一(yī).離心機的分類:
國際上(shàng)對離心機的分(fèn)類方法有三種:按用途分、按(àn)轉速(sù)分和按結(jié)構分。
按用途分類:分為製備型離心機和(hé)製備分析離心機。
製備型離心機:僅(jǐn)供分離濃縮,提純試(shì)樣(yàng)的(de)離心機。
製備分析離心機(jī):不但能分離濃縮、提純試樣,而(ér)且可以通過光學係統對試樣的(de)沉降過程進行觀察、拍照、測量、數字輸出、打印自動顯(xiǎn)示的離心機。
按轉速分類:分為低速離心機、高速(sù)離心機、超速(sù)離(lí)心機。
低速離心機:轉速在10000rpm以內或相對離心力在15000 ×g 以內。
高速(sù)離心機:轉(zhuǎn)速(sù)在10000∽30000rpm以內或相對離心力在15000∽70000 ×g以內。
超速離心機:轉速在30000rpm以上(shàng)或相對離心力在70000 ×g以上。
按結構分類:
一般在高速和(hé)低速離心機根據結構和功能(néng)進行(háng)分類,品種繁多,各廠家命(mìng)名也無統(tǒng)一標準。可分為台式離心機、多管微(wēi)量台式離心(xīn)機、細胞塗(tú)片離心機、血(xuè)液洗滌台式離(lí)心機、高速冷凍離心機、大容量低速冷凍離心機(jī)、低速冷凍(dòng)離心機、台式高速冷凍離心機(jī)、台(tái)式低速自動(dòng)平衡離心機等(děng)。另外(wài)國外還有三聯式(五聯式)高速冷凍(dòng)離心機,專作連(lián)續離心用。
二.轉子的分類應用及特(tè)點
轉子是離心機用於分離試樣的核心部件,轉子規(guī)格、品種的多少是(shì)衡量離心機生產技術掌握程度的(de)重要標誌,轉子(zǐ)一(yī)般可分為下列五大類:
固定角轉子(Eixed-Angle-Rotor):
主要用於(yú)分離沉降速度有明(míng)顯差異的顆粒樣(yàng)品。顆粒在(zài)扇形(xíng)溶地移動的距(jù)離(lí)很短,碰到外壁的顆粒沿著管壁滑到管底,形成沉澱,因此這種轉子能很快地(dì)收集沉澱物(wù)。分離過程中,由於管壁的作用,在離心管內將會引起強烈的對流,對具有相同(tóng)沉降速率的顆粒會產生(shēng)不良影響。
甩平轉(zhuǎn)子(Siwing-Bucket-Rotor):
主要用於(yú)樣品作密度梯度離心。顆粒移動距離長,溶液中的組分相對於管壁的位置在離心過(guò)程中(zhōng)和離心後不發生改變(biàn),因此離心效果好,但(dàn)因顆粒在離心場(chǎng)中是從(cóng)旋轉中沿徑向(xiàng)散離出去,而(ér)不是按相互平行的路線沉降。顆粒碰到外壁沿著管壁滑到管底,因此也(yě)會產生對流。(但比固定角(jiǎo)轉子小)低速時啟動或停機時會產生振(zhèn)動,影響分離效果,甩平轉子有敞(chǎng)開式和封閉式兩種,一般製備容量大,轉速小於10000RPM,離心力場在16000xg以內的(de),作(zuò)成敞開式,主要用於樣品的初分(fèn)離。製備容量(liàng)較前者小,轉速大於10000RPM,離心力場在16000xg以上的,為了減少風力的影響,一般作成封閉式,主要用於線粒體、葉綠體、細(xì)胞核等的分離和密(mì)度梯度離心。
連續離(lí)心轉子(Continuous-Flow-Rotor):
