幾乎每個實(shí)驗(yàn)室都會用到的離心機(jī)是一種稍大型的儀器，每個實(shí)驗(yàn)室都會配置一到兩臺甚至數(shù)臺。大家對離心機(jī)并不陌生，只是可能只了解其中少數(shù)種類。整理一些關(guān)于離心機(jī)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(dāng)于地球重力的倍數(shù)，單位是重力加速度g（980cm/s2）。
 
    RCF = ma/mg = mω2r2/mg = ω2r2/g  
∵ω = 2πΧ （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(jī)的離心管從管口至管底的各點(diǎn)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，即最大半徑rmax和最小半徑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(xué)，因?yàn)樗梢哉鎸?shí)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。
 
二、離心機(jī)的種類 
 
    離心機(jī)按用途分為工業(yè)用離心機(jī)和實(shí)驗(yàn)用離心機(jī)。后者根據(jù)功能又分為制備性離心機(jī)和分析性離心機(jī)。制備性離心機(jī)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(shí)驗(yàn)室配備的離心機(jī)種類。分析性離心機(jī)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(xué)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(jī)。此處只介紹幾種制備性離心機(jī)，分析性離心機(jī)將在以后同大家一起分享。
 
    制備性離心機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)速可分為普通離心機(jī)、高速離心機(jī)、超速離心機(jī)等。具體如下：
 
1、普通離心機(jī) 
 
    最大轉(zhuǎn)速6000rpm左右，最大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(yán)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(xì)胞等。在細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室常常能見到，一般購買國產(chǎn)產(chǎn)品即可，如湖南湘儀牌、上海飛鴿牌等。
 
2、高速離心機(jī)
 
    轉(zhuǎn)速為2000-25000rpm，最大RCF為89000×g，最大容量可達(dá)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(yán)格準(zhǔn)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(xì)胞碎片、大細(xì)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(xì)胞器或單個分子。高速離心機(jī)是實(shí)驗(yàn)室中最常見的離心機(jī)類型，一般的分子實(shí)驗(yàn)室都會配備，比較好的品牌有艾本德（eppendorf）、賽默飛世爾（thermofisher）、西格瑪（sigma）等，價格一般在幾萬至幾十萬。
 
3、超速離心機(jī)  
  
    轉(zhuǎn)速可達(dá)50000-80000rpm，RCF最高可達(dá)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(yán)格配平（誤差＜0.1g）。與高速離心機(jī)的主要區(qū)別是增加了真空系統(tǒng)。常用于分離亞細(xì)胞器、病毒、核酸、蛋白質(zhì)和多糖等。超速離心機(jī)一般只有大型實(shí)驗(yàn)室或公共平臺才有能力購買，價格幾十萬甚至上百萬。

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