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關(guān)于離心機的事情,你究竟知道多少?

更新時(shí)間:2022-02-15      點(diǎn)擊次數:6425

 

   1、離心機的簡(jiǎn)單介紹

離心機是一種大多數研究實(shí)驗室**的儀器,是一種利用離心力使需要分離的不同物料得到加速分離的機器,可以因此節省大部分時(shí)間。

它是一種高速旋轉機械,利用不同物質(zhì)在離心場(chǎng)中沉淀速度的差異,分離液體與固體顆粒或液體與液體的混合物中各組分的機械。

在*速度下離心實(shí)驗樣品,混合物中的組分會(huì )受到離心力的影響,使得較高密度的顆粒離開(kāi)軸心方向移動(dòng),而密度小的顆粒則朝向軸心方向移動(dòng)。

這些顆粒會(huì )沉積在管底,形成所謂的沉淀物,這樣分離得到的樣品,或被稱(chēng)為上清的余液,都可用作進(jìn)一步處理或者分析,充分利用已有資源。

 

離心機的主要元件是轉頭,它是高速離心時(shí)轉動(dòng)的部件。

轉頭可以被固定在離心機上,也可以是一個(gè)離心機使用多個(gè)轉頭,將它們裝在稱(chēng)為主軸的部件上。

離心機轉頭通常還帶有一個(gè)蓋子,能緊緊擰上蓋住,防止樣品飛出來(lái)。

許多離心機會(huì )有一個(gè)制冷單元,它可以保持內部溫度在離心時(shí)得到控制

離心機上還有旋鈕或按鈕用以輸入每次離心所需要的參數:

包括離心時(shí)間、溫度、和離心快慢,它可以是以速度或以相對離心力為單位。

離心速度用RPM來(lái)計量,即每分鐘的旋轉次數。RPM值有時(shí)有誤導性,因為造成顆粒從混合物中分離出來(lái)的不是離心的速度,而是作用在這些顆粒上的作用力。

這種作用力與離心機轉頭的半徑相關(guān),由于不同的離心機有不同的轉頭大小,這樣在同一個(gè)RPM速度下,產(chǎn)生的作用力會(huì )有不同。

離心力也可以用RCF相對離心力來(lái)定量。RCF通常表現為地球重力加速度的倍數。RCF的計算公式是轉頭半徑乘以角速度平方,然后除以地球的重力加速度。

 

 

 

2、離心機的應用及原理

離心機不僅是對混合溶液進(jìn)行快速分離的專(zhuān)門(mén)設備,是一種將裝有樣品溶液的離心管、瓶或袋韻轉頭置于離心軸上,利用轉頭繞軸高速旋轉所產(chǎn)生的強大離心力,使樣品中不同性質(zhì)顆粒相互分離的特殊裝置,可以實(shí)現樣品的分析、分離。

它也可用于排除濕固體中的液體,例如用洗衣機甩干濕衣服;特殊的超速管式分離機還可分離不同密度的氣體混合物;利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點(diǎn),有的沉降離心機還可對固體顆粒按密度或粒度進(jìn)行分級。

同時(shí),離心機大量應用于選礦、煤炭、水處理和船舶等部門(mén)。

選擇離心機 須根據懸浮液(或乳濁液)中 固體顆粒的大小和濃度固體與液體(或兩種液體)的密度差液體粘度濾渣(或沉渣)的特性

現代工業(yè)中,離心機已大量應用于化工、石油、食品、制藥、選礦、煤炭、水處理和船舶等部門(mén),不再僅限于實(shí)驗室。

舉個(gè)簡(jiǎn)單例子,離心機從誕生之日起一直在不斷發(fā)展進(jìn)化,雖然是從實(shí)驗室誕生出來(lái)的,但早已經(jīng)“青出于藍勝于藍”了!

 

比如,過(guò)濾式離心機的主要原理是通過(guò)高速運轉的離心轉鼓產(chǎn)生的離心力(配合適當的濾材),將固液混合液中的液相加速甩出轉鼓,而將固相留在轉鼓內,達到分離固體和液體的效果,或者俗稱(chēng)脫水的效果,是實(shí)驗室常用的。

而沉降式離心機的主要原理是通過(guò)轉子高速旋轉產(chǎn)生的強大的離心力,加快混合液中不同比重成分(固相或液相)的沉降速度,把樣品中不同沉降系數和浮力密度的物質(zhì)分離開(kāi)。

 

 

 

3、離心機的分類(lèi)標準

l  按照用途分類(lèi):可分為分析式離心機和制備式離心機。

l  按轉速可劃分為:

低速離心機:<10000r/min;

高速離心機:10000 ~30000r/min;

超速離心機:30000 ~80000r/min;

超高速離心機:>80000r/min;

 

l  按結構分類(lèi):

