離心機教學(xué)指導(dǎo)

其次章離心機首其次章離心機首頁根本要求重點難點講授學(xué)時內(nèi)容提要11．根本要求了解離心力與相對離心力離心機的分類與根本構(gòu)造離心機的主要技術(shù)參數(shù)及性能指標(biāo)(4)離心機的進展熟悉離心機的工作原理離心機常見故障及排解方法掌握(1)常用的離心方法(差速離心法、密度梯度離心法、分析性超速離心法)(2)專用離心機的臨床使用范圍(3)低速離心機、高速〔冷凍〕離心機、超速〔冷凍〕離心機的臨床使用范圍22．重點難點重點(1)常用的離心方法(2)離心方法的選擇(3)離心機的構(gòu)造〔低速離心機、高速〔冷凍〕離心機、超速〔冷凍〕離心機〕難點離心力與相對離心力液體中的微粒在重力場中的分別液體中的微粒在離心力場中的沉降分析性超速離心法33．講授學(xué)時磁鋼片傳感器4磁鋼片傳感器44．內(nèi)容提要第一節(jié)其次節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第六節(jié)離心機的工作原理離心機的工作原理離心是利用旋轉(zhuǎn)運動的離心力以及物質(zhì)的沉降系數(shù)或浮力密度的差異進展分別、濃縮和提純生物樣品的一種方法。懸浮液在高速旋轉(zhuǎn)下，由于巨大的離心力作用，使懸浮的微小顆?！布毎鳌⑸锎蠓肿拥某恋淼取骋钥隙ǖ乃俣瘸两?，從而使溶液得以分別，顆粒的沉降速度取決于離心機的轉(zhuǎn)速、顆粒的質(zhì)量、大小和密度。當(dāng)含有細小顆粒的懸浮液靜置不動時，由于重力場的作用可使得懸浮的顆粒漸漸下沉，顆粒越重，下沉越快。微粒在重力場下移動的速度與微粒的大小、形態(tài)、密度、重力場的強度及液體的黏度有關(guān)。如紅細胞顆粒，直徑為數(shù)微米，可以在通常重力作用下觀看到它們的沉降過程。此外，物質(zhì)在介質(zhì)中沉降時還伴隨有集中現(xiàn)象〔集中是由于微粒的熱運動而產(chǎn)生的質(zhì)量遷移現(xiàn)象,主要是由于密度差引起的。對小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質(zhì)等，它們在溶液中成膠體或半膠體狀態(tài)，僅僅利用重力是不行能觀察到沉降過程的，由于顆粒越小沉降越慢，而集中現(xiàn)象則越嚴峻。集中現(xiàn)象是不利于樣品分別的，假設(shè)加大重力，就可能抑制集中現(xiàn)象的不利影響,實現(xiàn)生物大分子的分別。離心機就是利用離心機轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強大的離心力，迫使液體中微粒抑制集中加快沉降速度，把樣品中具有不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分別開。圖2-1離心機運轉(zhuǎn)示意圖離心力與相對離心力圓心運動的現(xiàn)象稱為離心現(xiàn)象也叫離心運動。離心運動是由于向心力消逝或缺乏而造成的。相對離心力是指在離心場中，作用于顆粒的離心力相當(dāng)于地球重力的倍數(shù)，單位是重力加速度“g液體中的微粒在重力場中的分別液體中的微粒受重力的作用，較重的微粒下沉與液體分開，這個現(xiàn)象稱為重力沉降。沉降速度指在強大離心力作用下，單位時間內(nèi)物質(zhì)運動的距離。沉降時間在實際工作中，常常遇到要求在已有的離心機上把某一種溶質(zhì)從溶液中全部沉降分別出來需用多大轉(zhuǎn)速與多長時間可到達目的的問題。假設(shè)轉(zhuǎn)速，則需確定分別某粒子所需的時間即沉降時間。液體中的微粒在重力場中的沉降當(dāng)離心機開動時，離心管繞離心轉(zhuǎn)頭的軸旋轉(zhuǎn)，作圓周運動〔2-2將同樣運動。假設(shè)顆粒是處于真空中〔即沒有介質(zhì)阻力時0位轉(zhuǎn)到1位時，顆粒到達離心管底部A位。對于離心管而言，樣品顆粒由頂位移到了A位，也就是由離心管頂。顆粒作切線運動時將由于介質(zhì)的摩擦阻力，使其在離心管中依圖2-2中虛線所示的曲線運動，當(dāng)離心管由0位轉(zhuǎn)到2位時，顆粒由頂位移到B位。介質(zhì)的阻力越大，顆粒在離心管中沉降速度越小，沉降的距離也越短。旋轉(zhuǎn)速度越大，顆粒在離心管中沉降越快。離心機的分類與根本構(gòu)造

