幾乎每個實驗室都會用到的離心機是一種稍大型的儀器，每個實驗室都會配置一到兩臺甚至數臺。大家對離心機并不陌生，只是可能只了解其中少數種類。整理一些關于離心機及其轉子種類的資料分享給大家。
 
一、離心技術的基本原理 
 
1、離心力（force, F） 
 
    F = m * a = m * ω2r2  
    a：粒子旋轉的加速度
 
    m：粒子的有效質量，g為單位
 
ω：粒子旋轉的角速度，弧度/s為單位
 
    r：粒子的旋轉半徑，cm為單位
 
2、相對離心力（relative centrifuge force, RCF）
 
    通常離心力常用地球引力（g）的倍數來表示，因而稱為相對離心力（RCF）。常用數字×g來表示，例如13000g表示相對離心力為13000。相對離心力指在離心場中，作用與顆粒的離心力相當于地球重力的倍數，單位是重力加速度g（980cm/s2）。
 
    RCF = ma/mg = mω2r2/mg = ω2r2/g  
∵ω = 2πΧ （rpm）/60  
    ∴RCF = 1.119 × 10-5 × （rpm）2r  
    rpm：revolutions per minute為每分鐘轉數
 
    由上式可知，只要給出旋轉半徑r，則RCF和rpm之間可以相互換算。  
  
    由于轉頭的形狀及結構的差異，每臺離心機的離心管從管口至管底的各點與旋轉軸之間的距離是不一樣的，所以在計算時規定旋轉半徑均用平均半徑rav代替，即最大半徑rmax和最小半徑rmin的平均值。
 
    一般，低速離心時常以轉速rpm來表示，高速離心時則以g表示。報告離心條件時使用RCF比rpm要科學，因為它可以真實地反映顆粒在離心管內不同位置的離心力及其動態變化。
 
二、離心機的種類 
 
    離心機按用途分為工業用離心機和實驗用離心機。后者根據功能又分為制備性離心機和分析性離心機。制備性離心機一般用來分離各種生物材料，分離的樣品量比較大，也是大多數科研實驗室配備的離心機種類。分析性離心機常用來研究純的生物大分子和顆粒的理化性質，一般有光學系統，可監測粒子在離心場中的行為，能推斷物質的純度、形狀和分子量等，且都是超速離心機。此處只介紹幾種制備性離心機，分析性離心機將在以后同大家一起分享。
 
    制備性離心機根據轉速可分為普通離心機、高速離心機、超速離心機等。具體如下：
 
1、普通離心機 
 
    最大轉速6000rpm左右，最大RCF接近6000g，容量為幾十毫升至幾升，分離形式是固液沉降分離，其轉速不能嚴格控制，通常不帶冷凍系統，室溫操作，用于收集易沉淀的大顆粒物質，如：細胞等。在細胞培養實驗室常常能見到，一般購買國產產品即可，如湖南湘儀牌、上海飛鴿牌等。
 
2、高速離心機
 
    轉速為2000-25000rpm，最大RCF為89000×g，最大容量可達3L，一般都有制冷系統，以消除高速旋轉轉頭與空氣之間摩擦而產生的熱量，離心室的溫度可以調節和維持在0℃-4℃，可以嚴格準確的控制轉速溫度和時間，并有指針或數字顯示。通常用于微生物菌體、細胞碎片、大細胞器、硫酸銨沉淀和免疫沉淀物等的分離純化工作，但不能有效地沉降病毒、小細胞器或單個分子。高速離心機是實驗室中最常見的離心機類型，一般的分子實驗室都會配備，比較好的品牌有艾本德（eppendorf）、賽默飛世爾（thermofisher）、西格瑪（sigma）等，價格一般在幾萬至幾十萬。
 
3、超速離心機  
  
    轉速可達50000-80000rpm，RCF最高可達510000×g，離心容量由幾十毫升至2升，分離形式為差速沉降分離和密度梯度區帶分離，需嚴格配平（誤差＜0.1g）。與高速離心機的主要區別是增加了真空系統。常用于分離亞細胞器、病毒、核酸、蛋白質和多糖等。超速離心機一般只有大型實驗室或公共平臺才有能力購買，價格幾十萬甚至上百萬。

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