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RumA Reinigungstechnik Zentrifugen- und Anlagenbau GmbH

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離心機(jī)RumA Reinigungstechnik Zentrifugen- und Anlagenbau GmbH

離心的主要原理，液體中的顆粒在重力的作用下以一定的速率向下移動(dòng)，顆粒移動(dòng)的速率往往與顆粒的大小與密度相關(guān)，這樣就出現(xiàn)了顆粒的沉降運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然前提是顆粒的密度必須大于液體的密度。

離心即是利用高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重力的離心力，從而加速顆粒沉降的一種技術(shù)。

左列為半徑標(biāo)尺，右列為轉(zhuǎn)速標(biāo)尺，連接半徑與轉(zhuǎn)速的直線與中間RCF表尺的交匯點(diǎn)，就可得到相對(duì)離心力。

注意，若已知的轉(zhuǎn)數(shù)值處于rpm標(biāo)尺的右邊，則應(yīng)讀取RCF標(biāo)尺右邊的數(shù)值，轉(zhuǎn)數(shù)值處于rpm標(biāo)尺左邊，則應(yīng)讀取RCF標(biāo)尺左邊的數(shù)值。

轉(zhuǎn)頭的k值（又稱(chēng)k因子或k系數(shù))

用以衡量轉(zhuǎn)頭的沉淀效率

轉(zhuǎn)頭出廠時(shí)都計(jì)算了制備型轉(zhuǎn)頭的k值

廠家提供的轉(zhuǎn)頭k值都是在轉(zhuǎn)頭運(yùn)行至轉(zhuǎn)速，離心管裝滿樣品時(shí)計(jì)算得到的。

轉(zhuǎn)頭的k值（又稱(chēng)k因子或k系數(shù))

用以衡量轉(zhuǎn)頭的沉淀效率

如果該轉(zhuǎn)頭不是在轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，或者樣品沒(méi)有裝滿，又或者換用了其他更小的離心管（例如g-MAX管等），相應(yīng)k值都會(huì)發(fā)生改變，相應(yīng)離心所需的時(shí)間也需要重新計(jì)算。

綜上所述，k因子已經(jīng)綜合考慮了離心的轉(zhuǎn)速、相對(duì)離心力以及樣品在小半徑和大半徑等位置的受力改變情況，還有顆粒沉降的行程等因素，是計(jì)算離心時(shí)間、評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)頭離心效率的準(zhǔn)確和重要指標(biāo)。

沉降系數(shù)（S，Svedberg）

S就是單位離心加速度的作用下顆粒移動(dòng)的速度

由于大部分的生物大分子的沉降系數(shù)都在10-11-10-13s（秒）范圍內(nèi)，故定義了沉降系數(shù)的單位S，1 S = 1 x 10-13s（秒）。S值經(jīng)常被用來(lái)描述生物大分子（如核酸、蛋白）和一些大分子復(fù)合物（如核糖體、核糖體亞基）

蛋白的沉降系數(shù)在1-20S之間，核酸的沉降系數(shù)在5-100S之間，亞細(xì)胞器的沉降系數(shù)則更大，基本在幾百S到幾千S之間。

離心轉(zhuǎn)頭（也叫轉(zhuǎn)子）是離心機(jī)分離樣品的核心部件，它的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)頭的材料及強(qiáng)度有關(guān);

要達(dá)到良好的分離效果，轉(zhuǎn)頭的選擇非常重要。離心機(jī)的轉(zhuǎn)頭有四種常見(jiàn)類(lèi)型，分別是定角轉(zhuǎn)頭、水平轉(zhuǎn)頭、垂直轉(zhuǎn)頭、近垂直轉(zhuǎn)頭;

還有一些針對(duì)特殊應(yīng)用的特殊轉(zhuǎn)頭，主要包括連續(xù)流轉(zhuǎn)頭、區(qū)帶轉(zhuǎn)頭和淘洗轉(zhuǎn)頭等。

