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離心機(jī)的基本原理、類型及操作應(yīng)用
離心機(jī)的基本原理,、類型及操作應(yīng)用
離心機(jī)是一種幾乎所有研究實(shí)驗(yàn)室都在使用的儀器,。
離心是一個(gè)基本的實(shí)驗(yàn)室操作過程，它使用離心機(jī)來分離復(fù)雜混合物中的組分,。
在高速度下離心實(shí)驗(yàn)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,，或被稱為上清的余液，都可用作進(jìn)一步處理或者分析,。
離心機(jī)的組成和離心的參數(shù)
離心機(jī)的主要元件是轉(zhuǎn)頭，它是高速離心時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的部件,。
轉(zhuǎn)頭可以被固定在離心機(jī)上,，也可以是一個(gè)離心機(jī)使用多個(gè)轉(zhuǎn)頭，將它們裝在稱為主軸的部件上,。
離心機(jī)轉(zhuǎn)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,。
許多離心機(jī)會(huì)有一個(gè)制冷單元,，它可以保持內(nèi)部溫度在離心時(shí)得到控制。
離心機(jī)上還有旋鈕或按鈕用以輸入每次離心所需要的參數(shù)：
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(duì)離心力為單位,。
離心速度用RPM來計(jì)量,，即每分鐘的旋轉(zhuǎn)次數(shù)。RPM值有時(shí)有誤導(dǎo)性,，因?yàn)樵斐深w粒從混合物中分離出來的不是離心的速度,，而是作用在這些顆粒上的作用力。
這種作用力與離心機(jī)轉(zhuǎn)頭的半徑相關(guān),，由于不同的離心機(jī)有不同的轉(zhuǎn)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(duì)離心力來定量,。RCF通常表現(xiàn)為地球重力加速度的倍數(shù),。
RCF的計(jì)算公式是轉(zhuǎn)頭半徑乘以角速度平方，然后除以地球的重力加速度,。
RCF通過下面的公式和RPM相關(guān),，其中r代表離心機(jī)的半徑，以厘米為單位,。
對(duì)該公式的使用可能會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)的成功或失敗,，但您不必在每個(gè)新的操作中都采用這種計(jì)算方法。離心機(jī)通常都附帶了圖表來幫助簡(jiǎn)單地?fù)Q算RCF和RPM,。用一個(gè)尺子連接離心機(jī)的半徑和一個(gè)已知的RPM數(shù)值,，就可以得到RCF數(shù)值。
離心操作
在開始離心您的樣品之前,，先要考慮溫度,。如果您在使用一個(gè)冷凍離心機(jī)，那么在開始前需要讓儀器內(nèi)部的溫度達(dá)到您的理想值,，或者用別的方法來給轉(zhuǎn)頭降溫,。
離心即將開始前，需確定您所有的管蓋都蓋緊不會(huì)松開了,。
在將離心管放入轉(zhuǎn)頭時(shí),，要保證每個(gè)樣品和另一個(gè)相對(duì)位置的樣品重量一致。
如果您只有一個(gè)離心管,，那就要找到另一個(gè)等重的離心管來保證平衡,。
如果您有三個(gè)同樣重量的離心管，可以將它們擺成一個(gè)三角位置以保證相互平衡,。
重量平衡在離心中非常重要,。離心機(jī)的轉(zhuǎn)頭在高速運(yùn)動(dòng)中有很高的動(dòng)態(tài)能量。如果沒有正確平衡好,，整個(gè)離心單位會(huì)脫離它所在的位置,，造成嚴(yán)重的損害。
一旦您確定轉(zhuǎn)頭和蓋子都固定好了,，就可開始離心,，在速度達(dá)到您設(shè)定的上限轉(zhuǎn)速前不要離開。如果您發(fā)現(xiàn)問題,，找一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)人員來幫助您,。
離心結(jié)束后，您應(yīng)當(dāng)會(huì)看見您的生物學(xué)樣品位于離心管底部的沉淀中,。它已經(jīng)從稱為上清的余液中分離出來了,。
可以通過傾倒,，也就是直接倒出來去除上清，也可將上清吸出,，就是用真空吸力將其吸出,。
