離心機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

離心機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)當(dāng)前第1頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)2內(nèi)容提綱一、離心機(jī)基本原理二、離心力和相對(duì)離心力三、離心機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)四、離心機(jī)的使用和維護(hù)當(dāng)前第2頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)3

在臨床核酸檢測(cè)中，從血液標(biāo)本中把特定靶核酸純化至適用于擴(kuò)增檢測(cè)，常需臺(tái)式高速離心機(jī)。離心分離對(duì)于血液核酸檢測(cè)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)必不可少的手段。充分了解離心機(jī)的性能特性，并正確使用離心機(jī)，對(duì)保證核酸提取的成功極為重要。

引言當(dāng)前第3頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)一、離心機(jī)的基本原理

生物學(xué)領(lǐng)域：分離出化學(xué)反應(yīng)后的沉淀物，天然的生物大分子、無(wú)機(jī)物、有機(jī)物。醫(yī)學(xué)領(lǐng)域：主要用于分離、純化細(xì)胞、病毒、蛋白質(zhì)、酶和核酸。

離心技術(shù)應(yīng)用很廣，在生命科學(xué)和工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域都有相應(yīng)的使用。當(dāng)前第4頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)5一、離心機(jī)的基本原理離心機(jī)對(duì)旋轉(zhuǎn)顆粒進(jìn)行沉降分離的物理學(xué)基礎(chǔ)是通過(guò)離心力對(duì)旋轉(zhuǎn)顆粒的作用。當(dāng)將樣品放入離心機(jī)轉(zhuǎn)頭的離心管內(nèi)，離心機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，樣品液就隨離心管做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，于是就產(chǎn)生了一個(gè)向外的離心力旋轉(zhuǎn)區(qū)域的半徑越大、旋轉(zhuǎn)的速度越快，則離心力越大，顆粒沉降也越快。當(dāng)前第5頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)6一、離心機(jī)的基本原理

由于不同顆粒的質(zhì)量、密度、大小及形狀等彼此各部相同，在同一大小的離心場(chǎng)中沉降速度也就不相同，顆粒沉降的順序有顆粒密度的大小所決定的，密度越大越先沉降，由此便可以得到相互間的分離。當(dāng)前第6頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)7二、離心力和相對(duì)離心力液體中的固相顆粒做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)向外的力，稱之為離心力。F=mrω2F為離心力的強(qiáng)度m為沉降顆粒的有效質(zhì)量ω為離心轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，其單位為rad/sr為離心半徑（cm），即離心機(jī)軸中央到水平離心機(jī)試管底部的距離，或垂直式離心機(jī)試管口中央的距離。當(dāng)前第7頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)8二、離心力和相對(duì)離心力離心力與轉(zhuǎn)速、顆粒質(zhì)量和離心半徑相關(guān)，轉(zhuǎn)速和顆粒質(zhì)量越大，離心力越大，也隨著離心半徑的減小而降低。相對(duì)離心力（RCF，Relativecentrifugalforce）是指在離心場(chǎng)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”。例如25000×g，則表示相對(duì)離心力為25000。當(dāng)前第8頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)9二、離心力和相對(duì)離心力離心力通常以相對(duì)離心力（Relativecentrifugalforce，RCF）表示，即離心力F的大小相對(duì)地球引力（G）的多少倍，單位為g相對(duì)離心力RCF的值（g值）取決于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速（rpm）和旋轉(zhuǎn)半徑（r,以mm計(jì)算），可用如下公式表示（rpm：revolutionsperminute每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，r/min）當(dāng)前第9頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)10二、離心力和相對(duì)離心力根據(jù)RCF值（g）、rpm值（r/min）、r值（mm）之間的關(guān)系，如已知其中兩個(gè)值即可計(jì)算出未知值。如某離心機(jī)轉(zhuǎn)速為8000r/min，旋轉(zhuǎn)半徑為20mm時(shí)，相對(duì)離心力RCF值約為150000g如某離心機(jī)轉(zhuǎn)速為5000r/min，旋轉(zhuǎn)半徑為40mm時(shí)，相對(duì)離心力RCF值約為1100g當(dāng)前第10頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)

