离心技术与离心机课件.pptx

1、离心技术与离心机2离心技术与离心机centrifugal technique and centrifuge血浆试管离心沉降物血液将含有微小颗粒的悬浮液置于转头中，利用转头绕轴旋转所产生的离心力，将悬浮的微小颗粒按密度或质量的差异将其分离的方法。31.掌握常用的离心方法，离心机的分类与结构2.熟悉离心技术的基础理论，离心机的应用3.了解离心机的维护、离心方法的进展上一页下一页教学基本要求4 应用离心沉降进行物质的分应用离心沉降进行物质的分析和分离的技术析和分离的技术下一页前 言上一页 离心现象物体在离心力场中表现的沉降运动现象。离心技术实现离心技术的仪器离心机5前 言 离心技术主要用于各种生物样

2、品离心技术主要用于各种生物样品的的分离、纯化和制备分离、纯化和制备，在细胞生物学，在细胞生物学和分子生物学的每一进程中，总可见和分子生物学的每一进程中，总可见到离心技术的运用。到离心技术的运用。离心机离心机是生命科是生命科学研究的学研究的基本设备基本设备，在生命科学，特，在生命科学，特别是生物化学和分子生物学研究领域别是生物化学和分子生物学研究领域，随着分子生物学研究对分离设备日，随着分子生物学研究对分离设备日益增多的需要而有了很大的发展。益增多的需要而有了很大的发展。下一页上一页6 在引入了在引入了微处理器控制系统微处理器控制系统后，各种转速级别的后，各种转速级别的离心机已经可以分离纯化目前

3、已知的离心机已经可以分离纯化目前已知的各种生物体组各种生物体组份份（细胞、亚细胞器、病毒、激素、生物大分子等（细胞、亚细胞器、病毒、激素、生物大分子等等）。而对离心方法的深入研究又可以利用这些离等）。而对离心方法的深入研究又可以利用这些离心设备心设备更快、更纯、更多地分离纯化样品更快、更纯、更多地分离纯化样品。诸如分。诸如分离出化学反应后的沉淀物、天然的生物大分子、无离出化学反应后的沉淀物、天然的生物大分子、无机物、有机物，在生物化学以及其它的生物学领域机物、有机物，在生物化学以及其它的生物学领域常用来收集常用来收集细胞、细胞器及生物大分子物质细胞、细胞器及生物大分子物质。上一页下一页前 言7

4、 本章将对基础医学、检验医学、临床医学等实验本章将对基础医学、检验医学、临床医学等实验室中常用于分离和提纯样品的室中常用于分离和提纯样品的离心技术的基础理论离心技术的基础理论，常用的常用的离心方法离心方法和相关的和相关的离心机离心机、专用离心机，离心、专用离心机，离心机的分类与结构，离心机的使用和维护，离心方法和机的分类与结构，离心机的使用和维护，离心方法和离心机的进展等进行简要的介绍。离心机的进展等进行简要的介绍。上一页下一页前 言8 第一节 离心技术的基础理论 第二节 常用的离心方法 第三节 离心机的分类与结构 第四节 离心机的应用和维护 第五节 离心方法和离心机的进展 本 章 小 结主

5、要 内 容9一、离心机的工作原理二、离心力与相对离心力三、液体中的微粒在重力场中的分离四、液体中的微粒在离心力场中的沉降第一节 离心技术的基本理论10 物质的悬浮液在物质的悬浮液在高速旋转下高速旋转下，由于，由于巨大的巨大的离心力作用离心力作用，使悬浮的，使悬浮的微小颗粒微小颗粒（细胞器、（细胞器、生物大分子的沉淀等）以一定的速度生物大分子的沉淀等）以一定的速度沉降沉降，从而使溶液得以从而使溶液得以分离分离、浓缩和提纯浓缩和提纯，颗粒的，颗粒的沉降速度取决于离心机的转速、颗粒的质量沉降速度取决于离心机的转速、颗粒的质量、大小和密度。、大小和密度。第一节 离心技术的基本理论下一页血浆试管离心沉降

6、物血液11一、液体中的微粒在重力场中的沉降Fb=V0g=(m/)0g 阿基米德原理V为物体的体积，m为物体的质量，为物体的密度，0为介质的密度，g为重力加速度12若0 F向下，微粒下沉。若0 F向上，微粒上浮。若=0 F为零，微粒处于平衡悬浮状态。F=W-Fb=Vg-V0g=V g(-0)=m(1-0/)g 使微粒下沉的力:W为重力13混合液静置一段时间后微粒在液体介质中的沉降将受到介质的浮力、介质阻力及扩散现象的影响。液体中的微粒受重力的作用，较重的微粒下沉与液体分开重力沉降14Fr =f(dx/dt)摩擦阻力Frf为阻力系数；dx/dt为微粒的运动速度15 粒子的沉降速度与m(1-0/)成

