離心在醫學實驗室是一重要的樣品分離、分析技術，在許多實驗室乃至相關領域得到廣泛應用。
 

一、離心技術及離心機分類
 

離心是在離心力的作用下，利用被離心樣品物質的沉降系數、浮力、密度的差別，進行分離、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。
 

離心機的設計原理是利用驅動轉頭旋轉時所產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或浮力密度差的物質分離開。決定離心力大小的因素除轉速(Revolved per minute,r/min)和離心(轉頭半徑外，還與粒子在旋轉運動中所受到的力（重力、浮力、摩擦力）之作用影響有關（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"表達式為：RCF=or/980。

離心技術的關鍵是如何根據樣品粒子和介質的性質以及轉子的技術參數來確定離心力、轉速和離心時間設置。粒子（細胞、細胞器及大分子的統稱）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的密度和粘度。根據用途、轉速、功能配置可將醫學實驗室常用離心機大致分為以下幾種類型（見圖2）：不同轉速的離心機產生不同的離心力具有不同的用途。

低速機型設計有較大容量(Large capacity centrifuge，≥12L)，主要用于細胞、血清、血漿以及批量樣品的分離制備，另在生物制藥領域發揮著較大作用；

高速離心機(High speed cen-trifuge)主要用于某些亞細胞器結構、核酸、蛋白質、質粒、細菌的分離和制備；而超速離心機(Ultracentrifuge）則適應于病毒、核酸及蛋白質的分離純化，進一步的分析研究還可采用分析型超速離心機。
 

近年來，有一種稱之為“通用實驗室離心機(Universal lab-oratory centrifuge)"的機型進入醫學實驗室，在性能上順應了分子生物學、細胞生物學等相關領域實驗技術的需要，倍受實驗室工作者的關注。其特點是兼顧了低速機和高速機、微量和較大容量的性能，但體積小、重量輕、耗電小、操作簡便；常見機型最高轉速≥13 000r/min，個別機型超過20000r/min，起始轉速可低到100r/min；最大rcf一般可達20000xg以上，個別機型達到60000×g；離心容量最大可達3000ml。
 

2離心機技術的主要進展
 

通用實驗室日立離心機在構造上與高速離心機基本相同，主要包括：驅動、各式轉頭、溫度控制（低溫機型）、整機控制4個主要部分，但為實現其通用性能可謂濃縮了近代離心機制造方面的高新技術。
 

2.1驅動系統
 

采用無碳刷變頻電機取代了直流串激電機是離心技術史上的革命，隨之而來的優點體現在以下幾個方面：

（1）在不同轉速都能輸出最大扭矩，為開發一機多功能型的通用離心機提供了重要前提
（2）維護簡便，直流串激電機需定期更換碳刷（一般在100~1000h）給使用者帶來諸多不便，而使用變頻電機驅動部分維護主要是更換軸承，且周期延長
（3）低噪聲，免除了碳刷摩擦產生的高頻噪聲，在15000r/min運轉時可控制在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、無塵實驗室內使用
（4）起動速度快
（5）電子不平衡檢測；
（6）減小了整機體積、重量和功耗，故大多制作成臺式機型。
 

2.2離心轉頭
 

不同形式、不同技術性能的轉頭(Rotors)代表著離心功能，通用離心機所配置的轉頭充分體現了離心技術的進展。主要可概括為
1）高速轉頭多用鋁合金制作，經計算機三維計算優化設計具有體輕、轉速高等優點
2）用碳纖維制造高速轉頭，容量大、重量輕、耐腐蝕性





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