实验室离心机
实验室离心机是利用旋转转头产生的离心力,使悬浮液或乳浊液中不同密度、不同颗粒大小的物质分离开来,或在分离的同时进行分析的仪器。应用领域广泛,适用于化工、食品、制药、环保、采矿、教学等实验室使用。常用实验室离心机属于人工上部卸料三足离心机结构。
中文名 实验室离心机 外文名 laboratory centrifuge 功 能 物液分离 核 心 电机 原 理 离心力 应用场所 工业、医疗实验室等
设备介绍
实验室离心机,或实验用离心机,是专业用于实验分析的小型离心机。离心机是绕固定旋转轴旋转的物体受离心力产生模拟地球重力场的作用,使物体做沉降运动,从而对物质中的不同密度、不同分子t的级分进行分离的仪器设备。应用离心沉降进行物质的分析和分离的技术就称为离心技术。目前各种离心机和离心技术已广泛地应用到科学研究和生产部门,并已成为现代科学研究重要仪器设备之一。实验室离心机是生物学、医学、农学、生物工程、生物制药等行业科研与生产的***设备。
结构组成
通用实验室离心机在构造上与高速离心机基本相同,主要包括:驱动、各式转头、温度控制(低温机型)、整机控制4个主要部分。
驱动系统
采用无碳刷变频电机取代了直流串激电机是离心技术***的革命,随之而来的优点体现在:
(1)在不同转速都能输出扭矩,为开发一机多功能型的通用离心机提供了重要前提;
(2)维护简便,直流串激电机需定期更换碳刷(一般在100~1000h)给使用者带来诸多不便,而使用变频电机驱动部分维护主要是更换轴承,且周期延长;
(3)低噪声,免除了碳刷摩擦产生的高频噪声,在15000r/min运转时可控制在65dB以下,不需要安装在专门房间;且因没有了碳粉污染,还可在特定样品分离要求的无菌、无尘实验室内使用;
(4)起动速度快;
(5)电子不平衡检测;
(6)减小了整机体积、重量和功耗,故大多制作成台式机型。
离心转头
不同形式、不同技术性能的转头(Rotors)代表着离心功能,主要可概括为:
(1)高速转头多用铝合金制作,经计算机三维计算优化设计,具有体轻、转速高等优点;
(2)用碳纤维制造高速转头,容量大、重量轻、耐腐蚀性能强;
(3)开发出大离心力转头,缩短了某些难以分离生物样品的分离时间,减少了浓度扩散作用,提高了分离纯度和分辨率;
(4)角转头采取小倾角设计,兼有垂直转头沉降距离小、纵剖面面积大、分离时间短的优点,尤其适于质粒DNA、RNA分离。
控温系统
通用实验室离心机有低温控制和常温2种,但超过18000r/min的机型多为低温控制。低温控制多为一级压缩机无氟制冷,控温范围一般在-9℃~-40℃或-20℃~40℃,精度≤1℃。具有预冷(Pre-cooling)程序、待机状态可恒冷维持功能,以适应实验室机动性、连续性工作需要。
安全保护
具备自保护措施对离心机安全操作非常重要,如:自动锁盖、超温、过速、失平衡保护等,一旦发生误操作将发出提示声音报警。
产品分类
实验室离心机按结构形式可分为台式离心机、落地式离心机;按转速分类可分为低速离心机、高速离心机、超速离心机、超高速离心机,广泛应用于医疗、血站、高校、科研单位、生物制药、精细化工、农牧业、新材料、石油、食品、环保、基因工程等许多领域上。 [3]
实验室离心机按用途可分为工业用实验室离心机和医用实验室离心机。
工业用
工业用实验室离心机主要是用于各类研究机械,大学,企业实验室,小试阶段的数据采集和分析。通过对物料的适应性及分离各阶段的数据的集中分析和对比,方便在中试和批量生产阶段的生产和应用选型。
本机器外型美观,小巧灵活,可以直接放置在工作台上进行操作,与物料接触部位可采用各种材料进行制作或进行喷塑处理,以满足实验的需要。
其工作原理为通过离心力的加速作用,使颗粒沉降速度明显加快,并通过过滤介质,如滤布等进行分离工作。
目前有四种规格可供选择,分别为200过滤型、315过滤型、315沉降型、315过滤沉降一体机。设计转速:均为3000转。
其为台式人工上部卸料间隙操作过滤式离心机,适用于化工、食品、制药、环保、采矿、教学等实验室使用,可用来确定物料分离工艺参数,也可作为产品工艺试生产用。该离心机具有转速设定,分离时间设定等功能,可***用户在设定工艺参数下试验自动完成,确保试验重要性及工艺参数稳定性。符合GMP规范要求。