主要用(yòng)於懸浮介質中高速分離(lí)較(jiào)小的顆粒物質,如在培養基中分離細胞,在運轉過程中,懸浮樣品以一定(dìng)速度從轉子(zǐ)體中心流入離心池,由於溶液中的組分輕重(chóng)不同,在離(lí)心力場作用下,重粒子具有較(jiào)大的慣性離心力、沉降快,當流速增大(降低)到一定值時,重粒子將留在離心池外緣底部(bù),而介質將從出口流(liú)出並帶走較(jiào)輕的粒子,收集(jí)組分的(de)方(fāng)法是把組分衝洗出離心池或者留在轉子體(tǐ)內,這種轉子是利用離心淘析技(jì)術對整細胞或大的亞細胞粒子進(jìn)行分離,在無菌和低溫條件下,被分離的組(zǔ)分,能保持活性,回收率高(gāo)等優點。如果(guǒ)液流方向與離心力方向相反,即降(jiàng)低了粒子運行速度,相當於增長了運行(háng)距離,從而提高了分辨能力(lì)。
區帶轉子(Zonal-Rotor):
主要(yào)用於大容量的密度梯度離心,當實驗所需製(zhì)備的樣品量多(duō),而甩平轉子因受到量的限製(zhì)時,采用區帶(dài)離心是較好的。主要由帶(dài)有四塊葉片的轉子體和密封(fēng)係統組成(chéng),轉子體和(hé)四塊葉片將離心池分為四個扇(shàn)形小室,阻止溶液在離心池中旋轉,葉片上有(yǒu)徑向(xiàng)導(dǎo)管,溶液(yè)通過導管從中心流向轉子體外(wài)壁,裝樣和取樣時應小心,裝(zhuāng)樣一(yī)般在2500∽3000rpm運轉中進行(háng),首先將梯度液中較輕的部(bù)分通過密封管道泵入轉子內,由於慣性力的存(cún)在,梯(tī)度液在轉子外壁的垂直方向形成均勻的一層,再依次將(jiāng)密(mì)度較高的梯度液泵入,隨著密度的增高和梯度液的不(bú)斷泵入,密度較低的梯度液被推向中心,直到轉子完(wán)全裝滿,然後通過密封組件中(zhōng)心輸液管把待分離的樣(yàng)品(其密度與梯度液中最輕的密度部(bù)分還低(dī))加入,接著把密度更(gèng)低的溶液注入,用以取代中心附近的樣(yàng)品,裝完後(hòu),移去密(mì)封組件,蓋上轉(zhuǎn)子蓋,在一定(dìng)轉速離心一定時間後,轉速降至2500∽3000rpm,裝上密封(fēng)組件及輸液(yè)管,通(tōng)過泵入較密的液(yè)體到(dào)轉(zhuǎn)子(zǐ)的液體由輕(qīng)至重依次擠出。
區帶轉(zhuǎn)子避免了用離心管所引起的壁效應(Walleffects)和幹擾,提高了(le)分辨率(lǜ)。
垂直轉子(Vertical-Tube-Rotor):
主要用於樣(yàng)品在(zài)短時間作密度(dù)梯(tī)度離心(xīn)。甩平轉子分離粒子位移距離長,分辨能力高,分離後組分的區帶較寬,便(biàn)於回收(shōu),但所需時間長,垂直轉子分離的粒子位移距離等(děng)於離心管直徑。轉子轉動前,管內密度梯度溶液的密度(dù)是沿重(chóng)力方向變(biàn)化,轉動後,溶液(yè)的密度逐漸改變為離心力方向(水平方向)變(biàn)化,離心結束後,溶液的密度變化方向因重(chóng)力作用又沿鉛(qiān)垂方向變化,形成鉛垂方向(xiàng)的(de)密度梯度,由於離心管是垂直放置(zhì),所以溶液(yè)粒子位移(yí)的距離等於離心管的直徑。離心時間短,離心後樣品組分(fèn)的區帶較寬,但因(yīn)離心時間短(duǎn),粒子得(dé)不到充分分(fèn)離,將會失去一些組分,又因區帶(dài)與梯度介質的(de)接觸麵大,易於擴散,停機後密度重新定向(xiàng),易於混合,所以作區帶離心的(de)效果(guǒ),垂直轉子不於甩平轉子。
離心機轉子的轉速跟轉子的材料和(hé)強度有關,一般采用強度好、重(chóng)量輕的超硬鋁合金(LC4),超速離心機采用鈦合金(TiC4)。一般來說,對同(tóng)一離心機重量輕、容量小的(de)轉(zhuǎn)子轉速要高,反之轉速要低(dī)。轉子的保養及壽(shòu)命管理在以後的章節中介紹。
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