臺(tái)灣高校 離心機(jī)原理介紹(高速)-2 20130918

1、離心機(jī)原理介紹離心機(jī)原理介紹離心機(jī)離心機(jī) 所謂離心機(jī)是一種利用離心力將粒子從溶液中分離出來(lái)的一種設(shè)所謂離心機(jī)是一種利用離心力將粒子從溶液中分離出來(lái)的一種設(shè)計(jì)計(jì), ,而此粒子無(wú)法用一般重力分離出而此粒子無(wú)法用一般重力分離出. .利用離心力分離樣品為一種分利用離心力分離樣品為一種分離樣品而不改變樣品特性之分離法離樣品而不改變樣品特性之分離法. .離心特性的計(jì)算離心特性的計(jì)算 1) 1)相對(duì)離心力和速度間關(guān)係式相對(duì)離心力和速度間關(guān)係式 相對(duì)離心力相對(duì)離心力( (RCF)RCF)是藉由旋轉(zhuǎn)的速度和旋轉(zhuǎn)軸的半徑所產(chǎn)生是藉由旋轉(zhuǎn)的速度和旋轉(zhuǎn)軸的半徑所產(chǎn)生 的。從下列公式可得到的。從下列公式可得到RCFRC

2、F。( (一般一般RCFRCF所代表的是地球的重所代表的是地球的重 力加速度的速率，並且使用力加速度的速率，並且使用” ” xg “xg “為單位為單位) )。 RCF = 1.118 x 10 RCF = 1.118 x 10-5-5 x r x N x r x N2 2 (xg) (xg) N N：速度速度 ( (rpm)rpm) r r：從旋轉(zhuǎn)軸的半徑從旋轉(zhuǎn)軸的半徑( (cm)cm) 使用使用RCF (xg)RCF (xg)的公式也可以計(jì)算速度的公式也可以計(jì)算速度( (rpm)rpm) K factorK factor是依據(jù)是依據(jù)rotorrotor的型式和速度來(lái)做改變。當(dāng)?shù)男褪胶退俣葋?lái)

3、做改變。當(dāng)rotorrotor 使用某一速度時(shí)，使用某一速度時(shí)，K Factor (KK Factor (KN N) ) 可以依下列公式來(lái)計(jì)算：可以依下列公式來(lái)計(jì)算： K KN N = K ( = K ( N Nmaxmax ) )2 2 N N N N ：使用的轉(zhuǎn)度使用的轉(zhuǎn)度 ( (rpm)rpm) N Nmaxmax：rotorrotor的最高轉(zhuǎn)度的最高轉(zhuǎn)度 ( (rpm) rpm) K KN N：在使用轉(zhuǎn)速的在使用轉(zhuǎn)速的K factor K factor K K ：在最高轉(zhuǎn)速的在最高轉(zhuǎn)速的K factorK factor2)2)計(jì)算分離時(shí)間計(jì)算分離時(shí)間 離心粒子擴(kuò)散在溶液中，從離心瓶上端

4、離心粒子擴(kuò)散在溶液中，從離心瓶上端( (r rt t) )到底端到底端( (r rb b) )所需的沈降時(shí)間。所需的沈降時(shí)間。此沈降特性是表示沈降系數(shù)此沈降特性是表示沈降系數(shù)S S，但一般沈降系數(shù)但一般沈降系數(shù)S S變成一非常小的值並且變成一非常小的值並且以以S x 10S x 101313由由S S來(lái)表示。此來(lái)表示。此S S表示出表示出S x 10S x 101313叫做沈降系數(shù)。叫做沈降系數(shù)。 T (hr) = T (hr) = 10 1013 13 l n (r l n (rb b) ) l n (r l n (rt t) ) 3600 X S 3600 X S 2 2 ：角速度角速度