此外，根據(jù)RCF值（g值）、rpm值和r值之間的關(guān)系，可以從圖A圖B中大致讀出各種數(shù)值。當(dāng)前第11頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)12二、離心力和相對(duì)離心力衛(wèi)生部臨檢中心建議核酸樣本離心條件為800-1600g20min檢驗(yàn)科自動(dòng)平衡恒溫離心機(jī)旋轉(zhuǎn)半徑為100mm，則應(yīng)選擇轉(zhuǎn)速為：2700-3800r/min由于F值的不同，RFC相差也會(huì)很大，實(shí)際應(yīng)用時(shí)一般取平均值，檢驗(yàn)科對(duì)核酸樣本的離心條件為：離心機(jī)內(nèi)溫度2-8℃，轉(zhuǎn)速在3000r/min，離心20分鐘。當(dāng)前第12頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)13三、離心機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)根據(jù)離心機(jī)的轉(zhuǎn)速，離心機(jī)可分為：低速離心機(jī)高速離心機(jī)超高速離心機(jī)當(dāng)前第13頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)14三、離心機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)低速離心機(jī)：最大轉(zhuǎn)速10000rpm，容量為幾十毫升至幾升。轉(zhuǎn)子有角式和外擺式，其轉(zhuǎn)速不能?chē)?yán)格控制，通常不帶冷凍系統(tǒng)，于室溫下操作，用于收集易沉降的大顆粒物質(zhì)，如血細(xì)胞的分離等。當(dāng)前第14頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)15高速離心機(jī)：最大轉(zhuǎn)速為20000～25000rpm，最大容量可達(dá)3升。轉(zhuǎn)頭多樣。一般都有制冷系統(tǒng)，以消除高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)頭與空氣之間摩擦而產(chǎn)生的熱量，離心室的溫度可以調(diào)節(jié)和維持在0～40C。通常用于微生物菌體、細(xì)胞碎片、大細(xì)胞器、免疫沉淀物等的分離純化工作，但不能有效地沉降病毒、小細(xì)胞器(如核蛋白體)或單個(gè)分子。

三、離心機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)當(dāng)前第15頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)16

超高速離心機(jī)：轉(zhuǎn)速可達(dá)50000～80000rpm，相對(duì)離心力最大可達(dá)510000g，離心容量由幾十毫升至兩升，設(shè)有冷凍系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)。分離的形式是速率區(qū)帶離心和等密度區(qū)帶離心。最著名的生產(chǎn)廠商有美國(guó)的貝克曼公司和日本的日立公司等。三、離心機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)當(dāng)前第16頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)17離心機(jī)組成結(jié)構(gòu)：驅(qū)動(dòng)電機(jī)、制冷系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。必要的配件為離心轉(zhuǎn)頭和離心管。

三、離心機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)當(dāng)前第17頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)18三、離心機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)離心轉(zhuǎn)頭與離心杯當(dāng)前第18頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)19

離心轉(zhuǎn)頭的注意事項(xiàng)1.每個(gè)轉(zhuǎn)頭各有其最高允許轉(zhuǎn)速和使用累積限時(shí)，使用轉(zhuǎn)頭時(shí)要查閱說(shuō)明書(shū)，不得過(guò)速使用。每一轉(zhuǎn)頭都要有一份使用檔案，記錄累積的使用時(shí)間，若超過(guò)了該轉(zhuǎn)頭的最高使用限時(shí)，則須按規(guī)定降速使用。

2.轉(zhuǎn)頭是離心機(jī)中須重點(diǎn)保護(hù)的部件，搬動(dòng)時(shí)要小心，不能碰撞，避免造成傷痕，轉(zhuǎn)頭長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)，要涂上一層上光臘保護(hù)。三、離心機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)離心轉(zhuǎn)頭當(dāng)前第19頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)離心機(jī)轉(zhuǎn)頭損壞的原因（操作或使用不當(dāng)所造成的）過(guò)速腐蝕金屬疲勞不平衡三、離心機(jī)的分類與結(jié)構(gòu)當(dāng)前第20頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)21四、離心機(jī)的使用和維護(hù)

離心機(jī)的使用盡管比較簡(jiǎn)單，但必須嚴(yán)格按照操作說(shuō)明書(shū)進(jìn)行操作，各種型號(hào)的離心機(jī)操作方法常有一些差異。在離心機(jī)的使用中最為重要的是平衡。雖然現(xiàn)在大多數(shù)離心機(jī)帶有自動(dòng)平衡功能，但在實(shí)際使用中仍需注意，對(duì)側(cè)離心杯內(nèi)標(biāo)本數(shù)量必須一致，有條件時(shí)可使用天平對(duì)兩側(cè)離心杯進(jìn)行配平，可提高離心機(jī)轉(zhuǎn)子的壽命并提高了安全性。當(dāng)前第21頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)使用前一定要先閱讀手冊(cè)！RefertorotormanualsforoperationUselogbookstorecordhistoryofrotoruse當(dāng)前第22頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)23四、離心機(jī)的使用和維護(hù)