1.定角轉(zhuǎn)頭

在離心過(guò)程中，離心管與軸之間的角度是固定的，通常在20度到45度之間。

離心時(shí)，樣品會(huì)首先沉淀到離心管側(cè)壁，然后下滑至離心管的外側(cè)底部聚集。

定角轉(zhuǎn)頭的沉降效率高，有非常好的適用性，容量范圍也很廣。主要用于各種不同體積的樣品的沉淀離心。

定角轉(zhuǎn)頭是應(yīng)用廣泛的轉(zhuǎn)頭

2.水平轉(zhuǎn)頭

在離心過(guò)程中，離心管與軸之間的角度從開(kāi)始0度變成90度，停止時(shí)又成為0度。由于其長(zhǎng)的通徑，可以得到好的純度；可以使用開(kāi)口離心管，裝卸樣品量較大。

水平轉(zhuǎn)頭主要用于大體積樣品分離及密度梯度離心。自我平衡修正技術(shù)在水平轉(zhuǎn)頭上的應(yīng)用給一些特殊樣品的分離帶來(lái)了方便（如臨床上離心*），自我修正平衡范圍可達(dá)50-100g。

3.垂直轉(zhuǎn)頭

分離機(jī)理與固定轉(zhuǎn)頭相似，但與軸之間的角度為0度。

其分離效率，樣品密度可達(dá) 1.7g/ml，兩個(gè)小時(shí)就可以完成質(zhì)粒DNA的分離。

垂直轉(zhuǎn)頭用于超速離心機(jī)中，可用于等密度的質(zhì)粒DNA的分離、亞細(xì)胞器片段的等密度分離、受體和酶的速率區(qū)帶分離、脂蛋白的等密度分離等。

4.近垂直轉(zhuǎn)頭

其設(shè)計(jì)基于垂直轉(zhuǎn)頭，彌補(bǔ)沉淀回收率的不足，離心管與軸之間的角度小于10度。

近垂直轉(zhuǎn)頭可承受與垂直轉(zhuǎn)頭同樣的速度，但可以達(dá)到固定轉(zhuǎn)頭所能達(dá)到的分離樣品的純度。分離較快，而且密度可達(dá)1.7g/ml?？蓱?yīng)用于等密度的DNA分離及等密度的脂蛋白分離等。

四種常見(jiàn)的轉(zhuǎn)頭類(lèi)型在樣品的分離純度和離心效率上各有取舍優(yōu)劣，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要選擇合適的轉(zhuǎn)頭。

一般來(lái)說(shuō)，臺(tái)式離心機(jī)和落地高速離心機(jī)都以定角轉(zhuǎn)頭和水平轉(zhuǎn)頭為主

超速離心機(jī)上如果涉及一些需要超長(zhǎng)離心時(shí)間的實(shí)驗(yàn)（例如等密度梯度離心），則可選擇垂直或近垂直轉(zhuǎn)頭來(lái)提高實(shí)驗(yàn)的效率。

1、連續(xù)流轉(zhuǎn)頭

含有顆粒的液體（樣品）可以連續(xù)地流進(jìn)正以選定速度運(yùn)行的轉(zhuǎn)頭，顆粒從液流中沉淀下來(lái)而無(wú)顆粒的液體流出。

連續(xù)流離心是一種省時(shí)的實(shí)驗(yàn)方法，可在離心力較高的條件下離心，而且不需耗費(fèi)許多時(shí)間灌注或傾倒數(shù)目眾多的離心管。

普遍用于生物樣品的分離，包括細(xì)菌的收集，病毒的純化和濃縮等。

3、淘洗轉(zhuǎn)頭

離心力與介質(zhì)流力同時(shí)作用在細(xì)胞上，介質(zhì)流力把小細(xì)胞推向中心，離心力把大細(xì)胞往外推，當(dāng)離心力與流力相等時(shí)，細(xì)胞停止移動(dòng)；