5、： 22 N N 60 60 N N ：速度速度 ( (rpm) rpm) r rt t：從旋轉(zhuǎn)軸到溶液頂端的距離從旋轉(zhuǎn)軸到溶液頂端的距離 r rb b：從旋轉(zhuǎn)軸到溶液底端的距離從旋轉(zhuǎn)軸到溶液底端的距離 假如定義假如定義 K K = = l n (rl n (rb b) ) l n (r l n (rt t) ) 10 1013 13 2 2 3600 X S3600 X S K K 所以所以 T (T (小時(shí)小時(shí)) =) = S S 假如假如S S是未知時(shí)，依下列公式是未知時(shí)，依下列公式( (stokesstokes law) law)可計(jì)算出可計(jì)算出S S S = S = d d2 2 (

6、 (2 2 1 1 ) ) 18 18 X 10X 101313 d d ：粒子的直徑粒子的直徑 ( (cm)cm) 1 1：溶液周圍粒子的密度溶液周圍粒子的密度 ( (g/mL) g/mL) 2 2：粒子的密度粒子的密度 ( (g/mL)g/mL) ：溶液周圍粒子的黏度溶液周圍粒子的黏度 ( (poise) poise) ( (水的黏度在水的黏度在2020 C C時(shí)是時(shí)是0.01 0.01 poise) poise) 純水在純水在2020 C C時(shí)時(shí)S S表示為表示為S S20,W20,W rotorrotor的允許轉(zhuǎn)速的允許轉(zhuǎn)速 rotorrotor不能超過(guò)它所標(biāo)示的最大轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，不能超過(guò)

7、它所標(biāo)示的最大轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，rotorrotor的速度限制如下的速度限制如下列條件：列條件： 不可超過(guò)允許的速度不可超過(guò)允許的速度 (1)(1)以以samplesample的濃度來(lái)做為允許速度的濃度來(lái)做為允許速度 要離心的要離心的samplesample平均濃度平均濃度 1.2g/mL 1.2g/mL，計(jì)算允許轉(zhuǎn)速公式如，計(jì)算允許轉(zhuǎn)速公式如 下：下： 允許轉(zhuǎn)速允許轉(zhuǎn)速 = = 最大轉(zhuǎn)速最大轉(zhuǎn)速 (rpm) (rpm) (2) (2) 濃度在梯度中間的濃度在梯度中間的samplesample允許速度允許速度 CsClCsCl溶劑時(shí)常在溶劑時(shí)常在density gradient mediumdensi

8、ty gradient medium中被使用，但如果中被使用，但如果 CsCl CsCl溶劑在高濃度下使用，它可能在溶劑在高濃度下使用，它可能在rotorrotor運(yùn)轉(zhuǎn)中滲透，這要視運(yùn)轉(zhuǎn)中滲透，這要視 rotor rotor可能取出可能取出CsClCsCl的結(jié)晶體而定，在高濃度中取出結(jié)晶體的結(jié)晶體而定，在高濃度中取出結(jié)晶體( (約約 4g/mL) 4g/mL)和使和使rotorrotor超過(guò)負(fù)擔(dān)是很危險(xiǎn)的。超過(guò)負(fù)擔(dān)是很危險(xiǎn)的。 結(jié)晶體將會(huì)影響結(jié)晶體將會(huì)影響CsClCsCl溶劑的梯度濃度和溶劑的梯度濃度和samplesample的分離狀態(tài)。因的分離狀態(tài)。因 此，總會(huì)使用一種不會(huì)結(jié)晶的溶劑在允許速

9、度下。此，總會(huì)使用一種不會(huì)結(jié)晶的溶劑在允許速度下。 (3) (3) 使用組合式使用組合式tubes capstubes caps時(shí)的允許轉(zhuǎn)速時(shí)的允許轉(zhuǎn)速 當(dāng)使用組合式的當(dāng)使用組合式的tubes capstubes caps等，請(qǐng)查閱離心機(jī)的附件：等，請(qǐng)查閱離心機(jī)的附件： rotors rotors，adaptorsadaptors，tubestubes，bottles and capsbottles and caps。以轉(zhuǎn)速分類以轉(zhuǎn)速分類低速離心機(jī)低速離心機(jī)最大轉(zhuǎn)速最大轉(zhuǎn)速: :4000700040007000rpmrpm最大離心力最大離心力: :2220942022209420 xgxg分離