圖2-2離心沉降示意圖離心機的分類通常國際上對離心機的分類有三種方法：即按轉(zhuǎn)速分、按用途分、按構(gòu)造分。按轉(zhuǎn)速可分為低速、驅(qū)動軸聯(lián)軸器下減振器驅(qū)動軸聯(lián)軸器下減振器滾珠軸承離心機的根本構(gòu)造低速離心機、高速〔冷凍〕離心機及超速〔冷凍〕離心機的構(gòu)造:①低速離心機的構(gòu)造由電動機、離心轉(zhuǎn)盤〔轉(zhuǎn)頭、調(diào)速器、定時器、離心套管與底座等主要部件構(gòu)成。②高速〔冷凍〕離心機的構(gòu)造由轉(zhuǎn)動裝置、速度掌握系統(tǒng)、溫度掌握系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、離心室、離心轉(zhuǎn)頭及安全保護裝置等。③超速(冷凍)離心機主要由驅(qū)動和速度掌握、溫度掌握、真空系統(tǒng)和轉(zhuǎn)頭四局部組成。圖2-3離心機驅(qū)動系統(tǒng)構(gòu)造離心機的主要技術(shù)參數(shù)及性能指標(biāo)離心機的主要技術(shù)參數(shù)及性能指標(biāo)主要參數(shù)包括：最大轉(zhuǎn)速；最大離心力；最大容量；電源功率；溫度掌握范圍；工作電壓；調(diào)速范其次局部為數(shù)字；第三局部為標(biāo)識轉(zhuǎn)頭由不同的金屬組成。轉(zhuǎn)頭參數(shù)有，R、R、RCF、RCF、max min max minRPM、Ｋ等。max流淌轉(zhuǎn)頭④區(qū)帶轉(zhuǎn)頭⑤垂直轉(zhuǎn)頭。離心機的日常維護、常見故障及排解離心機的日常維護各類離心機因其轉(zhuǎn)速高，產(chǎn)生的離心力大，使用不當(dāng)或缺乏定期的檢修和保養(yǎng)，都可能發(fā)生嚴峻事故，因此使用離心機時都必需嚴格遵守操作規(guī)程。離心機常見故障及排解方法電機不轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)頭的損壞機體震驚猛烈、響聲特別。高速〔冷凍〕離心機不制冷有很多故障為不正確操作所致，正確操作可削減或消退故障。在工作過程中，如消滅任何特別現(xiàn)象均應(yīng)馬上停機，檢查緣由，不得強行運轉(zhuǎn)，以免產(chǎn)生不必要的損失。常用的離心方法及臨床應(yīng)用差速離心法(又稱分步離心法)承受不同的離心速度和離心時間,使沉降速度不同的顆粒分步離心的方法,稱為差速離心.操作時,將含有兩種不同顆粒的混懸液,以常速離心，使大的顆粒下沉，將上清液傾倒于另一離心管中，再加大離心力，離心肯定時間，分別小的顆粒，反復(fù)屢次分別，到達分別目的。差速離心主要用于分別大小和密度差異較大的顆粒。差速離心法的優(yōu)點是：操作簡潔，離心后用傾倒法即可將上清液與沉淀分開，并可使用容量較大的角式轉(zhuǎn)子；分別時間短、重復(fù)性高；樣品處理量大。缺點是：區(qū)分率有限、分別效果差，沉淀系數(shù)在同一個數(shù)量級內(nèi)的各種粒子不簡潔分開，不能一次得到純顆粒；壁效應(yīng)嚴峻，特別是當(dāng)顆粒很大或濃度很高時，在離心管一側(cè)會消滅沉淀；顆粒被擠壓，離心力過大、離心時間過長會使顆粒變形、聚攏而失活。圖2-4差速離心法原理示意圖密度梯度離心法(又稱區(qū)帶離心法)該法又分為速率區(qū)帶離心法和等密度區(qū)帶離心法。樣品在肯定惰性梯度介質(zhì)中進展離心沉淀或沉降平衡，在肯定離心力下把顆粒安排到梯度液中某些特定位置上，形成不同區(qū)帶的分別方法。該法的優(yōu)點是：具有很好的區(qū)分率，分別效果好，可一次獲得較純顆粒；適用范圍廣，既能分別沉淀系數(shù)差的顆粒，又能分別有肯定浮力密度的顆粒；顆粒不會積壓變形，能保持顆?；钚裕⒎乐挂研纬傻膮^(qū)帶由于對流而引起混合。缺點是：離心時間較長；需要制備梯度液；操作嚴格，不宜把握。速率區(qū)帶離心法是依據(jù)分別的粒子在離心力作用下，在梯度液中沉降速度的不同，離心后具有不同沉降速度的粒子處于不同的密度梯度層內(nèi)形成幾條分開的樣品區(qū)帶，到達彼此分別的目的。