離心機是利用離心力對混合液(含有固形物)進行分離和沈澱的一種專用儀器。實驗室離心機中常用電動離心機有低速、高速離心機和低速、真人平台,以及超速分析、制備兩用真人平台等多種型號。其中以低速(包括大容量)離心機和真人平台應用最爲廣泛,是生化實驗室用來分離制備生物大分子必不可少的重要工具。在實驗過程中,欲使沈澱與母液分開,常使用過濾和離心兩種方法。但在下述情況下,使用離心方法效果較好。
沈澱有粘性或母液粘稠;
沈澱顆粒小,容易透過濾紙;
沈澱量過多而疏松;
沈澱量很少,需要定量測定,或母液量很少,分離時應減少損失;
沈澱和母液必須迅速分開;
一般膠體溶液。
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電動離心機的基本結構和性能
普通(非冷凍)離心機
這類離心機結構較簡單,可分小型迷你離心機台式和落地式兩類,配有驅動電機、調速器、定時器等裝置,操作方便。低速離心機其轉速一般不超過4000rpm,台式高速離心機最大轉速可達18000rpm。
低速真人平台
轉速一般不超過4000rpm,最大容量爲2—4L,是實驗室最常用于大量初級分離提取生物大分子、沈澱物等。其轉頭多用鋁合金制的甩平式和角式兩種,離心管有硬質玻璃、聚乙烯硬塑料和不鏽鋼管多種型號。離心機裝配有驅動電機、定時器、調整器(速度指示)和制冷系統(溫度可調範圍爲-20—+40℃),可根據離心物質所需,更換不同容量和不同型號轉速的轉頭。
真人平台
轉速可達20000rpm以上,除具有低速真人平台的性能和結構外,高速離心機所用角式轉頭均用钛合金和鋁合金制成。離心管爲具蓋聚乙烯硬塑料制品。這類離心機多用于收集微生物、細胞碎片、細胞、大的細胞器、硫酸沈澱物以及免疫沈澱物等。
超速離心機
轉速可達50000rpm以上,能使亞細胞器分級分離,並用于蛋白質、核酸分子量的測定等。其轉頭爲高強度钛合金制成,可根據需要更換不同容量和不同型號的轉速轉頭。超速離心機驅動電機有兩種,一種爲調頻電機直接升速,另一種爲通過變速齒輪箱升速。爲了防止驅動電機在高速運轉中産熱,裝有冷卻驅動電機系統(風冷、水冷),限速器、記時器、轉速記錄器等。此外,超速離心機還裝配有抽真空系統。
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使用注意事項
通常實驗室離心機都会有登记表,请在使用前确实登记使用者、转陀、转速、时间;
離心管一定要平衡好,放入離心陀時也要注意位置平衡。絕對不要超過離心機或離心陀的最高限轉速;
一定要在達到預設轉速後,才能離開離心機;若有任何異狀,要立刻停機;
通常聽聲音即可得知離心狀況是否正常,也可注意離心機的震動情形;
使用硫酸铵等高鹽溶液樣本後,一定要把離心陀洗幹淨,也要清理離心機轉艙;
超高速離心機則因轉速極高,也更加複雜,需要另外的專門訓練才可使用。
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問題與檢討
高速以上的離心機爲何要冷凍或者抽真空?
你已經很小心地把兩只樣本離心管平衡好,但開動離心機後,還是發生不平衡狀況,停機後取出再秤一次,發現兩只離心管還是平衡的,請問爲何會發生不平衡?
离心陀一般分成悬篮式swing bucket及角型angular两大类,使用上有何差别?
一般論文中記載的離心條件,有人記錄轉速如8,000rpm,有人記錄離心重力如10,000g,二者有何不同?何者較爲適當?
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使用步驟,請養成登記習慣
(1)設定使用溫度口通常爲4℃後,先把離心陀放入離心艙中,注意離心陀要卡好軸心;關上艙門,離心艙的溫度開始下降,預冷時間要充足。
(2)把樣本裝入適當的離心管,雙雙用天平平衡重量,蓋上離心管蓋子並旋緊。
注意離心管只裝七成滿,雖然加有蓋子,但也可能因離心力太強而外泄。
大部分離心管都附有蓋子,注意實驗室離心管的蓋子也要一起平衡。
離心管通常都會放在碎冰上,注意取出平衡時,要把碎冰的液體擦拭幹淨。
落單的離心管要用另一只裝有清水的離心管平衡。
(3)把平衡好的離心管對稱地放入離心陀中,蓋上離心陀的蓋子,注意有無旋緊。
若離心陀的蓋子沒旋緊,離心時會掉出來,造成很大的傷害!
(4)關上離心機艙門,在儀表板上調好所要的轉速與時間,例如8,000rpm/30min。
注意所用轉速絕對不能超過離心陀的限定,最高轉速通常寫在離心陀上面,例如TGL-20M的最高轉速爲20,000rpm,但若離心機太老舊,必須往下調降。
轉速與時間設定盡量不要太高,例如能使用7,000rpm者就不要用8,000rpm。
(5)確定所有步驟無誤後,按Start鈕開動,離心機漸漸加速,此時要密切監控。
有些老式的時間轉鈕,設定5min以下時,要先轉過10min再轉回5min。
按Start的按鈕時,按住時間不能太短,請持續按約一秒鍾後才松開。
開始加速的時候最危險,若發現聲音不對,或産生大震動,請立刻按Stop。
(6)等到離心達到所要的轉速後,確定一切正常才可離去。
(7)完成離心時,要等離心陀完全靜止後,才能打開艙門;請盡快取出離心管,先觀察離心管是否完全,以及沈澱的位置,盡速把上清倒出,小心不要把沈澱弄混濁。
不管所要的是上清或沈澱,請取用幹淨的燒杯收集上清,以免有失誤。
傾倒上清要很小心,以免把沈澱一起倒出來;若不慎混在一起,就要重來一次。
若離心管有漏,要找出原因,並且立刻清理離心陀或離心艙。
(8)在兩次離心之間的空檔,不需取出離心陀,但蓋上艙門,勿讓熱空氣流入離心艙。
(9)全部使用完畢後,取出離心陀清理,可以用自來水沖洗,並且倒放晾幹。離心艙門要打開,等結冰融化後,再稍加擦拭及清理,若有液體漏出,要用清水洗之。也要回頭檢查平衡離心管的天平以及桌面,很容易弄髒,要仔細清理幹淨才離開。
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