離心是利用角運(yùn)動(dòng)對(duì)容器(試管,桶等)中存在的顆粒(材料)進(jìn)行沉降的過程。因此,它有助于分離具有不同大小和形狀的顆粒。
沉降是流體的懸浮顆粒沉降到基體的過程。較重的顆粒比較輕的顆粒具有更高的沉降速率。因此,如果您將任何樣品(例如全血)放置一段時(shí)間,則密度較大的顆粒將積聚在底部,然后是較輕的顆粒。因此,這導(dǎo)致顆粒的分離。
當(dāng)粒子以一定的角速度運(yùn)動(dòng)時(shí),粒子將向旋轉(zhuǎn)中心受到向心力。在我們的例子中,向心力是由于流體介質(zhì)的上推和由于樣品顆粒表面上存在的帶電粒子引起的靜電排斥。為了平衡向心力,偽力(稱為離心力)遠(yuǎn)離中心。在這個(gè)過程中,粒子開始遠(yuǎn)離中心。這是由于顆粒的慣性。
不同的顆??梢杂胁煌某两邓俾省]^高的沉降速率意味著顆粒將迅速沉降在底部。因此,這有助于分離顆粒。
沉降系數(shù)
沉降速率與沉降系數(shù)成正比。換句話說,具有較高沉降系數(shù)的顆粒會(huì)迅速沉降。影響沉降系數(shù)的因素很少。這些因素如下所述。
沉降系數(shù)與顆粒的質(zhì)量成正比。因此,具有較高質(zhì)量的顆粒將具有較高的沉降速率。類似地,具有較低質(zhì)量的顆粒將具有較低的沉降速率。
顆粒的摩擦系數(shù)與沉降系數(shù)成反比。顆粒的摩擦系數(shù)取決于顆粒的形狀。更多的是顆粒的均勻性,較小的將是摩擦系數(shù)。例如,*球形的顆粒將具有最小的摩擦系數(shù)。因此,它將具有更高的沉降速率。
密度較高的顆粒比密度較低的顆粒經(jīng)歷更快的沉降。
流體介質(zhì)的密度也是沉淀的原因。如果流體的密度大于粒子的密度,則粒子將經(jīng)歷更大的上推。上推導(dǎo)致粒子漂浮。因此,它不會(huì)經(jīng)歷任何沉淀。如果流體介質(zhì)的密度低于顆粒的密度,則顆粒的重量將大于流體施加的上推力。因此,顆粒將經(jīng)歷沉淀并形成顆粒。同樣,如果流體和其中存在的粒子具有相同的密度,那么粒子將根本不會(huì)移動(dòng)。
離心機(jī)組件
在這里,我們將討論機(jī)器的一些組件。但是,所有這些組件可能并不與每種類型的離心機(jī)相關(guān)。
電機(jī):負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。
轉(zhuǎn)子:保持樣品并以電機(jī)的速度旋轉(zhuǎn)。
速度調(diào)節(jié)器:控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
速度傳感器(可選):識(shí)別轉(zhuǎn)子的速度并顯示它。如果速度超過設(shè)定值,機(jī)器將在顯示屏上給您一個(gè)錯(cuò)誤信號(hào)。
門傳感器(可選):識(shí)別門是打開還是關(guān)閉。如果門打開,機(jī)器將在顯示屏上顯示錯(cuò)誤。
不平衡傳感器(可選):如果由于樣品裝載不當(dāng)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子不平衡,DT5-2自動(dòng)平衡離心機(jī)將在顯示屏上顯示錯(cuò)誤。如果機(jī)器傾斜或以最大速度旋轉(zhuǎn),也可能發(fā)生錯(cuò)誤。然后,機(jī)器將停止旋轉(zhuǎn)。
轉(zhuǎn)子傳感器(可選):標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)子的類型或型號(hào)。如果轉(zhuǎn)子不匹配,離心機(jī)將無法運(yùn)行。
壓縮機(jī)(可選):在冷卻或冷凍離心機(jī)的情況下,使用壓縮機(jī)。
RPM代表每分鐘旋轉(zhuǎn)數(shù)。 轉(zhuǎn)子是由電機(jī)旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分。因此,可以說轉(zhuǎn)子在一分鐘內(nèi)完成的旋轉(zhuǎn)次數(shù)稱為RPM。離心機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍約為300 –150000。因此,根據(jù)必要性(應(yīng)用),設(shè)計(jì)了各種離心機(jī)。
