離心機工作原理介紹及選購注意事項

離心機的簡介及如何選擇

    離心機是實驗室基礎設備是科研和臨床醫(yī)學的必備裝備，但是許多實驗室往往注重分析型的臨床檢驗而忽略基礎設備。離心機是最常用的基礎設備之一，在醫(yī)院實驗室應用非常廣泛，離心機分離血清，沉淀有形細胞，濃縮細菌，PCR試驗等等必不可少的工具。

    一、離心機的工作原理

    離心機在高速旋轉的過程中，由離心力所導致的運動使懸浮于液體中的固體物質形成沉淀，也就是懸浮體液中質量或體積較大的物體向轉頭半徑最大的方向移動，而質量或體積較小的部分沉積在轉頭半徑較近的地方。上面我們提到了離心力這個概念。離心機就是一個產(chǎn)生離心力的機器，離心力與轉子半徑、轉速及樣品質量有關：即F=Rmω2(F：離心力：R：半徑：m：樣品質量：w：轉速)，離心力是衡量離心機最重要的參數(shù)之一，也是離心機檔次的區(qū)別標準之一，離心機在出廠的時候都會給出該離心機的最大轉速與離心力。我們都知道，轉子的半徑和樣品質量在運轉的時候是不變的，只有轉速可以通過控制發(fā)生變化，因此我們往往習慣用轉速來描述一個離心機。如：高速離心機，超高速離心機。

    二、離心機的分類：

    1、按照轉速的大小可分為：低速離心機，高速離心機和超高速離心機；

    2、按照對溫度的要求可分為：普通離心機和冷凍離心機；

    3、按照轉子的不同分為：水平轉子離心機和角轉子離心機；

    4、按照離心機體積的大小還可以分為：落地式離心機、臺式離心機、掌上離心機等；

    5、按照離心機的檔次還可以分為普通離心機和精密離心機。

    普通離心機功能不多，在轉速和容量方面也不精確，如：一個普通離心機的最大轉速是5000轉／分，但是實際轉速卻不能達到5000轉／分。這樣的離心機只適合普通的離心工作，如：分離血清、濃縮尿液等。精密離心機功能多，轉速和容量精確，適合一些對離心機要求較高的實驗，如：PCR實驗、血液成分分離(多用于血站)等。選購普通離心機，根據(jù)工作量的大小，主要從轉速和容量兩個方面選擇。

    三、下面詳細介紹選購精密離心機應該注意的問題：

    (1)轉速：

    離心機根據(jù)最大轉速的不同分為低速離心機(<10000rpm／min)，高速離心機(10000rpm／min一30000rpm／min)，超高速離心機(>30000rpm／min)，每個離心機都有額定的最大轉速，最大轉速指的是在空載情況下的轉速，但最大轉速根據(jù)轉子種類的不同、樣品質量的大小而有差別。例如：一個離心機的額定轉速是16000rpm／min，說明在空載的時候轉子每分鐘旋轉16000次，加上樣品以后，轉速肯定會小于16000rpm／min。轉子的不同，最大轉速也不同(一臺進口離心機可選配多個轉子)，水平轉子可達到5000rpm／min，但角轉子大約能達到14000rpm／min，具體的差別要詳細咨詢產(chǎn)品銷售人員和生產(chǎn)廠的有關技術人員，所以在轉速的選擇上要慎重，所選擇離心機的最大轉速要高于目標轉速。
如：目標轉速是16000rpm/mIn，所選擇離心機的最大轉速必須高于16000rpm／min。

    (2)溫度：

    有些樣品(如蛋白質，細胞等)在高溫環(huán)境下會破壞，這就要選擇冷凍離心機，冷凍離心機都有額定的溫度范圍。離心機在高速運轉的時候所產(chǎn)生熱量和離心機的制冷系統(tǒng)平衡在一定溫度(一般冷凍離心的樣品需要保持在3℃～8℃)，具體能達到多少也和轉子有關，如一個離心機的額定溫度范圍為-10℃～60℃，裝上水平轉子在旋轉的時候可以達到3℃左右，如果是角轉子可能只到7℃左右．這一點也要詳細咨詢產(chǎn)品銷售人員和生產(chǎn)廠的有關技術人員。

    (3)容量：

    每次需要離心多少個樣品管，每個樣品管需要多少容量，這些因素決定一個離心機的總容量，簡單的來說離心機的總容量=每個離心管的容量×離心管個數(shù)，總容量和工作量的大小是相匹配的。

    (4)轉子：

    離心機的轉子主要分為兩種，水平轉子：運轉時吊藍處于水平狀態(tài)，與轉軸成直角，樣品將沉淀集中于離心管的底部：角轉子：離心容器與轉軸成一固定角度，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子，如果希望樣品集中于離心管的底部和靠近底部的側壁上就要選擇角轉子。還有一些特殊試驗或特殊樣本需要特殊的轉子如：大容量吊籃(多用于血站)、酶標板轉子、載玻片轉子、PCR轉子、試管架轉子和毛細管轉子等。轉子都有固定的規(guī)格，它是和離心機的容量結合起來的，如36×5ml的角轉子，既決定了轉子的類型也決定了離心機的容量，所以轉子的選擇非常重要。

    (5)控制系統(tǒng)：

    高檔的離心機都采用了微電腦控制系統(tǒng)，這些控制系統(tǒng)不但能確保離心機安全的運行還能自動完成工作任務。現(xiàn)在很多離心機都有較好的人性化的控制系統(tǒng)．比如：轉子識別功能，安全鎖功能，故障提示功能，加速和減速曲線等等。

    除以上幾點之外還要注意一些細節(jié)和必要的配件。離心機的主要部件是電機，電機分為帶碳刷電機和無碳刷電機，前者已經(jīng)淘汰，現(xiàn)在的離心機大多都是無碳刷電機，有的電機還帶有剎車功能。冷凍離心機在制冷方面也有區(qū)別，現(xiàn)在環(huán)保的技術當然是無氟制冷。除此之外還要考慮噪音問題，盡量選擇噪音較小的離心機，這樣能保持舒適的實驗環(huán)境。在配件方面也要謹慎，有些實驗要用特殊的離心管(離心有毒樣品或者需要超高速離心的樣品)，這樣的離心管就必須配有相應的管套，才能更安全。還有一些特殊的樣品容器(不規(guī)則樣品瓶、血袋等)，這些細節(jié)和配件都要在選擇離心機的時候考慮周詳，否則就不能進行正常的工作。三離心機的價格國產(chǎn)的離心機和進口的離心機差別很大，相同功能的離心機進口的大概是國產(chǎn)的3倍左右。國產(chǎn)同等檔次的離心機相互之間的價格也有差別，主要區(qū)分在產(chǎn)品性能與材料選材。還與廠家的研發(fā)實力有關。在性能方面，帶冷凍的離心機要比普通的貴很多，控制程序與功能越多的離心機價格越高。差別較大是配置方面，有時候會有附件的價格會比主機的價格還高。選購時要注意，除主機外，選擇的轉子(數(shù)量和種類)，再加上必要的離心管、管套，特殊的離心瓶或者血袋。