1、離心機的簡單介紹

離心機是一種全球范圍內大多數研究實驗室**的儀器，是一種利用離心力使需要分離的不同物料得到加速分離的機器，可以因此節省大部分時間。

它是一種高速旋轉機械，利用不同物質在離心場中沉淀速度的差異，分離液體與固體顆粒或液體與液體的混合物中各組分的機械。

在**速度下離心實驗樣品，混合物中的組分會受到離心力的影響，使得較高密度的顆粒離開軸心方向移動，而密度小的顆粒則朝向軸心方向移動。

這些顆粒會沉積在管底，形成所謂的沉淀物，這樣分離得到的樣品，或被稱為上清的余液，都可用作進一步處理或者分析，充分利用已有資源。

離心機的主要元件是轉頭，它是高速離心時轉動的部件。

轉頭可以被固定在離心機上，也可以是一個離心機使用多個轉頭，將它們裝在稱為主軸的部件上。

離心機轉頭通常還帶有一個蓋子，能緊緊擰上蓋住，防止樣品飛出來。

許多離心機會有一個制冷單元，它可以保持內部溫度在離心時得到控制

離心機上還有旋鈕或按鈕用以輸入每次離心所需要的參數：

包括離心時間、溫度、和離心快慢，它可以是以速度或以相對離心力為單位。

離心速度用RPM來計量，即每分鐘的旋轉次數。RPM值有時有誤導性，因為造成顆粒從混合物中分離出來的不是離心的速度，而是作用在這些顆粒上的作用力。

這種作用力與離心機轉頭的半徑相關，由于不同的離心機有不同的轉頭大小，這樣在同一個RPM速度下，產生的作用力會有不同。

離心力也可以用RCF相對離心力來定量。RCF通常表現為地球重力加速度的倍數。RCF的計算公式是轉頭半徑乘以角速度平方，然后除以地球的重力加速度。

2、離心機的應用及原理

離心機不僅是對混合溶液進行快速分離的專門設備，是一種將裝有樣品溶液的離心管、瓶或袋韻轉頭置于離心軸上，利用轉頭繞軸高速旋轉所產生的強大離心力，使樣品中不同性質顆粒相互分離的特殊裝置，可以實現樣品的分析、分離。

它也可用于排除濕固體中的液體，例如用洗衣機甩干濕衣服；特殊的超速管式分離機還可分離不同密度的氣體混合物；利用不同密度或粒度的固體顆粒在液體中沉降速度不同的特點，有的沉降離心機還可對固體顆粒按密度或粒度進行分級。

同時，離心機大量應用于選礦、煤炭、水處理和船舶等部門。

選擇離心機 須根據懸浮液（或乳濁液）中 固體顆粒的大小和濃度、固體與液體（或兩種液體）的密度差、液體粘度、濾渣（或沉渣）的特性。

現代工業中，離心機已大量應用于化工、石油、食品、制藥、選礦、煤炭、水處理和船舶等部門，不再僅限于實驗室。

舉個簡單例子，離心機從誕生之日起一直在不斷發展進化，雖然是從實驗室誕生出來的，但早已經“青出于藍勝于藍"了！

比如，過濾式離心機的主要原理是通過高速運轉的離心轉鼓產生的離心力（配合適當的濾材），將固液混合液中的液相加速甩出轉鼓，而將固相留在轉鼓內，達到分離固體和液體的效果，或者俗稱脫水的效果，是實驗室常用的。

而沉降式離心機的主要原理是通過轉子高速旋轉產生的強大的離心力，加快混合液中不同比重成分（固相或液相）的沉降速度，把樣品中不同沉降系數和浮力密度的物質分離開。

3、離心機的分類標準

按照用途分類：可分為分析式離心機和制備式離心機。

按轉速可劃分為：

 低速離心機：80000r／min；

按結構分類：

 一般高速和低速離心機根據結構和功能進行分類，品種繁多，各廠家命名也無統一標準。

可分為臺式離心機、多管微量臺式離心機、細胞涂片離心機、臺式血液洗滌離心機、高速冷凍離心機、大容量低速冷凍離心機、低速冷凍離心機、落地式高速冷凍離心機、臺式低速自動平衡離心機等。另外國外還有三聯式（五聯式）高速冷凍離心機，專作連續離心用。

按體積一般可分為：落地式離心機(也叫立式離心機)，臺式離心機(也叫桌面式離心機)和迷你（掌上）離心機。

按容量有分為：大容量離心機、超大容量離心機、小容量離心機、微量離心機。落地式的處理容量大體積大，迷你離心機處理容量小體積小。

可以根據實驗目的和實驗需要，選擇不同容量、不同轉速、不同溫度控制的離心機。

4、離心機的幾種轉頭(轉子)

轉頭（轉子）是離心機的主要配件。

簡單的說，可以將離心機分為主機和可拆卸的轉子（轉頭）兩部分，一個多功能主機通常可以配多個轉子，靠不同型號的轉子來滿足不同的需要來實現其“多功能"的,這樣可以有效的降低采購成本。

***的轉子包括固定角轉子和水平轉子。轉子選配越齊當然功能越全，所以選擇轉子通常根據常用樣品的容量及離心的條件選擇，通常水平轉頭和角轉頭各一個，大容量(相對較低速)的轉子和小容量高轉速的轉子各一個，再根據工作中的不同需要選擇其他轉子。

（1）角式轉頭：角式轉頭是指離心管腔與轉軸成一定傾角的轉頭。

它是由一塊完整的金屬制成的，其上有4～12個裝離心管用的機制孔穴，即離心管腔，孔穴的中心軸與旋轉軸之間的角度在20～40度之間，角度越大沉降越結實，分離效果越好。