離心機(jī)如長(zhǎng)期不使用，再次使用時(shí)應(yīng)有專業(yè)人員檢查離心機(jī)轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)頭。每次使用前應(yīng)反復(fù)檢查轉(zhuǎn)頭卡口與離心杯卡口是否對(duì)準(zhǔn)，并嚴(yán)格轉(zhuǎn)頭的轉(zhuǎn)速限制，禁止不同型號(hào)間轉(zhuǎn)頭互換使用?？販仉x心（如核酸檢測(cè)標(biāo)本需在2-8℃條件下離心）時(shí)應(yīng)提前打開(kāi)離心機(jī)，待離心機(jī)內(nèi)溫度達(dá)到所需溫度時(shí)方可使用。當(dāng)前第23頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)24

離心機(jī)的使用原則離心機(jī)在使用前，操作者應(yīng)認(rèn)真閱讀器使用說(shuō)明書(shū)。離心機(jī)應(yīng)放置在平穩(wěn)、堅(jiān)固的臺(tái)面上，并力求離心機(jī)處于水平位置，以免離心時(shí)造成機(jī)器震動(dòng)。離心機(jī)必需在放置離心管后運(yùn)轉(zhuǎn)，嚴(yán)禁空架運(yùn)轉(zhuǎn)。選擇合適的轉(zhuǎn)頭，控制轉(zhuǎn)頭的轉(zhuǎn)速。四、離心機(jī)的使用和維護(hù)當(dāng)前第24頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)25

離心機(jī)的使用原則使用時(shí)注意轉(zhuǎn)速、相對(duì)離心力、離心時(shí)間是否符合要求每次使用后注意轉(zhuǎn)頭內(nèi)清潔，以保持平衡。注意預(yù)冷處理四、離心機(jī)的使用和維護(hù)當(dāng)前第25頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)26

離心操作的注意事項(xiàng)使用離心機(jī)時(shí)，在天平上配平離心管和其內(nèi)容物，轉(zhuǎn)頭中絕對(duì)不能裝載單數(shù)的管子，當(dāng)轉(zhuǎn)頭只是部分裝載時(shí)，管子必須互相對(duì)稱地放在轉(zhuǎn)頭中。裝載血液標(biāo)本時(shí)，要根據(jù)各種離心機(jī)的具體操作說(shuō)明進(jìn)行。有的離心管必須加蓋，以防血液離心時(shí)甩出，造成轉(zhuǎn)頭不平衡、污染、離心機(jī)內(nèi)生銹或被腐蝕。若要控溫離心時(shí)。離心機(jī)應(yīng)提前打開(kāi)預(yù)冷，待到所需溫度時(shí)使用。四、離心機(jī)的使用和維護(hù)當(dāng)前第26頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)27離心過(guò)程中不得隨意離開(kāi)，應(yīng)隨時(shí)觀察離心機(jī)上的儀表是否正常工作，如有異常的聲音應(yīng)立即停機(jī)檢查，及時(shí)排除故障。離心機(jī)機(jī)體應(yīng)始終處于水平位置，外界電源的電壓要匹配，并要求有良好的接地線。開(kāi)機(jī)前應(yīng)檢查轉(zhuǎn)頭安裝是否牢固，機(jī)腔內(nèi)是否有異物掉入。離心機(jī)運(yùn)行時(shí)，離心機(jī)周?chē)?0cm范圍內(nèi)不能有人或危險(xiǎn)物品

離心操作的注意事項(xiàng)四、離心機(jī)的使用和維護(hù)當(dāng)前第27頁(yè)\共有29頁(yè)\編于星期三\7點(diǎn)28轉(zhuǎn)頭應(yīng)定期（視使用頻率確定）清洗和消毒。離心時(shí)，如有濺出物，應(yīng)盡快清除離心機(jī)機(jī)艙內(nèi)的全部濺出物。清潔消毒時(shí)，首先切斷電源，選擇適當(dāng)?shù)闹行韵疽海ㄈ?5%乙醇溶液）擦拭。擦拭離心機(jī)艙時(shí)動(dòng)作要輕，以免損壞機(jī)艙內(nèi)溫度感應(yīng)器。離心機(jī)在使用過(guò)程中出現(xiàn)異常，應(yīng)立即關(guān)閉電源，報(bào)請(qǐng)有關(guān)專業(yè)人員檢修。每次操作完畢