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离心机的类型与运行原理
点击次数:278 发布时间:2020-11-02 打印本页面 返回

 

离心机是一种通过将颗粒置于人工诱导的重力场中,根据颗粒的大小,形状,密度和粘度来分离颗粒的机器。这可以用作制备方法,以分离样品中存在的复杂混合物或通过分析来确定颗粒的质量,形状或密度。较高颗粒密度的材料将朝着离心轴沉淀(沿着离心管),而较低颗粒密度的材料将朝着离心轴沉淀。通常通过这种方法分离细胞,亚细胞成分,病毒颗粒以及蛋白质和核酸的沉淀形式。

 

台式离心机运行原理图1:离心机的运行原理

该离心机主要作用于沉降的原理,其中,在向心力的加速度使更致密的物质,以在管的底部沿着径向方向分离出来。“离心力”一词源自两个拉丁词:centrum,意思是“中心”和fugere,意思是“逃跑”。基本上是视在力将旋转的物体拉离旋转中心,这是由物体的惯性引起的,因为物体的路径不断改变方向。离心分离获得的加速度表示为地球重力的倍数(g)。根据它们可达到的加速度值,将离心机分为台式(大15000 g),高速冷冻离心机(50000 g)和超速离心机(500000 g)。由于超速离心机可以在寒冷条件下和真空中运行,因此非常适合分离大分子,如蛋白质,核酸和碳水化合物。旋转转子产生的径向力也可以相对于g表示为相对离心力(RCF)或g力。

台式离心机运行原理

图2:离心机的外形设计。将4个样品管中包含的样品放入固定在主轴上的转子中。离心在转子腔中进行(虚线)。

离心机具有三个基本部件,即转子,驱动轴和电动机。转子可以安装在驱动轴上,该驱动轴将其连接到电动机,DT5-2低速台式自动平衡离心机电动机提供动力来旋转转子。通常,安全柜围绕并支撑这些部件。将样品放在增强塑料管中,然后将其固定在绕着主轴旋转的转子中。转子通常由坚固的材料制成,例如铝合金或不锈钢。为了使轴和轴承上的振动和应变小化,应使已加载的转子达到良好的平衡,即,其总质量应围绕旋转轴分布,以使所有基本力的合力为零。

主要有两种类型的转子可用:

台式离心机角转子图3:固定角转子

固定角度的转子:将样品管放置在金属转子上的加工孔中,该孔相对于垂直旋转轴成固定角度(通常为45°)。在离心过程中,该角度保持恒定,并且沉淀物靠在管的侧壁上。

台式离心机转子图4:摆桶式转子

摆桶式转子:将样品管放在从转子上悬挂下来的支架中。当施加向心力时,保持器摆动到与转子的水平轴成水平的状态,并且在管的底部获得了颗粒。

台式医用低速离心机

由于颗粒是从底部获得的,因此摆桶式转子优于固定角度的转子。但是,固定角度转子的显着特征(例如简单有效的管间距,容纳更多管的能力,材料的刚性设计以及承受更高重力的能力)通常使它们成为理想的选择。也可以根据所涉及的应用类型,从不同类型的离心中进行选择,例如密度梯度离心,微分离心,速率带状离心和等重离心。无论应用和转子设计如何,离心在分离溶液中的大分子和大分子方面都起着重要作用,并且是任何实验室*的部分。


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