離心機的六點小知識

　　離心機是應用離心力分離液體中的混合物的設備，它通過使物體圍繞固定軸旋轉運動，從而分離不同密度的液體或液體與固體。

　　離心機是相對簡單的儀器，但維護起來卻很麻煩。大多數與離心機有關的故障都是由于用戶的錯誤操作而造成的，許多機器也因錯誤操作而有所損害。因此，了解我們在離心過程中需要遵守或者所做的事情，避免損壞儀器和保持離心機在實驗室中的長久保存，是非常重要的。

　　平衡

　　離心機工作時，轉子旋轉會非常快，從而產生極大的離心力，因此在旋轉過程中適當地平衡轉子是至關重要的，特別是當轉子裝載上樣品后的整體平衡。轉子的任何不平衡，包括將離心機放置在不平整或傾斜的工作臺平面上，都會引起異常的振動，進而損壞轉子。

　　由于離心過程中產生的離心力與樣品質量和加速度成正比，因此在高速情況下精確的平衡變得尤為重要。在較高的RCF下，即使是樣品質量的輕微變化不同也會導致轉子巨大的不平衡。

　　不管離心機的轉子是固定角度還是水平擺動，平衡時要考慮的兩個重要因素包括樣品量和離心管的對稱排列。重要的是要確保所有試管中的樣品量相等，并且試管在離心機中直接相對放置）。如果溶液的密度不一樣（如丙酮和水），試管的質量應該相等，而不是體積相等，才能正確平衡。如果是水平擺動轉子，則要確保所有槽中的轉子搖籃與機器相適應，并且重量相同。

　　RPM和RCF

　　RPM（每分鐘轉數）和RCF（相對離心力或g力）通常用來描述離心速度。RCF指的是施加在樣品上的加速度，例如10000g意味著10000倍地球引力。轉速RPM不是很有效的單位，因為離心力隨機器半徑的變化而變化（半徑越大，在相同的轉速下，施加在樣品上的加速度越大），RCF與轉子的半徑和RPM的平方成正比，因此轉速設置需要轉換為RCF，以確保提供正確的離心力。

　　時間、速度和離心

　　離心速度的選擇取決于樣品中顆粒的大小，顆粒越小，離心速度越高，例如，細菌細胞的造粒速度（2000-10000g）高于哺乳動物細胞。由旋轉的轉子產生的相對離心力（RCF）是相對于地球引力而言的，因此也被稱為G力。作用在顆粒上的G力與旋轉速度成指數關系，由于RCF與RPM的平方關系，10000RPM 5分鐘的離心速度和5000RPM 10分鐘的離心速度的效果是不能等同的。前者產生的RCF比后者大得多。

　　離心和溫度

　　離心過程一般會產生熱量，因為分子的運動和與空氣的摩擦，導致離心機內的溫度上升，從而影響樣品的穩定性。影響離心機內部溫度的主要因素有三個：轉子材料、轉子形狀和離心的速度。

　　轉子材料：如鋼和鋁具有高密度和高導熱性的特點，這些能有效地傳遞熱量，迅速冷卻。聚合物和碳纖維等材料是低密度材料(隔熱材料)，則有助于保持恒溫。

　　轉子形狀：決定了離心機內的氣流。通過轉子形狀設計來優化離心機內的氣流，這對維持溫度至關重要。

　　離心的速度：離心速度與上升溫度是成正比的。在更高的速度下，會有更多的熱量產生。

　　升溫的程度很大程度上取決于轉子的最大速度和形狀。重要的是要了解離心機的最大轉速和保持溫度范圍不會改變實驗結果的速度范圍。

　　加速和減速

　　許多離心機提供控制減速設置(制動剎車)的選項，使其更快地停止，以及對樣品結果的影響。

　　在涉及核酸提取或細菌細胞造粒的離心過程中，制動是特別有用的，因為這些過程不受突然停止的影響。對突然減速較為敏感的實驗，如分離外周血單個核細胞和梯度離心，制動則會導致分離層重新混合。

　　因此，具有不同加速/減速設置的離心機為用戶提供了調整加速和減速速度的選項，并更加輕松地優化實驗操作。

　　離心顆粒位置

　　離心機的應用之一是將細菌細胞、哺乳動物細胞或核酸分離制成顆粒狀。轉子的角度決定了顆粒的位置。在水平擺動轉子的情況下，顆粒在離心管的底部形成，在固定角度轉子的情況下，顆粒則與離心管成一定角度（如上圖）在管底部存在。

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