7、正比，与阻力系数f成反比。沉降速度微粒等速沉降运动时的速度m(1-0/)g=f(dx/dt)(dx/dt)=m(1-0/)g/f16上一页下一页重力时间下沉的速度与微粒的大小、形态、密度、重力场的强度及液体的黏度有关。物质在介质中沉降时还伴随有扩散现象。17上一页下一页扩散现象由于微粒的热运动而产生的质量迁移现象,主要是由于密度差引起的。颗粒越小沉降越慢，而扩散现象则越严重。小于几微米的微粒如病毒或蛋白质等，它们在溶液中成胶体或半胶体状态扩 散18上一页返回知识点扩散现象是不利于样品分离的加大重力，可能克服扩散现象的不利影响离心机就是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力，迫使液体中微粒克服

8、扩散加快沉降速度，把样品中具有不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。扩散与沉降19下一页二、离心力与相对离心力1.离心力（Fc）离心运动物体远离圆心运动的现象离心运动是由于向心力消失或不足而造成的。2036004)602(2222rmNrNmrmFc上一页下一页离心力（Fc）：旋转角速度：每分钟转头旋转次数r：为离心半径m：质量。2 r：离心加速度21上一页下一页2.相对离心力(FRC)离心场中，作用于颗粒的离心力相当于地球重力的倍数单位是重力加速度“g”只要FRC值不变，一个样品可以在不同的离心机上获得相同的结果。FRC=(2r/g)g22 例如：在某个角度转头中，离心管口到旋转中心的距离为4

9、.8cm，而离心管底到旋转中心的距离是8.0cm，当转速为12 000rmin时，离心管口和离心管底所受到的相对离心力FRC分别是：FRC(管口)=1.11910-5(12 000)24.8g =7 734g FRC(管底)=1.11910-5(12 000)28.0g =12 891g 23上一页返回知识点rpm:转速离心管中点的离心力。离心力的表示g：高速离心时RCFa v：低速离心时可以真实地反映颗粒在离心管内不同位置的离心力及其动态变化。24 在离心机中，离在离心机中，离心管放于心管放于离心转头离心转头里里，当离心机开动，当离心机开动时，离心管绕离心时，离心管绕离心转头的轴旋转，作转头

10、的轴旋转，作圆周运动，在离心圆周运动，在离心管内的样品颗粒将管内的样品颗粒将同样运动。同样运动。下一页三、液体中的微粒在离心力场中的沉降25上一页下一页（一）离心沉降在没有介质阻力时，颗粒会沿切线方向飞去。26 上一页下一页离 心 沉 降 示 意 图介质的阻力越大，颗粒的沉降速度越小、沉降的距离也越短。旋转速度越大，颗粒的沉降越快。27上一页下一页(二）沉降速度在强大离心力作用下，单位时间内物质运动的距离g gf f/)m m(1 1d dt td dx x0 00：介质的密度：微粒的密度g：重力加速度f：阻力系数V=6.09210-4D2(-m)n2r/m D为颗粒的直径28颗粒沉降速度与三

11、方面的因素沉降速度与颗粒直径和密度成正比。密度相同时大颗粒比小颗粒沉降快；大小相同时，密度大的颗粒比密度小的沉降快。沉降速度与介质的粘度、密度成反比，介质粘度、密度大，则颗粒沉降慢。颗粒沉降速度与离心时转速和旋转半径成正比。如果其他的条件不变，沉降速度随着r的增大而增大。(2)介质的性质(3)离心条件(1)颗粒本身的性质29（三）沉降系数指单位离心场作用下颗粒沉降的速度S=v(2r)S=KD2(-m)/m V=6.09210-4D2(-m)n2r/m30S=KD2(-m)/m 沉降系数s的值与颗粒的大小、形状和密度，以及离心所使用的介质的密度和粘度有关。与转头的速度和类型无关。各种生物样品的沉

12、降系数差别很大沉降系数假定颗粒为球形 K=1/183132上一页下一页（四）沉降时间(Ts)ts=(1/S)(lnx2-lnx1)/2样品颗粒完全沉降到管底内壁的时间x2：旋转中心到离心管底内壁的距离x1：旋转中心到样品溶液弯月面之间的距离S：样品沉降系数33 最小离心半径最大离心半径上一页下一页（五）离心半径与离心力rmin：最小离心半径rmax：最大离心半径34 上一页下一页350沉降中的颗粒离心半径与离心力最小离心力场最大离心力场35 在离心力场中加速在离心力场中加速度达到数万甚至数十万度达到数万甚至数十万倍重力加速度时，颗粒倍重力加速度时，颗粒的沉降也加快了同样的的沉降也加快了同样的倍

13、数。这就使得许多在倍数。这就使得许多在重力场中不能沉降的细重力场中不能沉降的细小颗粒及密度较低的物小颗粒及密度较低的物体组份能用离心技术进体组份能用离心技术进行分离纯化。行分离纯化。5ml血液离心5分钟血浆血细胞上一页 返回知识点离心与纯化返回节标题36一、差速离心法 二、密度梯度离心法 三、分析性超速离心法第二节 常用的离心方法返回节标题37主要用于一般样品的分离及特殊样品的主要用于一般样品的分离及特殊样品的分离，例如分离细胞器和病毒。分离，例如分离细胞器和病毒。下一页一、差速离心法利用不同的粒子在离心力场中沉降速度的差别分步改变离心速度，用不同强度的离心力使具有不同质量的物质分批沉淀分离的

