生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中離心機(jī)的種類與選擇
發(fā)布時(shí)間：2024-10-12 瀏覽次數(shù)：576
離心機(jī)是一種常用的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，用于分離混合物中的固體顆?；蛞后w成分。離心機(jī)廣泛應(yīng)用于醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室、科研機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室、食品藥品檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室、食品衛(wèi)生實(shí)驗(yàn)室等各種實(shí)驗(yàn)室。
離心是集中作用于所有不同密度粒子的自然力以加速自然分離過程的過程。它是通過試管中的密度來分離顆粒的?？梢允褂眠^濾或沉降方法進(jìn)行離心。離心分離的核心是通過沉降分離。較密集的顆粒沉入容器底部，而較輕的顆粒保持懸浮。離心將置換密度甚至略有不同的顆粒，并受以下四個(gè)因素的影響：樣品和溶液的密度，溫度和粘度，粒子位移的距離，旋轉(zhuǎn)速度。
01離心機(jī)種類
根據(jù)進(jìn)樣方式分為連續(xù)離心機(jī)和非連續(xù)流離心機(jī)(分批離心機(jī))
連續(xù) ( 流 ) 離心機(jī)：進(jìn)樣是連續(xù)進(jìn)行的
非連續(xù)離心機(jī)(分批離心機(jī))：裝一次樣品后離心處理一次。
根據(jù)是否帶制冷功能分為常溫型離心機(jī)、冷凍型離心機(jī)和升溫型離心機(jī)。
常溫離心機(jī)：占地面積小，離心期間樣品溫度會(huì)因摩擦生熱而上升。
冷凍離心機(jī)：后面或側(cè)面裝有壓縮機(jī)以進(jìn)行主動(dòng)冷卻，占地面積比非冷凍型大，在離心結(jié)束后不會(huì)自動(dòng)打開離心機(jī)蓋，根據(jù)不同的壓縮機(jī)性能，可以在不同時(shí)間內(nèi)將離心機(jī)冷卻至所需溫度。也可在長時(shí)間高速離心后仍保持設(shè)定溫度。
升溫型離心機(jī)： 部分特殊型號(hào)的離心機(jī)有加熱功能，可以主動(dòng)給樣品加熱，保證樣品活性和質(zhì)量。
不同的樣品分離時(shí)所需離心力不同，因此根據(jù)相對(duì)離心力大小可以將離心機(jī)分為低速離心機(jī)(≤6000r/min)、高速離心機(jī)(≤25000r/min)、超高速離心機(jī)(≥30000r/min)
低速離心機(jī)：當(dāng)物料的粒徑在1微米到50微米之間時(shí)，可以用低速離心機(jī)進(jìn)行分離。通常用于細(xì)胞或者血液離心，最高離心力在幾百到幾千不等
高速離心機(jī)：能達(dá)到的離心力在 10,000 ~30,000 × g 。分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)最常用的離心力范圍是 14,000 - 20,000 × g，病毒和細(xì)胞器的離心分離等應(yīng)用需要 30,000 × g 的離心力。高速離心對(duì)離心管品質(zhì)有較高要求。蛋白、核糖體、細(xì)菌溶解產(chǎn)物、病毒等物質(zhì)的離心分離以及質(zhì)譜用樣品的制備，建議使用可耐受高離心力的離心管。分離直徑約0.1～1微米的動(dòng)植物組織中的病毒等物質(zhì)時(shí)，推薦使用轉(zhuǎn)速為10000～20000轉(zhuǎn)，離心力約10000轉(zhuǎn)的高速冷凍離心機(jī)。
超速離心機(jī)：離心力達(dá)到 30,000 × g 以上。通常需要配備特殊的轉(zhuǎn)子或者離心管來實(shí)現(xiàn)高速和高離心力。分離直徑約0.002～0.1微米的各種蛋白質(zhì)、DNA、RNA等成分時(shí)，需要超速離心機(jī)，轉(zhuǎn)速在40000轉(zhuǎn)/分以上，離心力要達(dá)到100000g～400000g。
根據(jù)離心機(jī)的大小，可放在工作臺(tái)上的稱為臺(tái)式離心機(jī)，可放在地面上的稱為落地式離心機(jī)。
落地式離心機(jī)：至少需要 1 平米的占地面積，可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)臺(tái)面空間，主要用于高速或大容量離心
臺(tái)式離心機(jī)： 臺(tái)式離心機(jī)有多種規(guī)格尺寸。根據(jù)尺寸分為以下2 類：
多功能離心機(jī)：離心腔體大、轉(zhuǎn)子種類多。并提供多種規(guī)格和類型的適配器可供選擇。最大可耐受離心力主要取決于離心耗材的性能
小型離心機(jī)：適用于微量離心管，占地面積小， 離心力為14,000 - 30,000 × g，最多可以離心 48 個(gè) 1.5/2.0 mL 微量離心管。部分型號(hào)還可以離心 15/50 mL 離心管或者 SBS 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的工作板。一般均提供冷凍和常溫兩種版本。
02 離心原理
在離心力作用下，混合物質(zhì)由于密度差異而沉積分離。離心時(shí)間由物質(zhì)的密度和施加的離心力決定：
密度越大，越快沉降到達(dá)管底 ( 密度 = 質(zhì)量 / 體積 )
離心力越大，離心分離時(shí)間越短
離心分離按照應(yīng)用可分為離心沉降和離心過濾兩種。
● 離心沉降
利用懸浮液(或乳濁液)密度不同的各組分在離心力場(chǎng)中迅速沉降分層的原理，實(shí)現(xiàn)液 - 固或液 - 液 ( 相 ) 分離。日常實(shí)驗(yàn)應(yīng)用有沉淀離心、密度梯度離心、等密度梯度離心等。
● 沉淀離心
是離心機(jī)最常見的應(yīng)用，即通過離心使固體集聚沉淀在離心管底部從而與液體 ( 上清液 ) 分開。在相分離的過程中，溶質(zhì)從分散狀態(tài)或者溶液介質(zhì)中轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中 ( 來進(jìn)行化學(xué) / 分子生物學(xué)分析 )。
● 等密度梯度離心
是指在離心力場(chǎng)下，在密度梯度介質(zhì)中，顆粒移動(dòng)到與它們各自的密度恰好相等的位置，形成一系列密度區(qū)，從而使不同密度的物質(zhì)得到分離。
● 離心過濾
使懸浮液在離心力場(chǎng)下產(chǎn)生的離心壓力，作用在過濾介質(zhì)上，使液體通過過濾介質(zhì)成為濾液，而固體顆粒被截留在過濾介質(zhì)表面，從而實(shí)現(xiàn)液 - 固分離。例如超濾膜離心分離純化大分子物。
03 如何選擇合適的離心機(jī)
離心前請(qǐng)確保與參考實(shí)驗(yàn)方案使用相同類型的轉(zhuǎn)子、相同的相對(duì)離心力、離心溫度以及離心時(shí)間?？偟膩碚f，要想成功離心，主要參考以下參數(shù)：
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