純化的樣品可以被重新放回溶液中，這個(gè)過程稱之為重懸,。重復(fù)離心細(xì)胞,，然后吸出上清留下細(xì)胞，再用緩沖液重懸細(xì)胞,，這個(gè)過程稱之為細(xì)胞洗滌,。
離心機(jī)的類型及應(yīng)用
固定角轉(zhuǎn)頭離心機(jī)可能是您在實(shí)驗(yàn)室里經(jīng)常見到的。許多臺(tái)式離心機(jī)就是這種類型,。
在這種離心機(jī)中,，離心管呈固定的角度放置，它適用于差異離心方法,。在這些方法中,，可應(yīng)用一系列不同速度的離心來純化多種生物樣品，例如動(dòng)物細(xì)胞,。通常這些方法會(huì)包括幾個(gè)細(xì)胞洗滌步驟,。
與固定角轉(zhuǎn)頭不同，甩平式轉(zhuǎn)頭有靈活的離心管支架,，使得樣品在旋轉(zhuǎn)時(shí)向外甩起,。這種轉(zhuǎn)頭對(duì)某些應(yīng)用很有幫助，如密度梯度離心,，可將生物樣品在密度梯度介 質(zhì)中分離到不同的密度層。這種離心有助于快速分離不同的細(xì)胞類型,，或者分離某種單獨(dú)的細(xì)胞器,。
后，超速離心機(jī)是實(shí)驗(yàn)室中所有離心機(jī)的老大哥,。它的離心速度可以超過70,000RPM,。這樣它可以用來分離小顆粒，例如DNA或者病毒,。
因?yàn)檫@種離心機(jī)的高速度,，要格外小心來保證它的樣品承載得到了正確的平衡，并要確保轉(zhuǎn)頭和轉(zhuǎn)頭蓋都是牢固的,。
離心機(jī)的操作及使用注意事項(xiàng),！
離心機(jī)是實(shí)驗(yàn)室常見的分離儀器，廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué),、石油化工,、農(nóng)業(yè),、食品衛(wèi)生等領(lǐng)域。離心機(jī)自問世以來,，歷經(jīng)低速,、調(diào)整、超速的變遷,，其進(jìn)展主要體現(xiàn)在離心設(shè)備和離心技術(shù)兩方面,，二者相輔相成。從轉(zhuǎn)速看,，臺(tái)式離心機(jī)基本屬于低速,、高速離心機(jī)的范疇，通用臺(tái)式離心機(jī)的發(fā)展已經(jīng)模糊了低速,、高速,、微量和大容量離心機(jī)的界線，眾多的轉(zhuǎn)頭為科研人員提供相當(dāng)廣泛的應(yīng)用范圍,，成為科研實(shí)驗(yàn)室合適機(jī)型,。
離心機(jī)使用起來看似簡(jiǎn)單，沒有技術(shù)含量,，但是正確的使用及維護(hù)還是很有必要,，一旦發(fā)生故障，對(duì)實(shí)驗(yàn)造成延誤,，也是得不償失,。下面介紹兩種常見類型的離心機(jī)操作步驟流程，及使用時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)：
低速離心機(jī)操作流程
1,、把離心機(jī)放置于平面桌或平面臺(tái)上,，四只橡膠機(jī)腳應(yīng)堅(jiān)實(shí)接觸平面，目測(cè)使之平衡,，用手輕搖一下離心機(jī),，檢查離心機(jī)是否放置平穩(wěn)。
2,、打開門蓋,，將離心管放入轉(zhuǎn)子體內(nèi)，離心管必須成偶數(shù)對(duì)稱放入（離心管試液應(yīng)稱量加入）,，注意把轉(zhuǎn)子體上的螺釘旋緊,，并重新檢查試管是否對(duì)稱放入、螺釘是否旋緊,。
3,、關(guān)上門蓋，注意一定要使門蓋鎖緊，完畢用手檢查門蓋是否關(guān)緊,。
4,、插上電源插座，按下電源開關(guān),。
5,、設(shè)置轉(zhuǎn)子號(hào)、轉(zhuǎn)速,、溫度,、時(shí)間：
在停止?fàn)顟B(tài)下時(shí)，用戶可以設(shè)置轉(zhuǎn)子號(hào),、轉(zhuǎn)速,、溫度、時(shí)間,，按設(shè)置（SET ）鍵,，此時(shí)離心機(jī)處于設(shè)置狀態(tài)，停止燈亮,、運(yùn)行燈閃爍,；在運(yùn)行狀態(tài)下時(shí)，用戶只能設(shè)置轉(zhuǎn)速,、溫度,、時(shí)間，按設(shè)置（SET ）鍵,，此時(shí)離心機(jī)處于設(shè)置狀態(tài),，此時(shí)運(yùn)行燈亮、停止燈閃爍（停止?fàn)顟B(tài)下按“SET”鍵可以在時(shí)間,、溫度,、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子號(hào)之間循環(huán)選擇；運(yùn)行狀態(tài)下按“SET”鍵可以在時(shí)間,、溫度和轉(zhuǎn)速之間循環(huán)選擇）,。