這種轉頭的優點是具有較大的容量，且重心低，運轉平衡，壽命較長，顆粒在沉降時先沿離心力方向撞向離心管，然后再沿管壁滑向管底，因此管的一側就會出現顆粒沉積，此現象稱為“壁效應"，壁效應容易使沉降顆粒受突然變速所產生的對流擾亂，影響分離效果。

角轉子中的離心管能夠保持固定的角度離心，可以使用較高的轉速，離心后沉淀位于管底的斜面。

 角轉子配的蓋子有助于減少摩擦、降低噪音和防止意外，使用角轉子一定要蓋蓋，如未蓋離心腔內會產生很大的渦流阻力和摩擦升溫，這等于給離心機的電機和制冷機增加了額外負擔，影響離心機的使用壽命。另外有一種氣密性轉子可以進行氣密性離心，防止意外泄漏，對于改善實驗環境很重要。

⑵ 水平式轉頭：這種轉頭是由吊著的4或6個自由活動的吊籃（離心套管）構成。

當轉頭靜止時，吊桶垂直懸掛，當轉頭轉速達到每分鐘200到800轉時，吊桶蕩至水平位置，這種轉頭***做密度梯度區帶離心，其優點是梯度物質可放在保持垂直的離心管中，離心時被分離的樣品帶垂直于離心管縱軸，而不像角式轉頭中樣品沉淀物的界面與離心管成一定角度，因而有利于離心結束后由管內分層取出已分離的各樣品帶。其缺點是顆粒沉降距離長，離心所需時間也長。

 水平轉子配有4或6個吊籃，靜止時垂直掛在轉子上，吊籃有不同的適配器以滿足不同容量的離心管的需要。當轉子轉速超過600rpm后離心管達到水平位置，樣品沉降方向是沿離心管軸向移動，最后沉降在管底，便于收集。

因為不如固定角轉子穩固，水平吊籃最高轉速相比固定角轉子要低很多，限于低速離心的范圍。吊籃有不同的適配器，可以放置各種類型的離心管，甚至滿足平板離心的需要——例如一些品牌的大容量離心機可配多用途適配器，使得多個微孔板或者培養板、深孔板、PCR板、玻片盒、大規模核酸純化試劑盒的純化板、甚至細胞培養瓶的離心可以和大容量的離心瓶公用同一個水平轉子，有助于節約經費同時滿足多樣化的需求。所以說選擇適配范圍越寬的轉子越好。

 水平轉子可以使離心沉淀在管底而非管壁的斜面上，但是水平轉子的轉速往往較同型號的固定轉子慢很多.

⑶ 區帶轉頭：區帶轉頭無離心管，主要由一個轉子桶和可旋開的頂蓋組成。

轉子桶中裝有十字型隔板裝置，把桶內分隔成四個或多個扇形小室，隔板內有導管，梯度液或樣品液從轉頭中央的進液管泵入，通過這些導管分布到轉子四周，轉頭內的隔板可保持樣品帶和梯度介質的穩定。

沉降的樣品顆粒在區帶轉頭中的沉降情況不同于角式和外擺式轉頭，在徑向的散射離心力作用下，顆粒的沉降距離不變，因此區帶轉頭的“壁效應"極小，可以避免區帶和沉降顆粒的紊亂，分離效果好，而且還有轉速高，容量大，回收梯度容易和不影響分辨率的優點，使超離心用于制備和工業生產成為可能。

區帶轉頭的缺點是樣品和介質直接接觸轉頭，耐腐蝕要求高，操作復雜。

⑷ 垂直轉頭：其離心管是垂直放置，樣品顆粒的沉降距離最短，離心所需時間也短，適合用于密度梯度區帶離心，離心結束后液面和樣品區帶要作九十度轉向，因而降速要慢。

⑸ 連續流動轉頭：可用于大量培養液或提取液的濃縮與分離，轉頭與區帶轉頭類似，由轉子桶和有入口和出口的轉頭蓋及附屬裝置組成，離心時樣品液由入口連續流入轉頭，在離心力作用下，懸浮顆粒沉降于轉子桶壁，上清液由出口流出。

轉子的材質也從重量輕、強度高、造價低的鋁合金不斷創新，出現了碳纖維轉子、塑料轉子等等超輕轉子，還有采用鋁合金模具壓成空心角轉從而有效減輕重量，從而減輕電機的負荷及增加樣品的容量。

現在的轉子和適配器、蓋子多數都可以直接高溫消毒，抗腐耐溫性也大大提高，可以滿足特殊的需要。不過轉子在高速運轉時，內部會產生離心應力，因而都有一定的使用極限，需要參照說明書正確保管和使用。當離心應力超過一定的限度后，將引起轉頭過早損壞，甚至發生意外，所以我們要嚴格遵循廠家的說明。

高速離心機系列

 Optima MAX-XP臺式超速離心機

 Optima XPN系列智能型超速離心機

高效離心機系列

 Avanti JXN 30/26智能型高效離心機

 Avanti J-E多用途高效離心機

臺式高速離心機系列

 Microfuge 系列臺式微量離心機

 Allegra 系列高速臺式離心機