一.離心機的分類:
國際上對離心機的分類方法有三種:按用途分、按轉速分和按結構分。
按用途分類:分為製備型離心機和製備分析離心機。
製備型離心機:僅供分離濃縮,提純試樣的離心機。
製備分析離心機:不但能分離濃縮、提純試樣,而且可以通過光學係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。
按轉速分類:分為低速離心機、高速離心機、超速離心機。
低速離心機:轉速在10000rpm以內或相對離心力在15000×g以內。
高速離心機:轉速在10000∽30000rpm以內或相對離心力在15000∽70000×g以內。
超速離心機:轉速在30000rpm以上或相對離心力在70000×g以上。
按結構分類:
一般在高速和低速離心機根據結構和功能進行分類,品種繁多,各廠家命名也無統一標準。可分為台式離心機、多管微量台式離心機、細胞塗片離心機、血液洗滌台式離心機、高速冷凍離心機、大容量低速冷凍離心機、低速冷凍離心機、台式高速冷凍離心機、台式低速自動平衡離心機等。另外國外還有三聯式(五聯式)高速冷凍離心機,專作連續離心用。
二.轉子的分類應用及特點
轉子是離心機用於分離試樣的核心部件,轉子規格、品種的多少是衡量離心機生產技術掌握程度的重要標誌,轉子一般可分為下列五大類:
固定角轉子(Eixed-Angle-Rotor):
zhuyaoyongyufenlichenjiangsuduyoumingxianchayidekeliyangpin。kelizaishanxingrongdiyidongdejulihenduan,pengdaowaibidekeliyanzheguanbihuadaoguandi,xingchengchendian,yincizhezhongzhuanzinenghenkuaidishoujichendianwu。fenliguochengzhong,youyuguanbidezuoyong,zailixinguanneijianghuiyinqiqiangliededuiliu,duijuyouxiangtongchenjiangsulvdekelihuichanshengbuliangyingxiang。
甩平轉子(Siwing-Bucket-Rotor):
主zhu要yao用yong於yu樣yang品pin作zuo密mi度du梯ti度du離li心xin。顆ke粒li移yi動dong距ju離li長chang,溶rong液ye中zhong的de組zu分fen相xiang對dui於yu管guan壁bi的de位wei置zhi在zai離li心xin過guo程cheng中zhong和he離li心xin後hou不bu發fa生sheng改gai變bian,因yin此ci離li心xin效xiao果guo好hao,但dan因yin顆ke粒li在zai離li心xin場chang中zhong是shi從cong旋xuan轉zhuan中zhong沿yan徑jing向xiang散san離li出chu去qu,而er不bu是shi按an相xiang互hu平ping行xing的de路lu線xian沉chen降jiang。顆ke粒li碰peng到dao外wai壁bi沿yan著zhe管guan壁bi滑hua到dao管guan底di,因yin此ci也ye會hui產chan生sheng對dui流liu。(但比固定角轉子小)低速時啟動或停機時會產生振動,影響分離效果,甩平轉子有敞開式和封閉式兩種,一般製備容量大,轉速小於10000RPM,離心力場在16000xg以內的,作成敞開式,主要用於樣品的初分離。製備容量較前者小,轉速大於10000RPM,離心力場在16000xg以上的,為了減少風力的影響,一般作成封閉式,主要用於線粒體、葉綠體、細胞核等的分離和密度梯度離心。
連續離心轉子(Continuous-Flow-Rotor):
主zhu要yao用yong於yu懸xuan浮fu介jie質zhi中zhong高gao速su分fen離li較jiao小xiao的de顆ke粒li物wu質zhi,如ru在zai培pei養yang基ji中zhong分fen離li細xi胞bao,在zai運yun轉zhuan過guo程cheng中zhong,懸xuan浮fu樣yang品pin以yi一yi定ding速su度du從cong轉zhuan子zi體ti中zhong心xin流liu入ru離li心xin池chi,由you於yu溶rong液ye中zhong的de組zu分fen輕qing重zhong不bu同tong,在zai離li心xin力li場chang作zuo用yong下xia,重zhong粒li子zi具ju有you較jiao大da的de慣guan性xing離li心xin力li、沉降快,當流速增大(降低)到(dao)一(yi)定(ding)值(zhi)時(shi),重(zhong)粒(li)子(zi)將(jiang)留(liu)在(zai)離(li)心(xin)池(chi)外(wai)緣(yuan)底(di)部(bu),而(er)介(jie)質(zhi)將(jiang)從(cong)出(chu)口(kou)流(liu)出(chu)並(bing)帶(dai)走(zou)較(jiao)輕(qing)的(de)粒(li)子(zi),收(shou)集(ji)組(zu)分(fen)的(de)方(fang)法(fa)是(shi)把(ba)組(zu)分(fen)衝(chong)洗(xi)出(chu)離(li)心(xin)池(chi)或(huo)者(zhe)留(liu)在(zai)轉(zhuan)子(zi)體(ti)內(nei),這(zhe)種(zhong)轉(zhuan)子(zi)是(shi)利(li)用(yong)離(li)心(xin)淘(tao)析(xi)技(ji)術(shu)對(dui)整(zheng)細(xi)胞(bao)或(huo)大(da)的(de)亞(ya)細(xi)胞(bao)粒(li)子(zi)進(jin)行(xing)分(fen)離(li),在(zai)無(wu)菌(jun)和(he)低(di)溫(wen)條(tiao)件(jian)下(xia),被(bei)分(fen)離(li)的(de)組(zu)分(fen),能(neng)保(bao)持(chi)活(huo)性(xing),回(hui)收(shou)率(lv)高(gao)等(deng)優(you)點(dian)。如(ru)果(guo)液(ye)流(liu)方(fang)向(xiang)與(yu)離(li)心(xin)力(li)方(fang)向(xiang)相(xiang)反(fan),即(ji)降(jiang)低(di)了(le)粒(li)子(zi)運(yun)行(xing)速(su)度(du),相(xiang)當(dang)於(yu)增(zeng)長(chang)了(le)運(yun)行(xing)距(ju)離(li),從(cong)而(er)提(ti)高(gao)了(le)分(fen)辨(bian)能(neng)力(li)。
區帶轉子(Zonal-Rotor):
主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)大(da)容(rong)量(liang)的(de)密(mi)度(du)梯(ti)度(du)離(li)心(xin),當(dang)實(shi)驗(yan)所(suo)需(xu)製(zhi)備(bei)的(de)樣(yang)品(pin)量(liang)多(duo),而(er)甩(shuai)平(ping)轉(zhuan)子(zi)因(yin)受(shou)到(dao)量(liang)的(de)限(xian)製(zhi)時(shi),采(cai)用(yong)區(qu)帶(dai)離(li)心(xin)是(shi)較(jiao)好(hao)的(de)。主(zhu)要(yao)由(you)帶(dai)有(you)四(si)塊(kuai)葉(ye)片(pian)的(de)轉(zhuan)子(zi)體(ti)和(he)密(mi)封(feng)係(xi)統(tong)組(zu)成(cheng),轉(zhuan)子(zi)體(ti)和(he)四(si)塊(kuai)葉(ye)片(pian)將(jiang)離(li)心(xin)池(chi)分(fen)為(wei)四(si)個(ge)扇(shan)形(xing)小(xiao)室(shi),阻(zu)止(zhi)溶(rong)液(ye)在(zai)離(li)心(xin)池(chi)中(zhong)旋(xuan)轉(zhuan),葉(ye)片(pian)上(shang)有(you)徑(jing)向(xiang)導(dao)管(guan),溶(rong)液(ye)通(tong)過(guo)導(dao)管(guan)從(cong)中(zhong)心(xin)流(liu)向(xiang)轉(zhuan)子(zi)體(ti)外(wai)壁(bi),裝(zhuang)樣(yang)和(he)取(qu)樣(yang)時(shi)應(ying)小(xiao)心(xin),裝(zhuang)樣(yang)一(yi)般(ban)在(zai)2500∽3000rpm運yun轉zhuan中zhong進jin行xing,首shou先xian將jiang梯ti度du液ye中zhong較jiao輕qing的de部bu分fen通tong過guo密mi封feng管guan道dao泵beng入ru轉zhuan子zi內nei,由you於yu慣guan性xing力li的de存cun在zai,梯ti度du液ye在zai轉zhuan子zi外wai壁bi的de垂chui直zhi方fang向xiang形xing成cheng均jun勻yun的de一yi層ceng,再zai依yi次ci將jiang密mi度du較jiao高gao的de梯ti度du液ye泵beng入ru,隨sui著zhe密