    一般高速和低速離心機根據結構和功能進(jìn)行分類(lèi),品種繁多,各廠(chǎng)家命名也無(wú)統一標準。

可分為臺式離心機、多管微量臺式離心機、細胞涂片離心機、臺式血液洗滌離心機、高速冷凍離心機、大容量低速冷凍離心機、低速冷凍離心機、落地式高速冷凍離心機、臺式低速自動(dòng)平衡離心機等。另外國外還有三聯(lián)式(五聯(lián)式)高速冷凍離心機,專(zhuān)作連續離心用。

 

l  按體積一般可分為:落地式離心機(也叫立式離心機),臺式離心機(也叫桌面式離心機)和迷你(掌上)離心機。

 

l  按容量有分為:大容量離心機、超大容量離心機、小容量離心機、微量離心機。落地式的處理容量大體積大,迷你離心機處理容量小體積小。

可以根據實(shí)驗目的和實(shí)驗需要,選擇不同容量、不同轉速、不同溫度控制的離心機。

 

 

4、離心機的幾種轉頭(轉子)

轉頭(轉子)是離心機的主要配件。

簡(jiǎn)單的說(shuō),可以將離心機分為主機和可拆卸的轉子(轉頭)兩部分,一個(gè)多功能主機通常可以配多個(gè)轉子,靠不同型號的轉子來(lái)滿(mǎn)足不同的需要來(lái)實(shí)現其“多功能”的,這樣可以有效的降低采購成本。

***的轉子包括固定角轉子和水平轉子。轉子選配越齊當然功能越全,所以選擇轉子通常根據常用樣品的容量及離心的條件選擇,通常水平轉頭和角轉頭各一個(gè),大容量(相對較低速)的轉子和小容量高轉速的轉子各一個(gè),再根據工作中的不同需要選擇其他轉子。

(1)角式轉頭:角式轉頭是指離心管腔與轉軸成一定傾角的轉頭。

它是由一塊完整的金屬制成的,其上有4~12個(gè)裝離心管用的機制孔穴,即離心管腔,孔穴的中心軸與旋轉軸之間的角度在20~40度之間,角度越大沉降越結實(shí),分離效果越好。

這種轉頭的優(yōu)點(diǎn)是具有較大的容量,且重心低,運轉平衡,壽命較長(cháng),顆粒在沉降時(shí)先沿離心力方向撞向離心管,然后再沿管壁滑向管底,因此管的一側就會(huì )出現顆粒沉積,此現象稱(chēng)為“壁效應”,壁效應容易使沉降顆粒受突然變速所產(chǎn)生的對流擾亂,影響分離效果。

角轉子中的離心管能夠保持固定的角度離心,可以使用較高的轉速,離心后沉淀位于管底的斜面。

    角轉子配的蓋子有助于減少摩擦、降低噪音和防止意外,使用角轉子一定要蓋蓋,如未蓋離心腔內會(huì )產(chǎn)生很大的渦流阻力和摩擦升溫,這等于給離心機的電機和制冷機增加了額外負擔,影響離心機的使用壽命。另外有一種氣密性轉子可以進(jìn)行氣密性離心,防止意外泄漏,對于改善實(shí)驗環(huán)境很重要。

 

 

⑵ 水平式轉頭:這種轉頭是由吊著(zhù)的4或6個(gè)自由活動(dòng)的吊籃(離心套管)構成。

當轉頭靜止時(shí),吊桶垂直懸掛,當轉頭轉速達到每分鐘200到800轉時(shí),吊桶蕩至水平位置,這種轉頭***做密度梯度區帶離心,其優(yōu)點(diǎn)是梯度物質(zhì)可放在保持垂直的離心管中,離心時(shí)被分離的樣品帶垂直于離心管縱軸,而不像角式轉頭中樣品沉淀物的界面與離心管成一定角度,因而有利于離心結束后由管內分層取出已分離的各樣品帶。其缺點(diǎn)是顆粒沉降距離長(cháng),離心所需時(shí)間也長(cháng)。

    水平轉子配有4或6個(gè)吊籃,靜止時(shí)垂直掛在轉子上,吊籃有不同的適配器以滿(mǎn)足不同容量的離心管的需要。當轉子轉速超過(guò)600rpm后離心管達到水平位置,樣品沉降方向是沿離心管軸向移動(dòng),最后沉降在管底,便于收集。

因為不如固定角轉子穩固,水平吊籃最高轉速相比固定角轉子要低很多,限于低速離心的范圍。吊籃有不同的適配器,可以放置各種類(lèi)型的離心管,甚至滿(mǎn)足平板離心的需要——例如一些品牌的大容量離心機可配多用途適配器,使得多個(gè)微孔板或者培養板、深孔板、PCR板、玻片盒、大規模核酸純化試劑盒的純化板、甚至細胞培養瓶的離心可以和大容量的離心瓶公用同一個(gè)水平轉子,有助于節約經(jīng)費同時(shí)滿(mǎn)足多樣化的需求。所以說(shuō)選擇適配范圍越寬的轉子越好。

    水平轉子可以使離心沉淀在管底而非管壁的斜面上,但是水平轉子的轉速往往較同型號的固定轉子慢很多.