14、方法38 在离心后用倾倒在离心后用倾倒的办法把的办法把上清液上清液与沉淀分开与沉淀分开，然，然后将上清液加高后将上清液加高转速离心，分离转速离心，分离出出第二部分沉淀第二部分沉淀，如此往复加高，如此往复加高转速，逐级分离转速，逐级分离出所需要的物质出所需要的物质。上一页下一页原理39上一页下一页1.操作简单，离心后用倾倒法即可将上清液与沉淀分开;2.分离时间短、重复性高；3.样品处理量大。优点优点与缺点40适用于沉降速度差别在一到几个数量级的混合样品的分离1.分辨率有限、分离效果差，不能一次得到纯颗粒；2.壁效应严重，容易使颗粒变形、聚集而失活。缺点41 对分离纯度要求较高的样品应用此法，容对

15、分离纯度要求较高的样品应用此法，容易造成被分离物的大量丢失，变性以及造成易造成被分离物的大量丢失，变性以及造成污染，尤其对于一些沉降系数相差不太大的污染，尤其对于一些沉降系数相差不太大的组份要获得完全的分离提纯比较困难，所以组份要获得完全的分离提纯比较困难，所以该离心方法常用于该离心方法常用于要求不严格样本要求不严格样本的初步分的初步分离和大批量标本的处理，例如分离已破碎的离和大批量标本的处理，例如分离已破碎的细胞各组份等。细胞各组份等。上一页返回知识点差速离心法42 下一页分离前分离后二、密度梯度离心法（区带离心法）样品在一定惰性梯度介质中进行离心沉淀或沉降平衡，在离心力作用下把颗粒分配到梯

16、度液中某些特定位置上，形成不同区带的分离方法43上一页下一页密度梯度离心机离心时先将样品溶液置于一个由梯度材料形成的密度梯度液中，离心后被分离组份以区带层分布于梯度液中。44上一页下一页1.分辨率高，分离效果好，可一次获得较纯颗粒；2.适用范围广，既能分离沉淀系数差的颗粒，又能分离有一定浮力密度的颗粒；3.颗粒不会积压变形，能保持其活性，并可防止已形成的区带由于对流而引起混合。优点451.离心时间较长；需要制备成梯度液；2.操作严格，不宜掌握。缺点46上一页下一页不同的离心分离的原理 1.速率区带离心法2.等密度区带离心法分 类47将样品置于一个平缓的介质梯度中沉降该梯度的最大密度低于样品混合

17、物的最小密度样品颗粒按照其不同的沉降速率沉降，从而互相分离。离心一定时间后不同大小的颗粒将沉降在不同的层次，产生所谓区带。（一）、速度区带离心这种方法适用于分离密度相似而大小有别的样品。48由于这种方法是根据颗粒的沉降速率来完成分离，离心后分别处于不同的密度梯度层内形成几条分开的样品区带且，所以称作速度区带离心。49 梯度液在离心过程中以及离心完毕后，取梯度液在离心过程中以及离心完毕后，取样时起着支持样时起着支持介质和稳定剂介质和稳定剂的作用，避免的作用，避免因机械振动而引起已分层的粒子再混合，因机械振动而引起已分层的粒子再混合，常用的梯度液有常用的梯度液有FicollFicoll、Perco

18、llPercoll及蔗糖。及蔗糖。上一页下一页梯度液的作用501与被分离的生物材料不发生反应，且易与所分离的生物材料分开。2可达到要求的密度范围，且在所要求的密度范围内，粘度低，渗透压低，离子强度和pH变化较小。3不会对离心设备发生腐蚀作用。4容易纯化，价格便宜或容易回收。5浓度便于测定，如具有折光率。梯度材料的选择原则：51水溶性大，性质稳定，渗透压较高，其最高密度可达133g/ml，且由于价格低，容易制备，是现在实验室里常用于细胞器、病毒、RNA分离的梯度材料，但由于有较大的渗透压，不宜用于细胞的分离。常用的密度梯度材料1蔗糖：52商品名Ficoll，常采用Ficoll400也就是相对分子

19、重量为400000，Ficoll渗透压低，但它的粘度却特别高，为此常与泛影葡胺混合使用以降低粘度。主要用于分离各种细胞包括血细胞、成纤维细胞、肿瘤细胞、鼠肝细胞等。2.聚蔗糖：53是一种离子性介质、水溶性大，最高密度可达191gml。由于它是重金属盐类，在离心时形成的梯度有较好的分辨率，被广泛地用于DNA、质粒、病毒和脂蛋白的分离，但价格较贵。3氯化铯54KBr和NaCl可用于脂蛋白分离，KI和NaI可用于RNA分离，其分辨率高于铯盐。NaCl梯度也可用于分离脂蛋白，NaI梯度可分离天然或变性的DNA。4卤化盐类：55商品名，它是一种SiO2胶体外面包了一层聚乙烯吡咯酮(PVP)，渗透压低，它