當(dāng)平衡破壞時(shí)，細(xì)胞開(kāi)始移動(dòng)，通過(guò)改變流速或離心力收集細(xì)胞。

淘洗離心是一種高效的把不同大小的細(xì)胞進(jìn)行分離的方法。

塑料離心管

塑料離心管的優(yōu)點(diǎn)是透明或者是半透明的，它的硬度小，可用穿刺法取出梯度。缺點(diǎn)是易變形，抗有機(jī)溶劑腐蝕性差，使用壽命短。

塑料離心管可以配有管蓋，它的作用是防止樣品外泄，尤其是用于有放射性或強(qiáng)腐蝕性的樣品時(shí)防止樣品外泄是很重要的一點(diǎn)；管蓋還有一個(gè)作用是防止樣品揮發(fā)以及支持離心管，防止離心管變形。在挑選這一點(diǎn)的時(shí)候還要注意檢查管蓋是否嚴(yán)密，在試驗(yàn)時(shí)能否蓋嚴(yán)，以到達(dá)倒置不漏液。

塑料離心管中，常用材料有聚乙烯(PE)，聚碳酸酯(PC)，聚丙烯(PP)等，其中聚丙烯PP管性能會(huì)相對(duì)較好，所以，我們?cè)谔暨x塑料離心管時(shí)盡可能的考慮聚丙烯的塑料離心管

PA（Polyallomer）材質(zhì)離心管：半透明材質(zhì)，厚壁或薄壁的指封管和開(kāi)口管。能耐部分酸堿和有機(jī)溶劑，可以121℃高壓消毒。
PC（Polycarbonate）材質(zhì)離心管：透明、耐用、硬度好，用于厚壁的離心瓶。不耐酒精，高壓滅菌會(huì)降低壽命。
UC（Ultra-Clear）材質(zhì)離心管：超凈，薄壁的快封管和開(kāi)口管。不可高壓滅菌，不耐油。
PP（Polypropylene）材質(zhì)離心管：半透明材質(zhì)，多用于高速離心機(jī)，其性能與PA管相似。

玻璃離心管 
使用玻璃管時(shí)離心力不宜過(guò)大，需要墊橡膠墊，防止管子破碎，高速離心機(jī)一般不選用玻璃管。
離心管蓋子封閉性不夠好，液體就不能加滿（針對(duì)高速離心機(jī)且使用角轉(zhuǎn)頭）以防外溢，失去平衡。外溢后果是污染轉(zhuǎn)頭和離心腔，影響感應(yīng)器正常工作。
超速離心時(shí)，液體一定要加滿離心管，因?yàn)槌x需要抽高真空，只有加滿才能避免離心管變形

鋼制離心管
鋼制離心管強(qiáng)度大，不變形，能抗熱，抗凍，抗化學(xué)腐蝕，它的應(yīng)用也是相當(dāng)廣泛；
但使用時(shí)同樣也應(yīng)避免接觸強(qiáng)腐蝕性的化學(xué)藥品，如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等，盡量避免這些化學(xué)物質(zhì)的腐蝕。

轉(zhuǎn)頭和蓋是否干凈，有無(wú)劃痕、變形或損傷
檢查密封圈，密封圈要經(jīng)常涂真空密封脂，在轉(zhuǎn)頭螺紋上涂潤(rùn)滑油
確認(rèn)離心管材質(zhì)的化學(xué)耐受性，材質(zhì)的化學(xué)試劑耐受性與實(shí)驗(yàn)需求兼容
根據(jù)轉(zhuǎn)頭手冊(cè)選擇合適的離心管
測(cè)速盤(pán)是否干凈和損傷：如不干凈，需用酒精清潔并等干燥后使用；如有損傷，請(qǐng)更換測(cè)速盤(pán)（超離）
樣品配平

離心樣品需要軸對(duì)稱(chēng)放置，對(duì)稱(chēng)離心管中溶液應(yīng)等密度、等體積，以保證離心時(shí)對(duì)稱(chēng)樣品的重心相同。