離心在醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室是一重要的樣品分離、分析技術(shù)，在許多實(shí)驗(yàn)室乃至相關(guān)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
 

一、離心技術(shù)及離心機(jī)分類
 

離心是在離心力的作用下，利用被離心樣品物質(zhì)的沉降系數(shù)、浮力、密度的差別，進(jìn)行分離、濃縮、提取制備樣品以及分析測定生物大分子分子量和純度。按其工作方式可分為離心過濾、離心沉降（或澄清）及離心分離。
 

離心機(jī)的設(shè)計(jì)原理是利用驅(qū)動轉(zhuǎn)頭旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的離心場力加快樣品粒子的沉降速度，把樣品中不同沉降系數(shù)或浮力密度差的物質(zhì)分離開。決定離心力大小的因素除轉(zhuǎn)速(Revolved per minute,r/min)和離心(轉(zhuǎn)頭半徑外，還與粒子在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中所受到的力（重力、浮力、摩擦力）之作用影響有關(guān)（如圖1所示），離心力方向與重力呈垂直，故常用相對離心力(Relative centrifugal force,rcf)表示，即相對于重力作用在旋轉(zhuǎn)粒子上的離心力用重力加速度g980cm/s2）作為量值，也稱為"g-Force"表達(dá)式為：RCF=or/980。

離心技術(shù)的關(guān)鍵是如何根據(jù)樣品粒子和介質(zhì)的性質(zhì)以及轉(zhuǎn)子的技術(shù)參數(shù)來確定離心力、轉(zhuǎn)速和離心時間設(shè)置。粒子（細(xì)胞、細(xì)胞器及大分子的統(tǒng)稱）的沉降或分離速率取決于離心力、粒子的大小、形狀和密度以及沉降介質(zhì)的密度和粘度。根據(jù)用途、轉(zhuǎn)速、功能配置可將醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室常用離心機(jī)大致分為以下幾種類型（見圖2）：不同轉(zhuǎn)速的離心機(jī)產(chǎn)生不同的離心力具有不同的用途。

低速機(jī)型設(shè)計(jì)有較大容量(Large capacity centrifuge，≥12L)，主要用于細(xì)胞、血清、血漿以及批量樣品的分離制備，另在生物制藥領(lǐng)域發(fā)揮著較大作用；

高速離心機(jī)(High speed cen-trifuge)主要用于某些亞細(xì)胞器結(jié)構(gòu)、核酸、蛋白質(zhì)、質(zhì)粒、細(xì)菌的分離和制備；而超速離心機(jī)(Ultracentrifuge）則適應(yīng)于病毒、核酸及蛋白質(zhì)的分離純化，進(jìn)一步的分析研究還可采用分析型超速離心機(jī)。
 

近年來，有一種稱之為“通用實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)(Universal lab-oratory centrifuge)"的機(jī)型進(jìn)入醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室，在性能上順應(yīng)了分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)技術(shù)的需要，倍受實(shí)驗(yàn)室工作者的關(guān)注。其特點(diǎn)是兼顧了低速機(jī)和高速機(jī)、微量和較大容量的性能，但體積小、重量輕、耗電小、操作簡便；常見機(jī)型最高轉(zhuǎn)速≥13 000r/min，個別機(jī)型超過20000r/min，起始轉(zhuǎn)速可低到100r/min；最大rcf一般可達(dá)20000xg以上，個別機(jī)型達(dá)到60000×g；離心容量最大可達(dá)3000ml。
 

2離心機(jī)技術(shù)的主要進(jìn)展
 

通用實(shí)驗(yàn)室日立離心機(jī)在構(gòu)造上與高速離心機(jī)基本相同，主要包括：驅(qū)動、各式轉(zhuǎn)頭、溫度控制（低溫機(jī)型）、整機(jī)控制4個主要部分，但為實(shí)現(xiàn)其通用性能可謂濃縮了近代離心機(jī)制造方面的高新技術(shù)。
 

2.1驅(qū)動系統(tǒng)
 

采用無碳刷變頻電機(jī)取代了直流串激電機(jī)是離心技術(shù)史上的革命，隨之而來的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）在不同轉(zhuǎn)速都能輸出最大扭矩，為開發(fā)一機(jī)多功能型的通用離心機(jī)提供了重要前提
（2）維護(hù)簡便，直流串激電機(jī)需定期更換碳刷（一般在100~1000h）給使用者帶來諸多不便，而使用變頻電機(jī)驅(qū)動部分維護(hù)主要是更換軸承，且周期延長
（3）低噪聲，免除了碳刷摩擦產(chǎn)生的高頻噪聲，在15000r/min運(yùn)轉(zhuǎn)時可控制在65dB以下，不需要安裝在專門房間；且因沒有了碳粉污染，還可在特定樣品分離要求的無菌、無塵實(shí)驗(yàn)室內(nèi)使用
（4）起動速度快
（5）電子不平衡檢測；
（6）減小了整機(jī)體積、重量和功耗，故大多制作成臺式機(jī)型。
 

2.2離心轉(zhuǎn)頭
 

不同形式、不同技術(shù)性能的轉(zhuǎn)頭(Rotors)代表著離心功能，通用離心機(jī)所配置的轉(zhuǎn)頭充分體現(xiàn)了離心技術(shù)的進(jìn)展。主要可概括為
1）高速轉(zhuǎn)頭多用鋁合金制作，經(jīng)計(jì)算機(jī)三維計(jì)算優(yōu)化設(shè)計(jì)具有體輕、轉(zhuǎn)速高等優(yōu)點(diǎn)
2）用碳纖維制造高速轉(zhuǎn)頭，容量大、重量輕、耐腐蝕性





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