20、对生物材料的影响小，而且颗粒稳定，在冷却和冻融情况下还是稳定的。其粘度高，在酸性pH和高离子强度下不稳定。它可用于细胞、细胞器和病毒的分离。5Percoll:56 1、手工制备密度梯度的制备：先以不同浓度(密度)的梯度液，按由浓到稀的次序依次铺入离心管，形成不连续阶梯密度。将此液柱的离心管垂直静置在试管架上，在室温2025时，只要23 h即会因重力作用及扩散作用而形成连续近线性的密度梯度。直接用密度梯度形成收集仪制备梯度。用浓度等于高、低平均值的蔗糖或其他梯度液，等量放入各离心管中，然后垂直放置在-20-40低温冰箱内冻结后取出，在室温下静置熔化，如此反复二次即成近直线型梯度分布。2、仪器法制

21、备 3、冷冻法制备 57 此离心法须此离心法须严格控制离心时间严格控制离心时间，使得既，使得既能使各种粒子在介质梯度中形成区带，又要能使各种粒子在介质梯度中形成区带，又要把时间控制在任一粒子达到沉淀前。若离心把时间控制在任一粒子达到沉淀前。若离心时间过长，所有的样品全部都到达离心管底时间过长，所有的样品全部都到达离心管底部；若离心时间不足，则样品还没有分离。部；若离心时间不足，则样品还没有分离。此法是一种此法是一种不完全的沉降不完全的沉降，沉降受物质，沉降受物质本身大小的影响较大，因此一般是在本身大小的影响较大，因此一般是在物质大物质大小相异而密度相同小相异而密度相同的情况下应用。的情况下应用

22、。上一页下一页特点：58 临床实验室常用临床实验室常用PercollPercoll作分离溶液，作分离溶液，用于静脉血中单个核细用于静脉血中单个核细胞的分离。胞的分离。先把梯度液先把梯度液加入离心管中加入离心管中，溶液的，溶液的密度从离心管顶部至底密度从离心管顶部至底部逐渐增加（部逐渐增加（正梯度正梯度）。将所需分离的。将所需分离的样品样品小小心的加至密度梯度溶液心的加至密度梯度溶液的顶部。的顶部。上一页下一页59（二）等密度区带离心法上一页下一页 时间将被分离样品均匀分布于梯度液中，离心后，粒子会移至与它本身密度相同的地方形成区带，收集好所需区带即为纯化的组份。60 当不同颗粒存在浮力密度差时

23、，在离心力场中，颗粒或向下沉降，或向上浮起，一直沿梯度移动到它们密度恰好相等的位置上（即等密度点）形成区带。原理：61颗粒的有效分离取决于其浮力密度差,与颗粒的大小和形状无关。但后两者决定着达到平衡的速率、时间和区带的宽度。颗粒的浮力密度与其原来的密度、水化程度及梯度溶质的通透性或溶质与颗粒的结合等因素有关。等密度区带离心法62因此，要求介质梯度应有一定的陡度，要有足够的离心时间形成梯度颗粒的再分配，进一步离心也不会有影响。要求等密度离心法主要用于科研及实验室特殊方面的样品组份的分离和纯化。63等密度离心介质的选择2Metrizamide（甲泛葡糖）密度梯度1高浓度盐溶液 CsCl，三氯乙酸铯

24、，NaI，KI，NaBr或KBr64第二节 常用的离心方法方方 法法特点特点差速离心法差速离心法根据样品组份的沉降系数根据样品组份的沉降系数不同进行分离不同进行分离速率区带离心法速率区带离心法根据样品组份的沉降系数根据样品组份的沉降系数不同进行分离不同进行分离等密度区带离心法等密度区带离心法根据样品组份的密度不同根据样品组份的密度不同进行分离进行分离上一页返回知识点65方 法 对 比等密度区带离心法速率区带离心法相同点：预先制备分离液66不同点使梯度液的最大密度不超过样品在该梯度中的浮力密度，利用这类生物组份在尺寸上的差异形成的沉降速率的不同，选择某一特定离心时间，当它们中的各个纯样品区带之间

25、的距离拉得最远时停止离心即可以达到分离目的。等密度区带离心法67一种平衡离心法，利用被分离物的密度的差别而进行分离纯化，从梯度介质形成到样品颗粒形成等密度区带，与分离物的大小及形状无关。速率区带离心法68三、分析型超速离心机 主要是为了研究生物大分子的主要是为了研究生物大分子的沉降特性和结构，而不是专门沉降特性和结构，而不是专门收集某一特定组份。因此它使收集某一特定组份。因此它使用了特殊的转子和检测手段，用了特殊的转子和检测手段，以便连续监以便连续监测测物质在一个离心物质在一个离心场中的沉降过程。场中的沉降过程。下一页69 1.1.测定生物大分子的相对分子重量测定生物大分子的相对分子重量 2.