10、物大小分離物大小: :150150mmMicrobial cell,hemocyte,cellMicrobial cell,hemocyte,cell離心機(jī)種類離心機(jī)種類: :小型離心機(jī)小型離心機(jī)高速離心機(jī)高速離心機(jī)最大轉(zhuǎn)速最大轉(zhuǎn)速: :15000260001500026000rpmrpm最大離心力最大離心力: :1610080110016100801100 xgxg分離物大小分離物大小: :0.110.11mmMitochondria,Lysosome,cell WellMitochondria,Lysosome,cell Well離心機(jī)種類離心機(jī)種類: :高速冷凍離心機(jī)高速冷凍離心機(jī), ,

11、高速微量離心機(jī)高速微量離心機(jī)超高速離心機(jī)超高速離心機(jī)最大轉(zhuǎn)速最大轉(zhuǎn)速: :5500015000055000150000rpmrpm最大離心力最大離心力: :393600901000393600901000 xgxg分離物大小分離物大小: :0.0020.10.0020.1mmDNA,RNA,Virus,Protein,EnzymeDNA,RNA,Virus,Protein,Enzyme離心機(jī)種類離心機(jī)種類: :超高速冷凍離心機(jī)超高速冷凍離心機(jī), ,高速微量離心機(jī)高速微量離心機(jī)不可使用有機(jī)溶劑不可使用有機(jī)溶劑離心機(jī)是無(wú)法預(yù)防爆炸狀況離心機(jī)是無(wú)法預(yù)防爆炸狀況發(fā)生發(fā)生!請(qǐng)不要使用有機(jī)溶劑離心請(qǐng)不要使

12、用有機(jī)溶劑離心!如在特別的狀況下如在特別的狀況下, ,必必須要非常小心不要讓須要非常小心不要讓液體流出液體流出, ,並且使用密並且使用密封式封式RotorRotor 高速離心機(jī)高速離心機(jī)RotorsRotorsRotorRotor種類種類保固使用壽命保固使用壽命如何管理如何管理高速冷凍型高速冷凍型Rotor Rotor 7 7年年 桌上型桌上型/ /微量微量RotorRotorRT3S6(RTS)RotorRT3S6(RTS)Rotor和和 20000 20000次次 RT3S6 Rotors BucketRT3S6 Rotors Bucket管理紀(jì)錄使用年限管理紀(jì)錄使用年限管理紀(jì)錄使用次數(shù)管

13、理紀(jì)錄使用次數(shù)ButBut Tubes/BottlesTubes/Bottles使用壽命使用壽命TubesTubes種類種類標(biāo)準(zhǔn)使用的次數(shù)標(biāo)準(zhǔn)使用的次數(shù) PAPAThinTubes PCThinTubes PC ( ( 薄壁薄壁 ) ) PEPEThickTubes PAThickTubes PA ( ( 厚壁厚壁 ) ) PC PCBottle PEBottle PE5 5 次次 50 50 次次決定使用次數(shù)條件決定使用次數(shù)條件使用水溶液樣品在使用水溶液樣品在70007000rpmrpm運(yùn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)2424小時(shí)小時(shí) 警告警告1.1.使用高壓蒸氣消毒使用高壓蒸氣消毒 PE tube: PE tub