 

 

⑶ 區帶轉頭:區帶轉頭無(wú)離心管,主要由一個(gè)轉子桶和可旋開(kāi)的頂蓋組成。

轉子桶中裝有十字型隔板裝置,把桶內分隔成四個(gè)或多個(gè)扇形小室,隔板內有導管,梯度液或樣品液從轉頭中央的進(jìn)液管泵入,通過(guò)這些導管分布到轉子四周,轉頭內的隔板可保持樣品帶和梯度介質(zhì)的穩定。

沉降的樣品顆粒在區帶轉頭中的沉降情況不同于角式和外擺式轉頭,在徑向的散射離心力作用下,顆粒的沉降距離不變,因此區帶轉頭的“壁效應”極小,可以避免區帶和沉降顆粒的紊亂,分離效果好,而且還有轉速高,容量大,回收梯度容易和不影響分辨率的優(yōu)點(diǎn),使超離心用于制備和工業(yè)生產(chǎn)成為可能。

區帶轉頭的缺點(diǎn)是樣品和介質(zhì)直接接觸轉頭,耐腐蝕要求高,操作復雜。

 

⑷ 垂直轉頭:其離心管是垂直放置,樣品顆粒的沉降距離最短,離心所需時(shí)間也短,適合用于密度梯度區帶離心,離心結束后液面和樣品區帶要作九十度轉向,因而降速要慢。

 

⑸ 連續流動(dòng)轉頭:可用于大量培養液或提取液的濃縮與分離,轉頭與區帶轉頭類(lèi)似,由轉子桶和有入口和出口的轉頭蓋及附屬裝置組成,離心時(shí)樣品液由入口連續流入轉頭,在離心力作用下,懸浮顆粒沉降于轉子桶壁,上清液由出口流出。

轉子的材質(zhì)也從重量輕、強度高、造價(jià)低的鋁合金不斷創(chuàng )新,出現了碳纖維轉子、塑料轉子等等超輕轉子,還有采用鋁合金模具壓成空心角轉從而有效減輕重量,從而減輕電機的負荷及增加樣品的容量。

現在的轉子和適配器、蓋子多數都可以直接高溫消毒,抗腐耐溫性也大大提高,可以滿(mǎn)足特殊的需要。不過(guò)轉子在高速運轉時(shí),內部會(huì )產(chǎn)生離心應力,因而都有一定的使用極限,需要參照說(shuō)明書(shū)正確保管和使用。當離心應力超過(guò)一定的限度后,將引起轉頭過(guò)早損壞,甚至發(fā)生意外,所以我們要嚴格遵循廠(chǎng)家的說(shuō)明。

 

 

 

5**公司代理****

本公司代理的離心機,由貝克曼庫爾特(Beckman Coulter)開(kāi)發(fā),制造和銷(xiāo)售更易于使用的自動(dòng)化和創(chuàng )新的復雜生物醫學(xué)測試產(chǎn)品。

自 1947 年以來(lái),貝克曼庫爾特一直為世界各地的實(shí)驗室,醫院和大學(xué)提供離心解決方案。創(chuàng )新的離心技術(shù)幫助我們?yōu)樯茖W(xué),生物技術(shù),制藥,臨床診斷,學(xué)術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域的客戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。在世界各地的實(shí)驗室中有幾十萬(wàn)臺貝克曼庫爾特(Beckman Coulter)的儀器在運行使用,致力于為改善患者的健康狀況和降低護理成本。

我們銷(xiāo)售的離心機產(chǎn)品系列包括 Microfuge 系列和更大的高性能臺式模型,落地式超速離心機以及分析型超速離心(AUC)儀器,廣泛的離心機轉頭系列也可用于您的特定應用領(lǐng)域,旨在適應各種樣品體積,相對離心力和轉速(RPM)。

貝克曼庫爾特Optima系列超速離心機最高轉速可達150,000rpm,使用真空密封驅動(dòng)系統,大大減低軸的磨損,延長(cháng)使用壽命。可完成各種核酸、蛋白、細胞的分離工作;配合轉頭幫助進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)、基因組學(xué)和細胞組學(xué)的研究。

貝克曼庫爾特Avanti-J系列高效離心機有近達30個(gè)轉頭可供選擇,可以分離高達9升的容量,超過(guò)100,000xg離心力,可以完成部分超離工作。

Microfuge Allegra系列臺式離心機有20種轉頭,**的密封水平轉頭,防止工作人員受樣品污染。10種加速/減速速度率設定使離心機高效運行,大大節省了時(shí)間,并可設定9小時(shí)59分鐘連續離心或短暫離心。

 

超速離心機系列

• Optima MAX-XP臺式超速離心機

• Optima XPN系列智能型超速離心機

 

高效離心機系列

• Avanti JXN 30/26智能型高效離心機

• Avanti J-E多用途高效離心機

 

臺式高速離心機系列

• Microfuge 系列臺式微量離心機

• Allegra 系列高速臺式離心機

 

 

 

 

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