发布时间:2025-02-06 21:12:23
离心机的历史发展体现在其结构和离心方法的不断创新。从最初的几十转速的手摇式电动机,到如今的几十万转速的变频、变速超高速离心机,技术经历了显著的进步。在二十世纪初,离心机的转速仅能达到低速水平,但到了20世纪20年代,高速离心机开始生产。70年代,高速变频离心机的研发推出,80年代则通过将变频电机与微型计算机结合,实现了离心技术的成熟与完善,满足了各行业研究和医学应用的需求。
离心现象是指物体在离心力场中的沉降运动,而离心技术则是利用这一现象进行物质分析和分离的技术。离心机的运作原理是利用离心力以及物质的沉降系数或悬浮密度的差异来实现物质的分离、浓缩和提纯。悬浮液在高速旋转下,由于强大的离心作用,微小颗粒会以一定速度沉降,从而实现溶液的分离。颗粒的沉降速度受离心机转速、颗粒质量、大小和密度的影响。
离心力的大小等于离心加速度与颗粒质量的乘积。相对离心力(RCF)是指在离心力场中,作用于颗粒的离心力相当于地球重力的倍数,通常以“g”表示。不同离心机转子的半径或离心管至旋转轴中心的距离不同,因此离心力也不同。文献中常用“相对离心力”或“数字×g”来表示离心力。在相同的RCF值下,不同离心机上可以获得相同的结果。
低速离心时,相对离心力常以转速“rpm”表示,而高速离心时则以“g”表示。液体中的微粒在重力场中的分离可以通过静置来实现,较重的微粒会因重力作用而下沉,这一现象称为重力沉降。微粒在液体介质中的沉降会受到介质的浮力、介质阻力及扩散现象的影响。
离心机根据应用领域和特性有不同的分类。例如,低速离心机主要用于血浆、血清的分离以及脑脊液、胸腹水、尿液等有形成分的分离。而高速(冷冻)离心机则用于分子生物学中的DNA、RNA分离,以及生物细胞、悬浮液及胶体溶液的分离、浓缩、提纯。
在使用离心机时,安全是首要考虑的因素。应避免穿着宽松衣物和佩戴首饰,确保离心机平稳放置,不要用手停止旋转中的离心机,且在离心机运行时不要离开。清洗沉淀物时,应使用纯液体冲洗,并注意平衡问题,避免离心机剧烈晃动。
实验完毕后,正确移液也是关键步骤。应小心倾倒或使用吸管移走浮在固体表层的溶液,如固体未完全分离,则需重新进行离心。在使用移液管移走液体时,要确保管内无空气,并避免接触固体。取出样品时,要确保离心机已完全停止,小心地将固体从溶液中分离出来。如分离不完全,则需重新进行离心。