RCF 代表 相對(duì)離心力。它也被稱為g力。顧名思義,它是一種引力,當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生。這種力量總是遠(yuǎn)離中心。
RPM和RCF之間的關(guān)系
RPM和RCF之間的關(guān)系可以通過給定的公式來表示。
RCF= 11.2 X 半徑 X (RPM/1000)2
其中半徑以厘米為單位。
半徑是指從旋轉(zhuǎn)中心到樣品的距離。因此,它包括轉(zhuǎn)子的半徑以及用于容納樣品的試管,桶等的中點(diǎn)距離。
如前所述,RPM表示轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度。它沒有讓我們了解施加到樣品中的g力。
RCF(g力)顯示了施加到樣品中進(jìn)行沉淀的重力。
RCF的價(jià)值比RPM的價(jià)值更重要。對(duì)于兩種不同尺寸的轉(zhuǎn)子,RPM可以是恒定的,但RCF會(huì)有所不同。因此,即使保持RPM固定,通過離心樣品獲得的結(jié)果也會(huì)有所不同。因此,您需要設(shè)置RCF,而不是在機(jī)器中設(shè)置RPM。在這種情況下,您將從離心機(jī)中獲得更好的結(jié)果。
一些離心機(jī)將僅具有RPM功能。但是,在高級(jí)機(jī)器中,可以選擇同時(shí)設(shè)置 RPM 和 RCF。根據(jù)預(yù)算和您的要求選擇合適的離心機(jī)。
市場上有各種各樣的離心機(jī)。它們可以根據(jù)許多因素區(qū)分為多種類型。其中一些如下所示。
1.在電機(jī)的基礎(chǔ)上
離心機(jī)在電機(jī)的基礎(chǔ)上可以分為兩種類型。電機(jī)可以利用碳刷來運(yùn)行。除此之外,它可以在沒有使用碳刷的情況下運(yùn)行。裝有碳刷的離心機(jī)稱為拉絲離心機(jī)。而其他形式的離心機(jī)稱為無刷離心機(jī)。
無刷離心機(jī)價(jià)格便宜,需要定期維護(hù)。另一方面,無刷離心機(jī)可能很昂貴,但幾乎免維護(hù)。
2.根據(jù)尺寸
根據(jù)尺寸,離心機(jī)可以分為兩種類型。它們是臺(tái)式離心機(jī)和落地式離心機(jī)。
臺(tái)式離心機(jī)的尺寸更小。它們可以在長凳上調(diào)節(jié)。由于機(jī)器的尺寸不大,它只能容納少量樣品。它們簡單且便宜。
地板離心機(jī)的尺寸更大。所以,它們被固定在地板上。由于與臺(tái)式型號(hào)相比,機(jī)器的尺寸更大,因此可以容納更大體積的樣品。樣品可以儲(chǔ)存在較大的試管或桶中。落地離心機(jī)可進(jìn)一步分為兩類。其中一個(gè)是冷凍離心機(jī),而另一個(gè)是非冷凍離心機(jī)。冷凍離心機(jī)由壓縮機(jī)組成。因此,它提供了冷卻作用。溫度可高達(dá)-20°C至+ 40°C。 因此,在這些類型的離心機(jī)中甚至可以加熱。
3. 在控制的基礎(chǔ)上
在控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,有兩種類型的離心機(jī)。一種是模擬離心機(jī),如醫(yī)生離心機(jī)。另一個(gè)是數(shù)字離心機(jī)。除了醫(yī)生離心機(jī),幾乎所有其他種類本質(zhì)上都是數(shù)字化的。
4.根據(jù)申請(qǐng)
根據(jù)機(jī)器的用途,可以給它們不同的名稱。對(duì)于不同的用途,機(jī)器可以有不同的尺寸,RPM / RCF范圍等。其中有博士離心機(jī),實(shí)驗(yàn)室離心機(jī),小型離心機(jī),微型離心機(jī),超速離心機(jī),血庫離心機(jī),研究離心機(jī),細(xì)胞離心機(jī)等。
離心機(jī)可用于不同的領(lǐng)域,其中一些如下所示。