26、2.生物大分子的纯度估计生物大分子的纯度估计 3.3.分析生物大分子中的构象变化分析生物大分子中的构象变化上一页下一页分析性超速离心法的应用范围70 一、离心机的分类 二、离心机的结构 三、离心机转头的分类应用及功能 四、离心机的主要技术参数及性能指标第三节 离心机的分类与结构返回节标题71第三节 离心机的分类与结构一、离心机的分类按用途分按转速分按结构分制备型、分析型和制备分析两用型 低速、高速、超速等可分为台式、多管微量式、细胞涂片式、血液洗涤式、高速冷冻式、大容量低速冷冻式、台式低速自动平衡离心机等 返回知识点72（一）低速离心机 临床实验室常规使用的临床实验室常规使用的一类离心机。其最

27、大转速在一类离心机。其最大转速在10000r/min10000r/min以内，相对离心以内，相对离心力在力在15000 15000 g g 以内，容量以内，容量为为几十毫升至几升几十毫升至几升，分离形，分离形式是式是固液沉降分离固液沉降分离。主要用。主要用作血浆、血清的分离及脑脊作血浆、血清的分离及脑脊液、胸腹水、尿液等有形成液、胸腹水、尿液等有形成份的分离。份的分离。返回 73下一页（二）高速离心机最大转速为20000rpm25000rpm（r/min）,最大相对离心力为89000g，最大容量可达3升,分离形式是固液沉降分离。主要用于临床实验室分子生物学中的DNA、RNA的分离和基础实验室对

28、各种生物细胞、无机物溶液、悬浮液及胶体溶液的分离、浓缩、提纯样品等。74 可进行微生物菌体、细胞碎可进行微生物菌体、细胞碎片、大细胞器、硫酸铵沉淀和片、大细胞器、硫酸铵沉淀和免疫沉淀物等的分离纯化工作免疫沉淀物等的分离纯化工作，但不能有效地沉降病毒、小，但不能有效地沉降病毒、小细胞器细胞器(如核蛋白体如核蛋白体)或单个分或单个分子。为了防止高速离心过程中子。为了防止高速离心过程中温度升高而使酶等生物分子变温度升高而使酶等生物分子变性失活性失活,还装设了还装设了冷冻装置冷冻装置返回上一页高速冷冻离心机75。下一页（三）超速离心机转速可达50000rpm80000rpm，相对离心力最大可达5100

29、00g，离心容量由几十毫升至2升。分离形式是差速沉降分离和密度梯度区带分离，离心管平衡允许的误差要小于0.1克。为了防止样品液溅出，附有离心管帽；为了防止温度升高，装有冷冻装置76上一页下一页 制备型分析型分析制备两用型超速离心机的出现，使生物科学的研究领域有了新的扩展，它能使过去仅仅在电子显微镜观察到的亚细胞器得到分级分离，还可以分离病毒、核酸、蛋白质和多糖等。77 主要用于主要用于生物大分子、生物大分子、细胞器和病毒细胞器和病毒等的分离等的分离纯化，能使纯化，能使亚细胞器亚细胞器分分级分离，并可用于测定级分离，并可用于测定蛋白质及核酸的蛋白质及核酸的分子量分子量。上一页下一页制备型超速离心

30、机78 装有装有光学系统光学系统，可拍照，可拍照、测量、数字输出、打、测量、数字输出、打印自动显示系统等，可印自动显示系统等，可以通过光学系统对测试以通过光学系统对测试样品的样品的沉降过程及纯度沉降过程及纯度进行观察。进行观察。上一页下一页分析型超速离心机791.1.能在短时间内，用少量样品得到一些能在短时间内，用少量样品得到一些重要重要信息信息；2.2.能确定生物大分子是否存在及大致的能确定生物大分子是否存在及大致的含量含量；3.3.计算生物大分子的计算生物大分子的沉降系数沉降系数；4.4.结合界面扩散，结合界面扩散，估计分子的大小估计分子的大小；5.5.检测分子的不均一性及混合物中检测分子

31、的不均一性及混合物中各组份的各组份的比例比例；6.6.测定生物大分子的测定生物大分子的分子量分子量；7.7.还可以检测生物大分子的还可以检测生物大分子的构象变化构象变化等。等。返回上一页 分析型超速离心机的主要特点：80 随着科学技术的不断发展，离心机技术随着科学技术的不断发展，离心机技术日益创新。离心技术与临床实验室相接轨日益创新。离心技术与临床实验室相接轨，由以往广泛型逐渐走向专业性很强的单，由以往广泛型逐渐走向专业性很强的单一型专用离心机，对所分离的不同物质规一型专用离心机，对所分离的不同物质规定了一定的转速，相对离心力及时间，使定了一定的转速，相对离心力及时间，使离心操作向规范化、标准

