離心機分類(lèi)及技術(shù)原理和轉子介紹

　 一、離心機原理和功能簡(jiǎn)介
離心機是一種高速旋轉機械，它是利用離心力，不同物質(zhì)在離心場(chǎng)中沉淀速度的差異，分離液體與固體顆?；蛞后w與液體的混合物中各組分的機械。對混合溶液進(jìn)行快速分離的專(zhuān)門(mén)設備，是一種將裝有樣品溶液的離心管、瓶或袋韻轉頭置于離心軸上，利用轉頭繞軸高速旋轉所產(chǎn)生的強大離心力，使樣品中不同性質(zhì)顆粒相互分離的特殊裝置，可以實(shí)現樣品的分析、分離。它也可用于排除濕固體中的液體，例如用洗衣機甩干濕衣服；特殊的超速管式分離機還可分離不同密度的氣體混合物；利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點(diǎn)，有的沉降離心機還可對固體顆粒按密度或粒度進(jìn)行分級。

以下是離心機的技術(shù)、分類(lèi)和原理性能綜述。
離心機主要用于將懸浮液中的固體顆粒與液體分開(kāi)，或將乳濁液中兩種密度不同，又互不相溶的液體分開(kāi)（例如從牛奶中分離出奶油）；結構主要由電機驅動(dòng)系統、制冷系統、機械系統、轉頭和系統控制等幾部分組成。

DD5自動(dòng)脫帽離心機

　　二、離心機的分類(lèi)
離心機的式樣和型號很多，有國產(chǎn)的和進(jìn)口的，按用途可分為分析式離心機和制備式離心機；
按轉速可劃分為：
低速離心機：<10000r／min；
高速離心機：10000 ～30000r／min；
超速離心機：30000 ～80000r／min；
超高速離心機：>80000r／min；

離心機按結構分類(lèi)：
一般高速和低速離心機根據結構和功能進(jìn)行分類(lèi)，品種繁多，各廠(chǎng)家命名也無(wú)統一標準?？煞譃榕_式離心機、多管微量臺式離心機、細胞涂片離心機、臺式血液洗滌離心機、高速冷凍離心機、大容量低速冷凍離心機、低速冷凍離心機、落地式高速冷凍離心機、臺式低速自動(dòng)平衡離心機等。另外國外還有三聯(lián)式（五聯(lián)式）高速冷凍離心機，專(zhuān)作連續離心用。

按體積一般可分為：落地式離心機(也叫立式離心機)，臺式離心機(也叫桌面式離心機)和迷你（掌上）離心機。

按容量有分為：大容量離心機、超大容量離心機、小容量離心機、微量離心機。落地式的處理容量大體積大，迷你離心機處理容量小體積小。
可以根據實(shí)驗目的和實(shí)驗需要，選擇不同容量、不同轉速、不同溫度控制的離心機。
　　三、離心機轉頭
轉子是離心機的主要配件。簡(jiǎn)單的說(shuō)，可以將離心機分為主機和可拆卸的轉子（轉頭）兩部分，一個(gè)多功能主機通?？梢耘涠鄠€(gè)轉子，靠不同型號的轉子來(lái)滿(mǎn)足不同的需要來(lái)實(shí)現其“多功能”的,這樣可以有效的降低采購成本，但是選購的時(shí)候需要注意選擇轉子拆裝方便的離心機，一般的離心機轉子與主軸直接配合，廠(chǎng)家為了降低噪音往往把主機和轉子的配合度做得相當高，但這樣最大的弊端就是轉子容易與主軸咬死造成拆卸不方便，另外，這種轉子與電機的配合方式還存在很強的方向性，當轉子方向與電機主軸配合發(fā)生偏移時(shí)會(huì )造成較大的噪音影響整機的使用壽命，嚴重的話(huà)將會(huì )造成主軸斷裂，轉子爆炸。最常用的轉子包括固定角轉子和水平轉子。轉子選配越齊當然功能越全，所以選擇轉子通常根據常用樣品的容量及離心的條件選擇，通常水平轉頭和角轉頭各一個(gè)，大容量(相對較低速)的轉子和小容量高轉速的轉子各一個(gè)，再根據工作中的不同需要選擇其他轉子。