mi度du的de增zeng高gao和he梯ti度du液ye的de不bu斷duan泵beng入ru,密mi度du較jiao低di的de梯ti度du液ye被bei推tui向xiang中zhong心xin,直zhi到dao轉zhuan子zi完wan全quan裝zhuang滿man,然ran後hou通tong過guo密mi封feng組zu件jian中zhong心xin輸shu液ye管guan把ba待dai分fen離li的de樣yang品pin(其密度與梯度液中最輕的密度部分還低)加(jia)入(ru),接(jie)著(zhe)把(ba)密(mi)度(du)更(geng)低(di)的(de)溶(rong)液(ye)注(zhu)入(ru),用(yong)以(yi)取(qu)代(dai)中(zhong)心(xin)附(fu)近(jin)的(de)樣(yang)品(pin),裝(zhuang)完(wan)後(hou),移(yi)去(qu)密(mi)封(feng)組(zu)件(jian),蓋(gai)上(shang)轉(zhuan)子(zi)蓋(gai),在(zai)一(yi)定(ding)轉(zhuan)速(su)離(li)心(xin)一(yi)定(ding)時(shi)間(jian)後(hou),轉(zhuan)速(su)降(jiang)至(zhi)2500∽3000rpm,裝上密封組件及輸液管,通過泵入較密的液體到轉子的液體由輕至重依次擠出。
區帶轉子避免了用離心管所引起的壁效應(Walleffects)和幹擾,提高了分辨率。
垂直轉子(Vertical-Tube-Rotor):
主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)樣(yang)品(pin)在(zai)短(duan)時(shi)間(jian)作(zuo)密(mi)度(du)梯(ti)度(du)離(li)心(xin)。甩(shuai)平(ping)轉(zhuan)子(zi)分(fen)離(li)粒(li)子(zi)位(wei)移(yi)距(ju)離(li)長(chang),分(fen)辨(bian)能(neng)力(li)高(gao),分(fen)離(li)後(hou)組(zu)分(fen)的(de)區(qu)帶(dai)較(jiao)寬(kuan),便(bian)於(yu)回(hui)收(shou),但(dan)所(suo)需(xu)時(shi)間(jian)長(chang),垂(chui)直(zhi)轉(zhuan)子(zi)分(fen)離(li)的(de)粒(li)子(zi)位(wei)移(yi)距(ju)離(li)等(deng)於(yu)離(li)心(xin)管(guan)直(zhi)徑(jing)。轉(zhuan)子(zi)轉(zhuan)動(dong)前(qian),管(guan)內(nei)密(mi)度(du)梯(ti)度(du)溶(rong)液(ye)的(de)密(mi)度(du)是(shi)沿(yan)重(zhong)力(li)方(fang)向(xiang)變(bian)化(hua),轉(zhuan)動(dong)後(hou),溶(rong)液(ye)的(de)密(mi)度(du)逐(zhu)漸(jian)改(gai)變(bian)為(wei)離(li)心(xin)力(li)方(fang)向(xiang)(水平方向)bianhua,lixinjieshuhou,rongyedemidubianhuafangxiangyinzhonglizuoyongyouyanqianchuifangxiangbianhua,xingchengqianchuifangxiangdemidutidu,youyulixinguanshichuizhifangzhi,suoyirongyeliziweiyidejulidengyulixinguandezhijing。lixinshijianduan,lixinhouyangpinzufendequdaijiaokuan,danyinlixinshijianduan,lizidebudaochongfenfenli,jianghuishiquyixiezufen,youyinqudaiyutidujiezhidejiechumianda,yiyukuosan,tingjihoumiduzhongxindingxiang,yiyuhunhe,suoyizuoqudailixindexiaoguo,chuizhizhuanzibuyushuaipingzhuanzi。
離心機轉子的轉速跟轉子的材料和強度有關,一般采用強度好、重量輕的超硬鋁合金(LC4),超速離心機采用鈦合金(TiC4)。一般來說,對同一離心機重量輕、容量小的轉子轉速要高,反之轉速要低。轉子的保養及壽命管理在以後的章節中介紹。
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