32、化、科学化及专离心操作向规范化、标准化、科学化及专业化方向发展。业化方向发展。相应产生的离心机有相应产生的离心机有免疫血液离心机免疫血液离心机、微量毛细管离心机、尿沉渣分离离心机、微量毛细管离心机、尿沉渣分离离心机、细胞涂片离心机、细胞涂片离心机等。等。下一页（四）专用离心机81 为临床输血所设计的一种带为临床输血所设计的一种带有标准化操作程序的专用离心有标准化操作程序的专用离心机。可用于机。可用于白细胞抗原检测的白细胞抗原检测的淋巴细胞分离、洗涤及细胞染淋巴细胞分离、洗涤及细胞染色体制作的细胞分离；用于血色体制作的细胞分离；用于血小板的分离、凝血酶的处理离小板的分离、凝血酶的处理离心；用于抗

33、人球蛋白试验；用心；用于抗人球蛋白试验；用于洗涤红细胞及血浆的分离等于洗涤红细胞及血浆的分离等。上一页下一页1.免疫血液离心机82 是一种实验室专用离心机，是一种实验室专用离心机，操作程序为自动化控制。最大操作程序为自动化控制。最大容量一次可放容量一次可放2424根毛细管根毛细管，最，最高转速可达高转速可达12000r/min12000r/min14800g14800g离心力。离心力。在临床实验室用于在临床实验室用于血溶比试验血溶比试验，微量血细胞比积值，微量血细胞比积值的测定及的测定及同位素微量标记物同位素微量标记物的测定等。的测定等。上一页下一页2.微量毛细管离心机83 与尿液工作站相配套

34、，在与尿液工作站相配套，在低低速离心机速离心机的基础上，设定了特的基础上，设定了特定专用水平转子。实际工作中定专用水平转子。实际工作中取取尿样尿样10ml10ml置专用离心管中，置专用离心管中，离心转速设置离心转速设置1500r/min1500r/min400g400g离心力离心力,离心离心时间为时间为5min5min,一次可处理尿液一次可处理尿液标本为标本为323210ml10ml，广泛应用于，广泛应用于临床实验室及基础教学实验室临床实验室及基础教学实验室。上一页下一页3.尿沉渣分离离心机84其结构较为简单。由电动机、离心转盘、调速器、定时器、离心套管、与底座等主要部件构成.机盖离心室电机主

35、轴电动机转盘离心套管底座下一页二、离心机的结构（一）低速离心机85 是离心机的主件。它包括定子和转子两部是离心机的主件。它包括定子和转子两部分。分。上一页下一页电动机1.电动机 86 离心转盘常用铸铝制成离心转盘常用铸铝制成，是平顶锥形，中间有一圆，是平顶锥形，中间有一圆孔，套在电动机上端的转轴孔，套在电动机上端的转轴上，然后用螺帽旋紧固定，上，然后用螺帽旋紧固定，转盘上有转盘上有6-126-12个对称的个对称的4545角的斜孔角的斜孔，以放试管。，以放试管。转子转盘上一页下一页2.离心转盘（转头）87 调速装置（用于电动机）有多种。如调速装置（用于电动机）有多种。如多抽头变阻器、瓷盘可变多抽

36、头变阻器、瓷盘可变电阻器电阻器等多种等多种形式。在电源与电动机之间串联一只多形式。在电源与电动机之间串联一只多抽头扼流圈或瓷盘可变电阻器，改变电抽头扼流圈或瓷盘可变电阻器，改变电动机的动机的电流和电压电流和电压，通过旋转或触摸面，通过旋转或触摸面板自动控制系统，达到转速调节。板自动控制系统，达到转速调节。上一页下一页3.调速装置 88 上一页下一页4.离心套管主要用塑料和不锈钢制成。塑料离心管透明（或半透明），常用性能较好的材料，如聚丙烯（PP）。其硬度小，可用穿刺法取出梯度层，但易变形，抗有机溶剂腐蚀性差，使用寿命短。塑料离心管都有管盖，离心前管盖必须盖严，防止倒置时漏液。不锈钢离心管强度大

37、，不变形，能抗热、抗冻、抗化学腐蚀。89 通常有转动装置、速度控制系统、温度控制系统、真空系统、离心室、离心转头及安全保护装置等。由于转速高，带有低温控制装置，离心室的温度可以调节和维持在040。转速、温度和时间也都可以严格准确控制，并有指针或数字显示。上一页下一页（二）高速(冷冻)离心机90 是由是由标准电压、速度调节器、电流调节器标准电压、速度调节器、电流调节器、功率放大器、电动机、速度传感器、功率放大器、电动机、速度传感器等部等部分构成。通常采用的速度传感器有测速发分构成。通常采用的速度传感器有测速发电机传感器，光电速度传感器、电磁速度电机传感器，光电速度传感器、电磁速度传感器等。传感器