14、e:不可以不可以 PC tube:5 PC tube:5次次 2.PET tube/Sealed tube:2.PET tube/Sealed tube: 使用一次使用一次PA:PolyallomerPA:Polyallomer異質(zhì)同晶聚合物異質(zhì)同晶聚合物PC:PolycarbonatePC:Polycarbonate聚碳酸酯聚碳酸酯PE:PolyethylenePE:Polyethylene聚乙烯聚乙烯PET:Polyethyene-terephthalatePET:Polyethyene-terephthalate 聚氧化乙烯對(duì)苯二酸聚氧化乙烯對(duì)苯二酸 保養(yǎng)保養(yǎng)rotorrotor 使用後

15、保養(yǎng)使用後保養(yǎng)rotorrotor可避免腐蝕可避免腐蝕 1. 1.例行性保養(yǎng)例行性保養(yǎng) a. a.用水沖洗用水沖洗rotorrotor或用中性清潔劑洗濯?；蛴弥行郧鍧崉┫村?。 b. b.用蒸餾水洗濯。用蒸餾水洗濯。 c. c. 用較柔軟的布擦拭水滴，並將用較柔軟的布擦拭水滴，並將rotorrotor顛倒乾燥，乾燥後，顛倒乾燥，乾燥後， rotor rotor面表塗抹面表塗抹silicone greasesilicone grease，drive holedrive hole，表面塗表面塗 抹，抹，silicone greasesilicone grease，並將並將 rotorrotor儲(chǔ)放在

16、乾燥的地方。儲(chǔ)放在乾燥的地方。 確信保持確信保持rotorrotor壽命管理在壽命管理在rotorrotor的的RLM adaptorRLM adaptor確定不受確定不受 到損傷。到損傷。 Swing rotor Swing rotor本身並沒(méi)有特殊的保養(yǎng)，但塵埃要擦拭。本身並沒(méi)有特殊的保養(yǎng)，但塵埃要擦拭。 Fig Fig 塗抹塗抹grease grease 2. 2.使用腐蝕性樣品後，用水沖洗使用腐蝕性樣品後，用水沖洗rotorrotor一會(huì)兒，並做例行性保一會(huì)兒，並做例行性保 養(yǎng)。養(yǎng)。 3. 3.如果有異物黏著在如果有異物黏著在rotorrotor上，將上，將rotorrotor浸在溫水

17、浸在溫水 (4050 (4050 C)C)中中 一會(huì)兒，用清潔棒或軟刷子去除異物，如果無(wú)法清除，請(qǐng)聯(lián)一會(huì)兒，用清潔棒或軟刷子去除異物，如果無(wú)法清除，請(qǐng)聯(lián) 繫代理商。繫代理商。 清洗及消毒清洗及消毒 RotorRotor 1. 1.清洗清洗 清洗清洗乾燥乾燥塗抹塗抹清洗使用水沖洗清洗使用水沖洗, ,或使用中性或使用中性清潔劑清洗並且需使用去離清潔劑清洗並且需使用去離子沖洗子沖洗 ( ( 清潔劑清潔劑: :pH 59 )pH 59 )鋁合金鋁合金/ /鈦合金鈦合金: :低於低於100100 C C碳纖維碳纖維: :低於低於8080 C C乾燥乾燥表面表面: :Silicone grease Sil

18、icone grease 螺紋部分螺紋部分: :Aluminum LubricantAluminum LubricantPacking/O-ring:Vacuum greasePacking/O-ring:Vacuum grease表面表面: :Silicone grease Silicone grease 螺紋部分螺紋部分: :Aluminum LubricantAluminum LubricantPacking/O-ring:Vacuum greasePacking/O-ring:Vacuum grease 2.2.消毒消毒消毒的方式消毒的方式鋁合金鋁合金/ /鈦合金鈦合金 RotorRo

19、tor碳纖維碳纖維 RotorRotor 高壓蒸氣高壓蒸氣 煮沸消毒煮沸消毒 紫外線消毒紫外線消毒200300200300nmnm Ethylene oxide Ethylene oxide 氣體消毒氣體消毒 Formaldehyde Formaldehyde Ethylene oxideEthylene oxide環(huán)氧乙烷環(huán)氧乙烷 氣體消毒氣體消毒 FormaldehydeFormaldehyde甲醛甲醛 70% 70% EthanolEthanol乙醇乙醇 化學(xué)藥劑化學(xué)藥劑 3% 3% Hydrogen peroxedeHydrogen peroxede 雙氧水雙氧水 3% Formali