（1）設(shè)置轉(zhuǎn)子號(hào)：按“SET”鍵，當(dāng)轉(zhuǎn)子數(shù)碼管右下角的小數(shù)點(diǎn)亮?xí)r,，即進(jìn)入轉(zhuǎn)子號(hào)設(shè)置，再按“▲”或“▼”鍵選擇離心機(jī)本次工作所帶的轉(zhuǎn)子號(hào),，共有六種轉(zhuǎn)子可供選擇,，注意：設(shè)置的轉(zhuǎn)子號(hào)要與所選用的轉(zhuǎn)子一致，不可設(shè)置錯(cuò)誤,。
（2）設(shè)置轉(zhuǎn)速：按“SET”鍵,，當(dāng)轉(zhuǎn)速后一個(gè)數(shù)碼管右下角的小數(shù)點(diǎn)亮?xí)r，即進(jìn)入轉(zhuǎn)速設(shè)置，再按“▲”或“▼”鍵確定離心機(jī)本次工作的轉(zhuǎn)速,。
（3）設(shè)置溫度：按“SET”鍵,，當(dāng)溫度后一個(gè)數(shù)碼管右下角的小數(shù)點(diǎn)亮?xí)r，即進(jìn)入溫度設(shè)置,，再按“▲”或“▼”確定離心機(jī)的工作的溫度,。
（4）設(shè)置時(shí)間：按“SET”鍵，當(dāng)時(shí)間后一個(gè)數(shù)碼管右下角的小數(shù)點(diǎn)亮?xí)r,，即進(jìn)入時(shí)間設(shè)置,，再按“▲”或“▼”鍵確定離心機(jī)本次工作的時(shí)間（時(shí)間長(zhǎng)為99分鐘），時(shí)間為倒計(jì)時(shí),。
（5）當(dāng)上述四個(gè)步驟完成后,，再按“ENTER”鍵，以確認(rèn)上述所設(shè)的轉(zhuǎn)子,、轉(zhuǎn)速,、溫度、時(shí)間,，再按“START”鍵啟動(dòng)離心機(jī),。
（6）在運(yùn)行當(dāng)中，如果要看離心力,，按下“RCF”鍵（RCF 燈亮）,，就顯示當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)速下的離心力，3秒鐘后自動(dòng)返回到運(yùn)行狀態(tài),；在離心機(jī)運(yùn)行時(shí)進(jìn)入設(shè)置狀態(tài),，如果要取消設(shè)置，按下“RCF”鍵即返回到運(yùn)行狀態(tài),。
6,、離心機(jī)時(shí)間倒計(jì)時(shí)到“0”時(shí)，電機(jī)斷電,，5秒鐘后開始剎車,，離心機(jī)將自動(dòng)停止，當(dāng)轉(zhuǎn)速等于0 r/min時(shí),，蜂鳴器鳴叫15聲,，按下“RCF”鍵可取消鳴叫；運(yùn)行途中按“STOP”鍵,，離心機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn),，蜂鳴器不響。
7,、當(dāng)轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)后,，打開門蓋取出離心管,。
8、關(guān)斷電源開關(guān),，離心機(jī)斷電,。
高速冷凍離心機(jī)操作流程
１． 設(shè)定使用溫度 ( 通常為４℃ 后，先把轉(zhuǎn)子放入離心艙中,，注意轉(zhuǎn)子要卡好軸心,；關(guān)上艙門，離心艙的溫度開始下降,，預(yù)冷時(shí)間要充足,。
２． 把樣本裝入適當(dāng)?shù)碾x心管，雙雙用天平平衡重量,，蓋上離心管蓋子并旋緊,。
◆ 注意離心管只裝七成滿，雖然加有蓋子,，但也可能因離心力太強(qiáng)而外泄,。
◆ 大部分離心管都附有蓋子，注意離心管的蓋子也要一起平衡,。
◆ 離心管通常都會(huì)放在碎冰上,，注意取出平衡時(shí)，要把碎冰的液體擦拭干凈,。
◆ 落單的離心管要用另一只裝有清水的離心管平衡,。
３． 把平衡好的離心管對(duì)稱地放入轉(zhuǎn)子中，蓋上轉(zhuǎn)子的蓋子,，注意有無旋緊,。
◆ 若轉(zhuǎn)子的蓋子沒旋緊，離心時(shí)會(huì)掉出來,，造成很大的傷害,！
４． 關(guān)上離心機(jī)艙門，在儀表板上調(diào)好所要的轉(zhuǎn)速與時(shí)間,，例如8000rpm,30min
◆ 注意所用轉(zhuǎn)速不能超過轉(zhuǎn)子的限定,，轉(zhuǎn)速通常寫在轉(zhuǎn)子上面，例如ＴＧＬ－２０Ｍ的上限轉(zhuǎn)速為20000 rpm,，但若離心機(jī)太老舊,，必須往下調(diào)降。
◆ 轉(zhuǎn)速與時(shí)間設(shè)定盡量不要太高,。