在醫(yī)院和診所,它用于血液分離。血液分離是指血細(xì)胞(紅細(xì)胞,白細(xì)胞,血小板)與蛋白質(zhì)(血清)的分離。血液分離后,血清可用于生物化學(xué)等應(yīng)用。
在血庫中,它用于血液分離。與醫(yī)院不同,紅細(xì)胞、白細(xì)胞和血小板等血細(xì)胞也在血庫中通過差異離心分離。
可用于DNA,RNA,病毒,抗體,蛋白質(zhì)等的分析。
在教育機(jī)構(gòu)的化學(xué)和生物實(shí)驗(yàn)室中很有用。
在制藥公司中很有用。
用于將玻璃、硅、石墨等顆粒從水中分離出來的行業(yè)。它也用于廢水管理。
從奶牛場的牛奶中分離脂肪。
離心機(jī)轉(zhuǎn)子的類型
離心機(jī)由電機(jī)組成。電機(jī)連接到轉(zhuǎn)子頭。轉(zhuǎn)子頭負(fù)責(zé)保持樣品溶液。
因此,當(dāng)DT5-2低速臺(tái)式自動(dòng)平衡離心機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),樣品也將隨之旋轉(zhuǎn),有各種類型的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子可以容納容器,如試管,血袋,比色皿,離心管等。因此,根據(jù)應(yīng)用設(shè)計(jì)了不同類型的轉(zhuǎn)子。
1. 定角轉(zhuǎn)子是固定在一定角度的一種轉(zhuǎn)子。角度范圍從14°到45°,從旋轉(zhuǎn)軸開始。由于轉(zhuǎn)子保持固定,因此在離心過程中,帶有轉(zhuǎn)子頭的樣品容器也保持固定。
在操作期間,離心力徑向向外作用。沉降的方向與離心力的方向相同。但轉(zhuǎn)子以一定角度傾斜。因此,沉淀發(fā)生在管壁上。
定角轉(zhuǎn)子中的沉降
沉積物與墻面碰撞后,往往會(huì)向下移動(dòng)。因此,沉積物簇(稱為顆粒)沉降在底部和壁表面的角落。類似地,流體介質(zhì)(稱為上清液)沉降在溶液的上表面。
粒子行進(jìn)到壁側(cè)的路徑將很短。因此,它減少了離心時(shí)間。
由于定角轉(zhuǎn)子不擺動(dòng),因此不會(huì)承受高金屬應(yīng)力。因此,它可以承受更高的重力。換句話說,它可以以更高的RPM旋轉(zhuǎn)。
通常,它提供離心的更多沒有。體積較小的樣品。與回轉(zhuǎn)桶轉(zhuǎn)子相比,它提供低樣品分離度。
固定角度轉(zhuǎn)子可用于DNA、RNA、蛋白質(zhì)等大分子的分離。
2. 回轉(zhuǎn)斗轉(zhuǎn)子是一種在離心過程中擺動(dòng)的轉(zhuǎn)子。最初,回轉(zhuǎn)鏟斗轉(zhuǎn)子將自己與角轉(zhuǎn)子的位置對(duì)齊。然而,在離心過程中,轉(zhuǎn)子垂直于旋轉(zhuǎn)軸上升。鏟斗與離心力的路徑對(duì)齊。總之,桶內(nèi)的樣品水平對(duì)齊。當(dāng)離心停止時(shí),轉(zhuǎn)子返回到其原始階段。
回轉(zhuǎn)鏟斗轉(zhuǎn)子中的沉淀在離心過程中,沉降的方向?qū)⑴c離心力的方向相同。離心力的方向?qū)⑴c樣品容器(如試管)的方向相同。因此,沉積物將移動(dòng)到管基的中心。因此,沉積物行進(jìn)的路徑會(huì)更長。因此,離心需要更多的時(shí)間。
最后,沉積物將沉積在容器的底部。這導(dǎo)致顆粒的形成。與固定角度轉(zhuǎn)子相比,它提供了更好的樣品分離。
由于轉(zhuǎn)子將自己與離心力的方向?qū)R,因此它承受更高的金屬應(yīng)力。因此,它不能在更高的g力或RPM下操作。
它持有較少的否定。體積較大的樣品。隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速降低,轉(zhuǎn)子將開始返回到原始載物臺(tái)。在這種運(yùn)動(dòng)過程中,形成的顆??赡軙?huì)被破壞。
但是,如果顆粒的質(zhì)量非常微不足道,那么沉降的速度將非常低。因此,為了加快沉降速度,已經(jīng)使用了離心機(jī)。離心機(jī)的工作原理是離心力。
離心是利用離心力分離混合物中兩種液體的過程。在此過程中,混合物中密度較大的組分從軸上遷移出來,較輕的組分向軸線遷移。