20、n3% Formalin福馬林福馬林 RotorRotor耐熱溫度耐熱溫度 100100 C C 8080 C C Tube/BottlesTube/Bottles 1. 1.清洗清洗 消毒的方式消毒的方式Tube/BottlesTube/Bottles附件附件PA,PEPA,PEPET,SSPET,SSPCPCCap,adapter ect.Cap,adapter ect.酸性洗滌劑酸性洗滌劑( ( ( pH9 )pH9 ) 溫水溫水( 50( 50 C C ) ) 超音波清潔超音波清潔( (清洗劑清洗劑 pH7) pH7) 乾燥的方式乾燥的方式放在空氣中自然乾燥放在空氣中自然乾燥 2. 2

21、.消毒消毒消毒的方式消毒的方式Tube/BottleTube/Bottle PA PC PET PE SSPA PC PET PE SS 115115 C C 30 30分鐘分鐘 高壓蒸氣高壓蒸氣 121 121 C 20C 20分鐘分鐘 126126 C C 15 15分鐘分鐘 煮沸消毒煮沸消毒 1530 1530分鐘分鐘 紫外線消毒紫外線消毒200300200300nmnm Ethylene oxideEthylene oxide環(huán)氧乙烷環(huán)氧乙烷 氣體消毒氣體消毒 FormaldehydeFormaldehyde甲醛甲醛 70% 70% EthanolEthanol乙醇乙醇 化學(xué)藥劑化學(xué)藥

22、劑 3% 3% Hydrogen peroxedeHydrogen peroxede 雙氧水雙氧水 3% Formalin3% Formalin福馬林福馬林 3.3.耐藥性耐藥性 在使用離心機(jī)前在使用離心機(jī)前, ,請(qǐng)檢查請(qǐng)檢查samplesample對(duì)對(duì)Rotor,tube,bottleRotor,tube,bottle等材質(zhì)對(duì)等材質(zhì)對(duì)samplesample的耐藥性的耐藥性, ,以免造成危險(xiǎn)發(fā)生以免造成危險(xiǎn)發(fā)生! 冷凍離心及桌上型冷凍離心及桌上型RotorRotor種類及使用保養(yǎng)種類及使用保養(yǎng) RotorRotor的種類的種類 RotorRotor的種類的種類主要的功用主要的功用Angle

23、RotorAngle RotorSwing RotorSwing RotorHorizontal RotorHorizontal RotorContinuous RotorContinuous Rotor主要分離一般樣品主要分離一般樣品( (Culture solution,Blood etc.)Culture solution,Blood etc.)主要分離含有主要分離含有micro platemicro plate樣品樣品主要連續(xù)分離大量的樣品主要連續(xù)分離大量的樣品( (樣品量多於樣品量多於5 5L)L)主要分離一般樣品主要分離一般樣品( (Culture solution,Blood etc.)Culture solution,Blood etc.)桌上桌上型離型離心機(jī)心機(jī) Angle Rotor(Angle Rotor(角度型轉(zhuǎn)子角度型轉(zhuǎn)子) ) 各部位名稱各部位名稱 RotorRotor各部位檢查各部位檢查檢查是否有腐蝕及裂痕檢查是否有腐蝕及裂痕? ?* *特別要注意在特別要注意在Tube holeTube hole及及Drive Drive Shaft holeShaft hole是否有腐蝕及裂痕是否有腐蝕及裂痕檢查是否有腐蝕及裂痕檢查是否有腐蝕及裂痕? ?* *特別要注意在特別要注意在Tube holeTube hole及及Drive Drive Shaft ho