臨床常使用的分別液是Ficoll、Percoll及蔗糖。把靜脈血中單個核細胞分別出來，前一種分別液將血液中單個核細胞〔淋巴細胞和單核細胞〕分為一個層，同時提出。而Percoll分別液將血中淋巴細胞和單核細胞分為二個梯度層，分別提取。后者分別效果優(yōu)于前者，但操作繁瑣。圖2-5速率區(qū)帶離心示意圖等密度區(qū)帶離心法當(dāng)不同顆粒存在浮力密度差時，在離心力場下，顆?；蛳蛳鲁两?，或向上浮起，始終沿梯度移動到它們密度恰好相等的位置上〔即等密度點〕形成區(qū)帶，稱為等密度區(qū)帶離心法。等密度區(qū)帶離心的有效分別取決于顆粒的浮力密度差，密度差越大，分別效果越好，與顆粒的大小和外形無關(guān)，但后兩者打算著到達平衡的速率、時間和區(qū)帶的寬度。圖2-6等密度區(qū)帶離心示意圖分析性超速離心法分析型超速離心機的工作原理①分析型超速離心機主要由一個橢圓形的轉(zhuǎn)子、一套真空系統(tǒng)和一套光學(xué)系統(tǒng)所組成。該轉(zhuǎn)子通過一個柔性的軸連接成一個高速的驅(qū)動裝置，此軸可使轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時形成自己的軸。②轉(zhuǎn)子在一個冷凍的真空腔中旋轉(zhuǎn)，其容納兩個小室：分析室和配衡室。③分析室的容量一般為1ml，呈扇形排列在轉(zhuǎn)子中，其工作原理與一個一般水平轉(zhuǎn)子一樣。④分析室有上下兩個平面的石英窗，離心機中裝有的光學(xué)系統(tǒng)可保證在整個離心期間都能觀看小室中正在沉降的物質(zhì)，可以通過對紫外光的吸取〔如對蛋白質(zhì)和DNA〕或折射率的不同對沉降物進展監(jiān)測。⑤在分析室中物質(zhì)沉降時重粒子和輕粒子之間形成的界面就像一個折射的透鏡，結(jié)果在檢測系統(tǒng)的照相底板上產(chǎn)出一個“峰”，由于沉降不斷進展，界面對前推動，故“峰”也在移動，從峰移動的速度可以得到物質(zhì)沉降速度的指標(biāo)。圖2-7分析型超速離心系統(tǒng)示意圖分析性超速離心法的臨床應(yīng)用分析型超速離心機最大轉(zhuǎn)速40000r/min，檢測波長范圍200nm～800nm100000r/min，最大離心力802400×g密度梯度泵、各種加樣、取樣器等附件。分析型超速離心機主要用于生物制藥領(lǐng)域測定生物大分子的相對分子重量。應(yīng)用最廣的是沉降速度法承受照相記錄，即可求出粒子的沉降系數(shù)。生物大分子的純度估計。分析型超速離心機目前廣泛應(yīng)用于爭論DNA制劑、病毒和蛋白質(zhì)的純度。分析生物大分子中的構(gòu)象變化?？梢酝ㄟ^檢查樣品在沉降速度上的差異來證明。臨床試驗室根本不用。制備型超速離心機主要用于生物學(xué)爭論方面，是分別純化細胞的主要工具，可用于細胞器、病毒的分別和濃縮。低速離心機的臨床應(yīng)用低速離心機是臨床試驗室常規(guī)使用的一類離心機。最大轉(zhuǎn)速在 4000r/min以內(nèi)，相對離心力在2810×g，分別形式是固液沉降分別。臨床試驗室主要用于全血中的血漿、血清的分別及尿液、胸腹水、腦脊液等有形成分的分別。高速離心機的臨床應(yīng)用最大轉(zhuǎn)速為20230r/min，最大相對離心力為17000×g，分別形式是固液沉降分別。臨床試驗室主要用于PCRDNARNA根底試驗室對各種生物細胞、無機物溶液、懸浮液及膠體溶液的分別,濃縮和提純等。為了防止高速離心過程中溫度上升而使酶類物質(zhì)破壞，以及生物分子變性失活，有的高速離心機還裝設(shè)了制冷系統(tǒng)，此種離心機又稱高速冷凍離心機。超速離心機的臨床應(yīng)用最大轉(zhuǎn)速為50000-80000r/min510000×g，分別形式是差速沉降分別和密度梯度區(qū)帶分別。臨床試驗室根本不用。主要用于科研上，對樣本中亞細胞器的分別，病毒、核酸、蛋白質(zhì)及多糖的分別。專用離心機輸血專用離心機用于臨床輸血、血型鑒定、穿插配血、血小板血型鑒定、血小板抗體的檢查及抗人球蛋白試驗等。微量毛細管離心機用于血溶比試驗，微量血細胞比積以及同位素微量標(biāo)記物的測定。尿沉渣分別離心機