⑴ 角式轉頭：角式轉頭是指離心管腔與轉軸成一定傾角的轉頭。它是由一塊完整的金屬制成的，其上有4～12個(gè)裝離心管用的機制孔穴，即離心管腔，孔穴的中心軸與旋轉軸之間的角度在20～40度之間，角度越大沉降越結實(shí)，分離效果越好。這種轉頭的優(yōu)點(diǎn)是具有較大的容量，且重心低，運轉平衡，壽命較長(cháng)，顆粒在沉降時(shí)先沿離心力方向撞向離心管，然后再沿管壁滑向管底，因此管的一側就會(huì )出現顆粒沉積，此現象稱(chēng)為“壁效應”，壁效應容易使沉降顆粒受突然變速所產(chǎn)生的對流擾亂，影響分離效果。
角轉子中的離心管能夠保持固定的角度離心，可以使用較高的轉速，離心后沉淀位于管底的斜面。較大容量的轉子通?？梢耘洳煌?ldquo;適配器”來(lái)“固定”小容量的樣品管，例如6 x 85ml的轉子每孔可以放置85ml的離心管，也可以放50ml或者15—20ml的離心管，實(shí)現一物多用；但是由于重量的負擔，大容量轉子的最高轉速相對小的要低一些，因而還要考慮最高離心力是否能滿(mǎn)足實(shí)驗要求。最高轉速的轉頭通常是適配2ml離心管的轉子，有時(shí)一個(gè)轉子的價(jià)格就幾乎可以買(mǎi)多一個(gè)小離心機，可以另外購置小型臺式高速離心機，這樣還可以減少昂貴設備的損耗。有的小型臺式的高速離心機也提供大小不同的固定角轉子（分別配合0.5ml和2ml/1.5ml離心指管，其實(shí)，除非是經(jīng)常固定使用0.5ml離心管且每次離心的樣品量比較大，一般選擇一個(gè)2ml/1.5ml轉子，配合適配器（有適合0.2ml、0.4ml、0.5ml管的適配器）就可以滿(mǎn)足需要。
角轉子配的蓋子有助于減少摩擦、降低噪音和防止意外，使用角轉子一定要蓋蓋，如未蓋離心腔內會(huì )產(chǎn)生很大的渦流阻力和摩擦升溫，這等于給離心機的電機和制冷機增加了額外負擔，影響離心機的使用壽命。另外有一種氣密性轉子可以進(jìn)行氣密性離心，防止意外泄漏，對于改善實(shí)驗環(huán)境很重要。

⑵ 水平式轉頭：這種轉頭是由吊著(zhù)的4或6個(gè)自由活動(dòng)的吊籃（離心套管）構成。當轉頭靜止時(shí)，吊桶垂直懸掛，當轉頭轉速達到每分鐘200到800轉時(shí)，吊桶蕩至水平位置，這種轉頭最適合做密度梯度區帶離心，其優(yōu)點(diǎn)是梯度物質(zhì)可放在保持垂直的離心管中，離心時(shí)被分離的樣品帶垂直于離心管縱軸，而不像角式轉頭中樣品沉淀物的界面與離心管成一定角度，因而有利于離心結束后由管內分層取出已分離的各樣品帶。其缺點(diǎn)是顆粒沉降距離長(cháng)，離心所需時(shí)間也長(cháng)。
水平轉子配有4或6個(gè)吊籃，靜止時(shí)垂直掛在轉子上，吊籃有不同的適配器以滿(mǎn)足不同容量的離心管的需要。當轉子轉速超過(guò)600rpm后離心管達到水平位置，樣品沉降方向是沿離心管軸向移動(dòng)，最后沉降在管底，便于收集。因為不如固定角轉子穩固，水平吊籃最高轉速相比固定角轉子要低很多，限于低速離心的范圍。吊籃有不同的適配器，可以放置各種類(lèi)型的離心管，甚至滿(mǎn)足平板離心的需要——例如一些品牌的大容量離心機可配多用途適配器，使得多個(gè)微孔板或者培養板、深孔板、PCR板、玻片盒、大規模核酸純化試劑盒的純化板、甚至細胞培養瓶的離心可以和大容量的離心瓶公用同一個(gè)水平轉子，有助于節約經(jīng)費同時(shí)滿(mǎn)足多樣化的需求。所以說(shuō)選擇適配范圍越寬的轉子越好。
水平轉子可以使離心沉淀在管底而非管壁的斜面上，但是水平轉子的轉速往往較同型號的固定轉子慢很多.