38、等。上一页下一页 1.转动装置 主要由电动机、转头轴，以及它们之间连接的部分构成。2.速度控制系统91 上一页下一页3.真空系统超速离心机的转速很高，当转速超过4104 rpm转时，空气摩擦产生的高热就成了严重问题。因此，超速离心机都配有真空系统，将离心腔密封并抽成真空，以克服空气的摩擦阻力，保证离心机达到正常所需要的转速。92 高速离心机的温度控制是在转头室装高速离心机的温度控制是在转头室装置一置一热电偶热电偶，监测其温度。制冷压缩机采，监测其温度。制冷压缩机采用全封闭式，由用全封闭式，由压缩机压缩机、冷凝器冷凝器、毛细管毛细管和和蒸发器蒸发器四个部分组成。为了降低噪音，四个部分组成。为了降

39、低噪音，冷凝器通常采用冷凝器通常采用水冷却系统水冷却系统。用。用接触式热接触式热敏电阻敏电阻作为控温仪的感温元件，在测量仪作为控温仪的感温元件，在测量仪表上可选择温度和读出其温度控制值。表上可选择温度和读出其温度控制值。上一页下一页4.温度控制与制冷系统93第三节 离心机的分类与结构返回离心机压缩机94返回离心机冷凝器95返回离心机毛细管96离心机蒸发器返回97 超速离心机的安全保护装置通常包超速离心机的安全保护装置通常包括括主电源过电流保护装置主电源过电流保护装置、驱动回路驱动回路超速保护超速保护、冷冻机超负荷保护冷冻机超负荷保护和和操作操作安全保护安全保护等四个部分。等四个部分。上一页下一

40、页5.安全保护装置98主电源过电流保护装置返回99驱动回路超速保护返回100冷冻机超负荷保护返回101操作安全保护返回102 上一页下一页驱动和速度控制温度控制真空系统转头(三)超速(冷冻)离心机103 超速离心机的驱动装置是由超速离心机的驱动装置是由水冷或风水冷或风冷电动机冷电动机通过精密齿轮箱或皮带变速，或通过精密齿轮箱或皮带变速，或直接用直接用变频感应电机变频感应电机驱动，并由微机进行驱动，并由微机进行控制。还有一个控制。还有一个过速保护系统过速保护系统，以防止转，以防止转速超过转头最大规定转速而引起转头的撕速超过转头最大规定转速而引起转头的撕裂或爆炸，为此，离心腔用能承受此种爆裂或爆炸

41、，为此，离心腔用能承受此种爆炸的炸的装甲钢板装甲钢板密闭。密闭。上一页下一页驱动和速度控制104 安装在转头下面的安装在转头下面的红外线射量感受器红外线射量感受器直接并连续监测离心腔的温度，以保证更直接并连续监测离心腔的温度，以保证更准确更灵敏的温度调控。这种红外线温控准确更灵敏的温度调控。这种红外线温控比高速离心机的热电偶控制装置更敏感，比高速离心机的热电偶控制装置更敏感，更准确。更准确。上一页下一页温度控制105 转头是离心机分离样品的核心部件转头是离心机分离样品的核心部件，它的，它的转速与转头的材料及强度有关。低速离心机转速与转头的材料及强度有关。低速离心机一般采用强度好，重量轻的一般采

42、用强度好，重量轻的超硬铝合金超硬铝合金；超；超速离心机采用速离心机采用钛合金钛合金。一般来说，对同一类。一般来说，对同一类型离心机型离心机重量轻、容量小重量轻、容量小的转头转速要高；的转头转速要高；反之转速要低。离心机常有多种不同形状的反之转速要低。离心机常有多种不同形状的转头，其各自所反映的离心力场的大小和离转头，其各自所反映的离心力场的大小和离心沉降距离也不一样，在实际工作中应根据心沉降距离也不一样，在实际工作中应根据分离要求正确选择使用。分离要求正确选择使用。下一页三、离心机转头的分类应用及功能106 主要用于分离沉降速度有明显差异的颗粒样主要用于分离沉降速度有明显差异的颗粒样品。但具有

43、壁效应，在离心管内将会引起强烈品。但具有壁效应，在离心管内将会引起强烈的对流，影响分离纯度。的对流，影响分离纯度。上一页下一页1.固定角转头107 用于样品作低密度梯度离心，有敞开用于样品作低密度梯度离心，有敞开式和封闭式两种。式和封闭式两种。上一页下一页2.甩平式转头108 主要用于主要用于悬浮介质中高悬浮介质中高速分离较小速分离较小的颗粒物质，的颗粒物质，这种转头是利用离心淘析这种转头是利用离心淘析技术在无菌和低温条件下技术在无菌和低温条件下，被分离的组份，能保持，被分离的组份，能保持活性，回收率高等优点。活性，回收率高等优点。被广泛应用于科研和实验被广泛应用于科研和实验室工作。室工作。上

44、一页下一页3.连续流动转头109 主要用于大容量的主要用于大容量的密度梯度离心，转头密度梯度离心，转头由四块叶片的转头体由四块叶片的转头体和密封系统构成四个和密封系统构成四个扇形小室，叶片上有扇形小室，叶片上有径向导管，梯度液通径向导管，梯度液通过密封管道泵入转子过密封管道泵入转子内，然后通过密封组内，然后通过密封组件中心输液管加入样件中心输液管加入样品。品。上一页下一页区带转头扇形小室叶片径向导管4.区带转头110 上一页返回知识点垂直转头5.垂直转头111最大容量最大离心力工作电压温度控制范围最大转速电源功率调速范围下一页四、离心机的主要技术参数及性能指标112离心机一次可分离样品的最大体