５． 確定所有步驟無誤后,，按start 鈕開動(dòng)，離心機(jī)漸漸加速,，此時(shí)要密切監(jiān)控。
◆ 有些老式的時(shí)間轉(zhuǎn)鈕，設(shè)定5min 以下時(shí),，要先轉(zhuǎn)過10min 再轉(zhuǎn)回5min ,。
◆ 按start 的按鈕時(shí)，按住時(shí)間不能太短,，請(qǐng)持續(xù)按約一秒鐘后才松開,。
◆ 開始加速的時(shí)候危險(xiǎn)，若發(fā)現(xiàn)聲音不對(duì),，或產(chǎn)生大震動(dòng),，請(qǐng)立刻按stop 。
６． 等到離心達(dá)到所要的轉(zhuǎn)速后,，確定一切正常才可離去,。
７． 完成離心時(shí)，要等轉(zhuǎn)子*靜止后,，才能打開艙門,；請(qǐng)盡快取出離心管，先觀察離心管是否*,，以及沉淀的位置,，盡速把上清倒出，小心不要把沉淀弄混濁,。
◆ 不管所要的是上清或沉淀,，請(qǐng)取用干凈的燒杯收集上清，以免有失誤,。
◆ 傾倒上清要很小心,，以免把沉淀一起倒出來；若不慎混在一起,，就要重來一次,。
◆ 若離心管有漏，要找出原因,，并且立刻清理轉(zhuǎn)子或離心艙,。
８． 在兩次離心之間的空檔，不需取出轉(zhuǎn)子,，但蓋上艙門,，勿讓熱空氣流入離心艙。
９． 全部使用完畢后,，取出轉(zhuǎn)子清理,，可以用自來水沖洗，并且倒放晾干,。離心艙門要打開,，等結(jié)冰融化后,，再稍加擦拭及清理，若有液體漏出,，要用清水洗之,。也要回頭檢查平衡離心管的天平以及桌面，很容易弄臟,，要仔細(xì)清理干凈才離開,。
離心機(jī)使用注意事項(xiàng)
1. 離心機(jī)在預(yù)冷狀態(tài)時(shí),，離心機(jī)蓋必須關(guān)閉,，離心結(jié)束后取出轉(zhuǎn)頭要倒置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，擦干腔內(nèi)余水,，離心機(jī)蓋處于打開狀態(tài),。
2. 轉(zhuǎn)頭在預(yù)冷時(shí)轉(zhuǎn)頭蓋可擺放在離心機(jī)的平臺(tái)上，或擺放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,，千萬不可不擰緊浮放在轉(zhuǎn)頭上,，因?yàn)橐坏┱`啟動(dòng)，轉(zhuǎn)頭蓋就會(huì)飛出,，造成事故,！
3. 轉(zhuǎn)頭蓋在擰緊后一定要用手指觸摸轉(zhuǎn)頭與轉(zhuǎn)蓋之間有無縫隙，如有縫隙要擰開重新擰緊,，直至確認(rèn)無縫隙方可啟動(dòng)離心機(jī),。
4. 在離心過程中，操作人員不得離開離心機(jī)室,，一旦發(fā)生異常情況操作人員不能關(guān)電源(POWER）,，要按STOP 。在預(yù)冷前要填寫好離心機(jī)使用記錄,。
5. 不得使用偽劣的離心使管,，不得用老化、變形,、有裂紋的離心管,。
6. 離心機(jī)套管底部要墊棉花或試管墊。
7. 電動(dòng)離心機(jī)如有噪音或機(jī)身振動(dòng)時(shí),，應(yīng)立即切斷電源,，即時(shí)排除故障,。
8. 離心管必須對(duì)稱放入套管中,，防止機(jī)身振動(dòng)，若只有一支樣品管另外一支要用等質(zhì)量的水代替,。
9. 啟動(dòng)離心機(jī)時(shí),，應(yīng)蓋上離心機(jī)頂蓋后，方可慢慢啟動(dòng),。
10. 分離結(jié)束后，先關(guān)閉離心機(jī),，在離心機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后,，方可打開離心機(jī)蓋，取出樣品,，不可用外力強(qiáng)制其停止運(yùn)動(dòng)。
11. 離心管一定要平衡好,，放入轉(zhuǎn)子時(shí)也要注意位置平衡,。不要超過離心機(jī)或轉(zhuǎn)子的上限轉(zhuǎn)速。
12. 一定要在達(dá)到預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速后,，才能離開離心機(jī),；若有任何異狀，要立刻停機(jī),。
13. 通常聽聲音即可得知離心狀況是否正常,，也可注意離心機(jī)的震動(dòng)情形。
14. 使用硫酸銨等高鹽溶液樣本后,，一定要把轉(zhuǎn)子洗干凈,，也要清理離心艙。
15. 超高速離心機(jī)則因轉(zhuǎn)速高,，也更加復(fù)雜，需要另外的專門訓(xùn)練才可使用,。