⑶ 區帶轉頭：區帶轉頭無(wú)離心管，主要由一個(gè)轉子桶和可旋開(kāi)的頂蓋組成，轉子桶中裝有十字型隔板裝置，把桶內分隔成四個(gè)或多個(gè)扇形小室，隔板內有導管，梯度液或樣品液從轉頭中央的進(jìn)液管泵入，通過(guò)這些導管分布到轉子四周，轉頭內的隔板可保持樣品帶和梯度介質(zhì)的穩定。沉降的樣品顆粒在區帶轉頭中的沉降情況不同于角式和外擺式轉頭，在徑向的散射離心力作用下，顆粒的沉降距離不變，因此區帶轉頭的“壁效應”極小，可以避免區帶和沉降顆粒的紊亂，分離效果好，而且還有轉速高，容量大，回收梯度容易和不影響分辨率的優(yōu)點(diǎn)，使超離心用于制備和工業(yè)生產(chǎn)成為可能。區帶轉頭的缺點(diǎn)是樣品和介質(zhì)直接接觸轉頭，耐腐蝕要求高，操作復雜。

⑷ 垂直轉頭：其離心管是垂直放置，樣品顆粒的沉降距離最短，離心所需時(shí)間也短，適合用于密度梯度區帶離心，離心結束后液面和樣品區帶要作九十度轉向，因而降速要慢。

⑸ 連續流動(dòng)轉頭：可用于大量培養液或提取液的濃縮與分離，轉頭與區帶轉頭類(lèi)似，由轉子桶和有入口和出口的轉頭蓋及附屬裝置組成，離心時(shí)樣品液由入口連續流入轉頭，在離心力作用下，懸浮顆粒沉降于轉子桶壁，上清液由出口流出。
越來(lái)越多新型轉子應新的需要而誕生。轉子的材質(zhì)也從重量輕、強度高、造價(jià)低的鋁合金不斷創(chuàng )新，出現了碳纖維轉子、塑料轉子等等超輕轉子，還有采用鋁合金模具壓成空心角轉從而有效減輕重量，從而減輕電機的負荷及增加樣品的容量?，F在的轉子和適配器、蓋子多數都可以直接高溫消毒，抗腐耐溫性也大大提高，可以滿(mǎn)足特殊的需要。不過(guò)轉子在高速運轉時(shí)，內部會(huì )產(chǎn)生離心應力，因而都有一定的使用極限，需要參照說(shuō)明書(shū)正確保管和使用。當離心應力超過(guò)一定的限度后，將引起轉頭過(guò)早損壞，甚至發(fā)生意外，應嚴格遵循廠(chǎng)家的說(shuō)明。

臺式高速冷凍離心機 赫西3H24RI

四、市面上的離心機品牌

進(jìn) 口離心機品牌：
Eppendorf艾本德
ThermoFisher賽默飛
Beckman貝克曼
Hitachi日立
SIGMA西格瑪
Hettich海蒂詩(shī)
HealForce力康
Kubota久保田
Herolab德國HEROLAB
hermle賀默

國產(chǎn)實(shí)驗室離心機品牌：
湘儀
赫西
安亭
飛鴿
中佳科大
平凡
湘智
凱達
英泰
盧湘儀