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離心機，你了解多少?

離心機是生物學實驗中*的儀器，看似通用的儀器，卻是有許多學問的，實驗操作中我們需要了解離心機知識，能夠合理利用它而更穩(wěn)定地為我們的實驗服務(wù)。

　　離心機作為一種實驗室通用儀器，幾乎每個實驗室都會配置一到兩臺甚至數(shù)臺。大家對其并不陌生，我們整理了一些關(guān)于離心機及其轉(zhuǎn)子種類的資料分享給大家。

 

　　一、離心技術(shù)的基本原理

 

　　1、離心力(force, F)

 

　　F = m * a = m * ω2r2

 

　　a：粒子旋轉(zhuǎn)的加速度

 

　　m：粒子的有效質(zhì)量，g為單位

 

　　ω：粒子旋轉(zhuǎn)的角速度，弧度/s為單位

 

　　r：粒子的旋轉(zhuǎn)半徑，cm為單位

 

　　2、相對離心力(relative centrifuge force, RCF)

 

　　通常離心力常用地球引力(g)的倍數(shù)來表示，因而稱為相對離心力(RCF)。常用數(shù)字×g來表示，例如13000g表示相對離心力為13000。相對離心力指在離心場中，作用與顆粒的離心力相當于地球重力的倍數(shù)，單位是重力加速度g(24500px/s2)。

 

　　RCF = ma/mg = mω2r2/mg = ω2r2/g

 

　　∵ω = 2π× (rpm)/60

 

　　∴RCF = 1.119 × 10-5 ×(rpm)2r

 

　　rpm：revolutions per minute為每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)

 

　　由上式可知，只要給出旋轉(zhuǎn)半徑r，則RCF和rpm之間可以相互換算。

 

　　由于轉(zhuǎn)頭的形狀及結(jié)構(gòu)的差異，每臺離心機的離心管從管口至管底的各點與旋轉(zhuǎn)軸之間的距離是不一樣的，所以在計算時規(guī)定旋轉(zhuǎn)半徑均用平均半徑rav代替，即zui大半徑rmax和zui小半徑rmin的平均值。

 

　　一般，低速離心時常以轉(zhuǎn)速rpm來表示，高速離心時則以g表示。報告離心條件時使用RCF比rpm要科學，因為它可以真實地反映顆粒在離心管內(nèi)不同位置的離心力及其動態(tài)變化。

 

　　吉迪離心機采用全觸摸5寸彩屏顯示，操作者可以一目了然的看到轉(zhuǎn)速和離心力。

 

　　二、離心機的種類

 

　　離心機按用途分為工業(yè)用離心機和實驗用離心機。后者根據(jù)功能又分為制備性離心機和分析性離心機。制備性離心機一般用來分離各種生物材料，分離的樣品量比較大，也是大多數(shù)科研實驗室配備的離心機種類。分析性離心機常用來研究純的生物大分子和顆粒的理化性質(zhì)，一般有光學系統(tǒng)，可監(jiān)測粒子在離心場中的行為，能推斷物質(zhì)的純度、形狀和分子量等，且都是超速離心機。此處和大家分享下幾種實驗室常用的制備性離心機。

 

　　制備性離心機根據(jù)轉(zhuǎn)速可分為普通離心機、高速離心機、超速離心機等。具體如下：

 

　　1、普通離心機

 

　　zui轉(zhuǎn)速6000rpm左右，zuii大RCF接近6000g，容量為幾十毫升至幾升，分離形式是固液沉降分離，其轉(zhuǎn)速不能嚴格控制，通常不帶冷凍系統(tǒng)，室溫操作，用于收集易沉淀的大顆粒物質(zhì)，如：細胞等。在細胞培養(yǎng)實驗室常常能見到。

 

2、高速離心機

　　轉(zhuǎn)速為2000-25000rpm，zui大RCF為89000×g，zui大容量可達3L，一般都有制冷系統(tǒng)，以消除高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)頭與空氣之間摩擦而產(chǎn)生的熱量，離心室的溫度可以調(diào)節(jié)和維持在0℃-4℃，可以嚴格準確的控制轉(zhuǎn)速溫度和時間，并有指針或數(shù)字顯示。通常用于微生物菌體、細胞碎片、大細胞器、硫酸銨沉淀和免疫沉淀物等的分離純化工作，但不能有效地沉降病毒、小細胞器或單個分子。高速離心機是實驗室中zui常見的離心機類型，一般的分子實驗室都會配備。

 

3、超速離心機

　　轉(zhuǎn)速可達50000-80000rpm，RCFzuiu高可達510000×g，離心容量由幾十毫升至2升，分離形式為差速沉降分離和密度梯度區(qū)帶分離，需嚴格配平(誤差<0.1g)。與高速離心機的主要區(qū)別是增加了真空系統(tǒng)。常用于分離亞細胞器、病毒、核酸、蛋白質(zhì)和多糖等。超速離心機價格較高，一般只有大型實驗室或公