医用
医用实验室离心机主要用于医疗实验、医院、制药企业、生物研究所、精细化工等。
过滤型离心机的工作原理基本上是一致的,主要是通过离心力,将混合液甩向转鼓壁,液体通过转鼓壁上的小孔及内部的滤网流出,而固体由于颗粒较大,被滤网所截留,随着离心时间增加,积聚到转鼓内滤网的固体越来越多,达到要求后停机,取出固体进行观察,需要液体的则回收液体再进行处理。
沉降型实验离心机是通过固液体(或液液体)不同的比重差,比重较大的物料会先沉积在转鼓壁内侧,较轻的物料则在内侧形成液环,达到分离要求后,用***的撇液装置将内层液体抽出或通过不断加料,使其从上部档液板出自行溢出,从而完成一个工作循环。
医用实验室离心机的特点是:具有直流无刷电机,免维护;微电脑控制,可预选转速、时间、离心力,液晶显示,操作简便;10种升降速率供选择,可快速启动、快速停机;不锈钢容器室,预警报警功能,多种保护,***。是医疗卫生、食品、环保、科研、教学的优选离心设备。
选用注意点
转速
国产台式离心机根据转速的不同分为低速离心机(<10000rpm>10000rpm/min一30000rpm/min),超高速离心机(>30000rpm/min),每个离心机都有额定的转速。
转速指的是在空载情况下的转速,但转速根据转子种类的不同、样品质量的大小而有差别。例如:一个离心机的额定转速是16000rpm/min,说明在空载的时候转子每分钟旋转16000次,加上样品以后,转速肯定会小于16000rpm/min。转子的不同,转速也不同,一台离心机可选配多个转子,离心机分离效果主要取决的不是转速,而是离心力,所以有时候转速没达到要求,只要离心力能达标也是一样的,实验时能达到所需要的效果。
温度
有些样品(如蛋白质,细胞等)在高温环境下会破坏,这就要选择冷冻离心机,冷冻离心机都有额定的温度范围。离心机在高速运转的时候所产生热量和离心机的制冷系统平衡在一定温度(一般冷冻离心的样品需要保持在3℃~8℃),具体能达到多少也和转子有关,如一个离心机的额定温度范围为-20℃~40℃,装上水平转子在旋转的时候可以达到3℃左右,如果是角转子可能达到7℃左右,具体情况还是看设定的温度与转速以及转子决定。容量
每次需要离心多少个样品管,每个样品管需要多少容量,这些因素决定一个离心机的总容量,简单的来说离心机的总容量=每个离心管的容量×离心管个数,总容量和工作量的大小是相匹配的。
转子
实验室离心机的转子主要分为两种,水平转子:运转时吊蓝及试管处于水平状态,与转轴成直角,样品将沉淀集中于离心管的底部。角转子:离心容器与转轴成一固定角度,样品将沉淀集中于离心管底部及靠近底部的侧壁。如果希望分离的样品集中于离心管的底部就选择水平转子,如果希望样品集中于离心管的底部和靠近底部的侧壁上就要选择角转子。还有一些特殊试验或特殊样本需要特殊的转子如:大容量吊篮(多用于血站)、酶标板转子、载玻片转子、PCR转子、试管架转子和毛细管转子等。转子都有固定的规格,它是和离心机的容量结合起来的,如36×5ml的角转子,既决定了转子的类型也决定了离心机的容量,另外转子材质还分为工程塑料,不锈钢,铝合金,钛合金等材料,选材的不同直接决定了转子的价格,转速及使用寿命,所以转子的选择非常重要。
控制系统
台式实验室离心机都采用了微电脑控制系统,这些控制系统不但能确保离心机安全的运行还能自动完成工作任务。现在很多离心机都有较好的人性化的控制系统。比如:转子识别功能,安全锁功能,自动平衡功能,故障提示功能,加速和减速曲线等等。除以上几点之外还要注意一些细节和必要的配件。
维护注意事项
(1)离心机的安装应根据离心机的性能选择合作的地点放置,对一般低速离心机(台式)可放在平稳、坚固的台面上(它的底座都装有橡皮吸脚,借助于大气力压力及仪器本身的重量,紧贴于台面);
(2)大容量低速离心机和高速离心机和高速冷冻离心机要相应地安放在坚实的地面上,水平放置。选择合适的转头离心机工作前,应将负荷平衡,重量误差越小越好,否则会引起剧烈震动,损坏离心转子及转轴。
(3)离心器支架离心器分离支架必需安置离心管后运作,严禁空架运转。