位，即与旋转轴成90°角。此种转子首要用于样品做密度梯度离心。颗粒移动间隔长，相应离心时间一般也较长，溶液中的组分相对于管壁的方位在离心过程中和离心后不发生改变，因而离心作用好，但因颗粒在离心场中是从旋转中沿径向散离出去，而不是按彼此平行的道路沉降。颗粒碰到外壁沿着管壁滑到管底，因而也会发生对流，但比固定角转子小，如图4。低速发动或停机时会发生振动，影响别离作用。水平转子又分为敞开式和封闭式两种，一般制备容量大，转速小于10000rpm，离心力场在16000×g以内的，作为敞开式，首要用于样品的初别离。制备容量较前者小，转速大于10000rpm，离心力场在16000×g以上的，为了减少风力的影响，一般作为封闭式，首要用于线粒体、叶绿体、细胞核等的别离和密度梯度离心。此外，用于离心酶标板的转子也可归纳为水平转子，如下图3。
离心机作为一种试验室通用仪器，简直每个试验室都会装备一到两台乃至数台。我们对其并不陌生，咱们整理了一些关于离心机及其转子品种的材料共享给我们。
一、离心技术的基本原理
1、离心力(force, F)
F = m * a = m * ω2r2
a：粒子旋转的加速度
m：粒子的有效质量，g为单位
ω：粒子旋转的角速度，弧度/s为单位
r：粒子的旋转半径，cm为单位
2、相对离心力(relative centrifuge force, RCF)
一般台式离心机常用地球引力(g)的倍数来表明，因而称为相对离心力(RCF)。常用数字×g来表明，例如13000g表明相对离心力为13000。相对离心力指在离心场中，作用与颗粒的离心力相当于地球重力的倍数，单位是重力加速度g(980cm/s2)。
RCF = ma/mg = mω2r2/mg = ω2r2/g
∵ω = 2π× (rpm)/60
∴RCF = 1.119 × 10-5 × (rpm)2r
rpm：revolutions per minute为每分钟转数
由上式可知，只需给出旋转半径r，则RCF和rpm之间能够彼此换算。
因为回头的形状及结构的差异，每台离心机的离心管从管口至管底的各点与旋转轴之间的间隔是不一样的，所以在核算时规定旋转半径均用平均半径rav代替，即*大半径rmax和*小半径rmin的平均值。
一般，低速离心时常以转速rpm来表明，高速离心时则以g表明。报告离心条件时运用RCF比rpm要科学，因为它能够真实地反映颗粒在离心管内不同方位的离心力及其动态改变。
WIGGENS离心机均有RPM和RCF双显现功用，操作者能够一望而知的看到转速和离心力。
二、离心机的品种
离心机按用途分为工业用离心机和试验用离心机。后者根据功用又分为制备性离心机和剖析性离心机。制备性离心机一般用来别离各种生物材料，别离的样品量比较大，也是大多数科研试验室配备的离心机品种。剖析性离心机常用来研究纯的生物大分子和颗粒的理化性质，一般有光学体系，可监测粒子在离心场中的行为，能推断物质的纯度、形状和分子量等，且都是超速离心机。此处和我们共享下几种试验室常用的制备性离心机。
制备性离心机根据转速可分为一般离心机、高速离心机、超速离心机等。详细如下：
1、一般离心机
*大转速6000rpm左右，*大RCF接近6000g，容量为几十毫升至几升，别离方式是固液沉降别离，其转速不能严格操控，一般不带冷冻体系，室温操作，用于搜集易沉积的大颗粒物质，如：细胞等。在细胞培养试验室常常能见到。
2、高速离心机
转速为2000-25000rpm，*大RCF为89000×g，*大容量可达3L，一般都有制冷体系，以消除高速旋转回头与空气之间冲突而发生的热量，离心室的温度能够调节和维持在0℃-4℃，能够严格准确的操控转速温度和时间，并有指针或数字显现。一般用于微生物菌体、细胞碎片、大细胞器、硫酸铵沉积和**沉积物等的别离纯化工作，但不能有效地沉降病毒、小细胞器或单个分子。高速离心机是试验室中*常见的离心机类型，一般的分子试验室都会配备。
3、超速离心机
转速可达50000-80000rpm，RCF*高可达510000×g，离心容量由几十毫升至2升，别离方式为差速沉降别离和密度梯度区带别离，需严格配平(误差<0.1g)。与高速离心机的首要区别是增加了真空体系。常用于别离亚细胞器、病毒、核酸、蛋白质和多糖等。超速离心机价格较高，一般只要大型试验室或公共渠道才进行配备。
三、离心机转子的品种
离心机的转子是其首要的工作部件，一台离心机的全套转子乃至比离心机主机还要贵。且转子的规格、品种的多少也是衡量离心机生产技术把握程度的重要标志，常见的转子类型首要为固定角转子、水平转子。此外还有区带转子、连续流动转子、笔直转子等，这些类型的转子并不常用，咱们在这里就不做介绍了。
1、固定角转子
离心管与转子的转轴之间有必定的角度，角度改变规模一般在14°-45°，如下图1。此种转子重心低，寿命长，容量较大，转速较高，能接受的*大离心力可达800000g。首要用于别离沉降速度有明显差异的颗粒样品。颗粒在扇形溶液移动的间隔很短，碰到外壁的颗粒沿着管壁滑到管底，形成沉积，因而这种转子能很快地搜集沉积物。别离过程中，因为管壁的作用，在离心管内将会引起强烈的对流，对具有相同沉降速率的颗粒会发生不佳影响，如图2。
2、水平转子
又称甩平转子、荡平转子。回头停止时，处于回头中的离心管中心线与旋转轴平行。回头旋转加速时，离心管中心线由平行方位逐渐过渡到笔直方位，即与旋转轴成90°角。此种转子首要用于样品做密度梯度离心。颗粒移动间隔长，相应离心时间一般也较长，溶液中的组分相对于管壁的方位在离心过程中和离心后不发生改变，因而离心作用好，但因颗粒在离心场中是从旋转中沿径向散离出去，而不是按彼此平行的道路沉降。颗粒碰到外壁沿着管壁滑到管底，因而也会发生对流，但比固定角转子小，如图4。低速发动或停机时会发生振动，影响别离作用。水平转子又分为敞开式和封闭式两种，一般制备容量大，转速小于10000rpm，离心力场在16000×g以内的，作为敞开式，首要用于样品的初别离。制备容量较前者小，转速大于10000rpm，离心力场在16000×g以上的，为了减少风力的影响，一般作为封闭式，首要用于线粒体、叶绿体、细胞核等的别离和密度梯度离心。此外，用于离心酶标板的转子也可归纳为水平转子，如下图3。