45、积，通常表示为m X n。n单位是ml.返回 1.最大转速 离心转头可达到的最大转速，单位是rpm2.最大离心力离心机可产生的最大相对离心力场RCF，单位是g3.最大容量1134.调速范围 5.温度控制范围 6.工作电压 7.电源功率 离心机转头转速可调整的范围离心机工作时可控制的样品温度范围114第四节 离心方法的选择返回节标题 通常，对颗粒的通常，对颗粒的质量和密度质量和密度与溶液与溶液相差较大的分离样品，只要相差较大的分离样品，只要选择合适的选择合适的离心转速和离心时间离心转速和离心时间，就能达到较好的，就能达到较好的分离效果。分离效果。对存在对存在两种以上质量和密度不同两种以上质量和密

46、度不同的的样品颗粒，则可采用样品颗粒，则可采用差速离心法差速离心法。差速。差速离心方法常针对不同的离心速度和离心离心方法常针对不同的离心速度和离心时间要求，使沉降速度不同的样品颗粒时间要求，使沉降速度不同的样品颗粒按批次分离按批次分离。115 对于有对于有密度梯度差异密度梯度差异的样品介的样品介质，可采用质，可采用密度梯度离心法密度梯度离心法，使沉，使沉降系数比较接近的物质得以分离。降系数比较接近的物质得以分离。当不同样品颗粒的密度范围在当不同样品颗粒的密度范围在离心离心介质的密度梯度范围内介质的密度梯度范围内时，可时，可采用等密度梯度离心。采用等密度梯度离心。返回知识点上一页116本 章 小

47、 结 离心现象是指物体在离心力场中离心现象是指物体在离心力场中表现的表现的沉降运动现象沉降运动现象。应用离心沉降。应用离心沉降进行物质的分析和分离的技术称为离进行物质的分析和分离的技术称为离心技术。离心机就是利用离心机心技术。离心机就是利用离心机转子转子高速旋转高速旋转产生的强大的产生的强大的离心力离心力，迫使，迫使液体中微粒克服扩散液体中微粒克服扩散加快沉降速度加快沉降速度，把样品中具有把样品中具有不同沉降系数和浮力密不同沉降系数和浮力密度度的物质分离开。的物质分离开。下一页117 离心机是生命科学研究的离心机是生命科学研究的基本设备基本设备。目。目前，各种转速级别的离心机已经可以分离纯前，

48、各种转速级别的离心机已经可以分离纯化目前已知的各种生物体组份（细胞、亚细化目前已知的各种生物体组份（细胞、亚细胞器、病毒、激素、生物大分子等等），而胞器、病毒、激素、生物大分子等等），而对离心方法的深入研究又可以利用这些离心对离心方法的深入研究又可以利用这些离心设备更快、更纯、更多地分离纯化样品。诸设备更快、更纯、更多地分离纯化样品。诸如分离出化学反应后的沉淀物，天然的生物如分离出化学反应后的沉淀物，天然的生物大分子、无机物、有机物，在生物化学以及大分子、无机物、有机物，在生物化学以及其它的生物学领域常用来收集细胞、细胞器其它的生物学领域常用来收集细胞、细胞器及生物大分子物质。及生物大分子物质

49、。上一页下一页118 根据离心原理，对不同样品的分离根据离心原理，对不同样品的分离而选择不同的离心方法。常用的离心方而选择不同的离心方法。常用的离心方法大致可分为法大致可分为平衡离心法、等密度离心平衡离心法、等密度离心法、经典式沉降平衡离心法法、经典式沉降平衡离心法等三类。为等三类。为了研究生物大分子的沉降特性和结构、了研究生物大分子的沉降特性和结构、测定生物大分子的相对分子重量，还会测定生物大分子的相对分子重量，还会用到分析型用到分析型超速离心超速离心方法。各种离心方方法。各种离心方法均有其优、缺点，使用时应根据实际法均有其优、缺点，使用时应根据实际工作的需要进行选择。工作的需要进行选择。上

50、一页下一页119 一般地，离心机可按其结构性能一般地，离心机可按其结构性能分为分为低速、高速、超速低速、高速、超速等类型离心机。等类型离心机。专用离心机有专用离心机有免疫血液离心机、微量毛免疫血液离心机、微量毛细管离心机、尿沉渣分离离心机、细胞细管离心机、尿沉渣分离离心机、细胞涂片离心机涂片离心机等。不同类型的离心机其结等。不同类型的离心机其结构也不相同，使用时应根据实际工作的构也不相同，使用时应根据实际工作的需要，设置相应的离心转速、离心时间需要，设置相应的离心转速、离心时间及温度等。及温度等。上一页下一页120 随着离心方法的不断改进随着离心方法的不断改进,离心机的类型也越来越新颖离心机的