離心機工作原理、分類及選購指南

　　一、離心機工作原理

　　當含有細小顆粒的懸浮液靜置不動時，由于重力場的作用使得懸浮的顆粒逐漸下沉。粒子越重，下沉越快，反之密度比液體小的粒子就會上浮。微粒在重力場下移動的速度與微粒的大小、形態和密度有關，并且又與重力場的強度及液體的粘度有關。

　　此外，物質在介質中沉降時還伴隨有擴散現象。擴散是無條件的的。擴散與物質的質量成反比，顆粒越小擴散越嚴重。而沉降是相對的，有條件的，要受到外力才能運動。沉降與物體重量成正比，顆粒越大沉降越快。對小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質等，它們在溶液中成膠體或半膠體狀態，僅僅利用重力是不可能觀察到沉降過程的。因為顆粒越小沉降越慢，而擴散現象則越嚴重。所以需要利用離心機產生強大的離心力，才能迫使這些微粒克服擴散產生沉降運動。

　　離心就是利用離心機轉子速旋轉產生的強大的離心力，加快液體中顆粒的沉降速度，把樣品中不同沉降系數和浮力密度的物質分離開。

　　二、離心機的分類

　　離心機的分類方法有三種：按用途分、按轉速分和按結構分。

　　(1)按用途分類：分為制備型離心機和制備分析離心機。

　　1)制備型離心機：僅供分離濃縮，提純試樣的離心機。

　　2)制備分析離心機：不但能分離濃縮、提純試樣，而且可以通過光學系統對試樣的沉降過程進行觀察、拍照、測量、數字輸出、打印自動顯示的離心機。

　　(2)按轉速分類：分為低速離心機、速離心機、超速離心機。

　　1)低速離心機：轉速在10000rpm以內或相對離心力在15000 ×g 以內。

　　2)中速離心機：轉速在10000∽30000rpm以內或相對離心力在15000∽70000 ×g以內。

　　3)超速離心機：轉速在30000rpm以上或相對離心力在70000 ×g以上。

　　(3)按結構分類：

　　一 般在速和低速離心機根據結構和功能進行分類，品種繁多，各廠命名也無統一標準。可分為臺式離心機、多管微量臺式離心機、細胞涂片離心機、血液洗滌臺式離心機、速冷凍離心機、大容量低速冷凍離心機、低速冷凍離心機、臺式速冷凍離心機、臺式低速自動平衡離心機等。另外外還有三聯式（五聯式）速冷凍離心機，專作連續離心用。

　　三、離心機選購指南

　　實驗室離心機是集多學科、多項技術于一體的高科技產品，廠家和產品眾多，所以選型時應多方考察。首先應根據應用需要確定機型，如轉頭、轉速、容量、溫度等，一般高速不宜做低速，專用不宜做通用，通用離心機兼顧高速和低速，大容量和微量離心機的特點，可配多種轉頭，因而深受科研實驗室的歡迎，但價格偏高。機型確定后，還應進一步考察產品的技術數據、技術性能、可維修性、安全性。穩定可靠性。安全標準、價格、造型和外觀等因素。

　　(1)轉速：離心機根據最大轉速的不同分為低速離心機(<10000>30000 rpm/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16000 rpm/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1 5000 rpm/min，但角轉子大約能達到14000 rpm/min，具體的差別要詳細咨詢產品銷售人員和生產廠的有關技術人員，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16000 rpm/min，所選擇離心機的最大轉速必須高于16000 rpm/min。

　　(2)溫度：有些樣品(如蛋白質，細胞等)在高溫環境下會破壞，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生熱量和離心機的制冷系統平衡在一定溫度(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品銷售人員和生產廠的有關技術人員。

　　(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，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：運轉時吊籃處于水平狀態，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。轉子都有固定的規格，它是和離心機的容量結合起來的，如36×5 ml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：高檔的離心機都采用了微電腦控制系統，這些控制系統不但能確保離心機安全的運行還能自動完成工作任務。現在很多離心機都有較好的人性化的控制系統．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，前者已經淘汰，現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別，現在環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(不規則樣品瓶、血袋等)，這些細節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。