离心机教学指导

其次章离心机首其次章离心机首页根本要求重点难点讲授学时内容提要11．根本要求了解离心力与相对离心力离心机的分类与根本构造离心机的主要技术参数及性能指标(4)离心机的进展熟悉离心机的工作原理离心机常见故障及排解方法掌握(1)常用的离心方法(差速离心法、密度梯度离心法、分析性超速离心法)(2)专用离心机的临床使用范围(3)低速离心机、高速〔冷冻〕离心机、超速〔冷冻〕离心机的临床使用范围22．重点难点重点(1)常用的离心方法(2)离心方法的选择(3)离心机的构造〔低速离心机、高速〔冷冻〕离心机、超速〔冷冻〕离心机〕难点离心力与相对离心力液体中的微粒在重力场中的分别液体中的微粒在离心力场中的沉降分析性超速离心法33．讲授学时磁钢片传感器4磁钢片传感器44．内容提要第一节其次节第三节第四节第五节第六节离心机的工作原理离心机的工作原理离心是利用旋转运动的离心力以及物质的沉降系数或浮力密度的差异进展分别、浓缩和提纯生物样品的一种方法。悬浮液在高速旋转下，由于巨大的离心力作用，使悬浮的微小颗粒〔细胞器、生物大分子的沉淀等〕以肯定的速度沉降，从而使溶液得以分别，颗粒的沉降速度取决于离心机的转速、颗粒的质量、大小和密度。当含有细小颗粒的悬浮液静置不动时，由于重力场的作用可使得悬浮的颗粒渐渐下沉，颗粒越重，下沉越快。微粒在重力场下移动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。如红细胞颗粒，直径为数微米，可以在通常重力作用下观看到它们的沉降过程。此外，物质在介质中沉降时还伴随有集中现象〔集中是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。对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，仅仅利用重力是不行能观察到沉降过程的，由于颗粒越小沉降越慢，而集中现象则越严峻。集中现象是不利于样品分别的，假设加大重力，就可能抑制集中现象的不利影响,实现生物大分子的分别。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，迫使液体中微粒抑制集中加快沉降速度，把样品中具有不同沉降系数和浮力密度的物质分别开。图2-1离心机运转示意图离心力与相对离心力圆心运动的现象称为离心现象也叫离心运动。离心运动是由于向心力消逝或缺乏而造成的。相对离心力是指在离心场中，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液体中的微粒在重力场中的分别液体中的微粒受重力的作用，较重的微粒下沉与液体分开，这个现象称为重力沉降。沉降速度指在强大离心力作用下，单位时间内物质运动的距离。沉降时间在实际工作中，常常遇到要求在已有的离心机上把某一种溶质从溶液中全部沉降分别出来需用多大转速与多长时间可到达目的的问题。假设转速，则需确定分别某粒子所需的时间即沉降时间。液体中的微粒在重力场中的沉降当离心机开动时，离心管绕离心转头的轴旋转，作圆周运动〔2-2将同样运动。假设颗粒是处于真空中〔即没有介质阻力时0位转到1位时，颗粒到达离心管底部A位。对于离心管而言，样品颗粒由顶位移到了A位，也就是由离心管顶。颗粒作切线运动时将由于介质的摩擦阻力，使其在离心管中依图2-2中虚线所示的曲线运动，当离心管由0位转到2位时，颗粒由顶位移到B位。介质的阻力越大，颗粒在离心管中沉降速度越小，沉降的距离也越短。旋转速度越大，颗粒在离心管中沉降越快。离心机的分类与根本构造

图2-2离心沉降示意图离心机的分类通常国际上对离心机的分类有三种方法：即按转速分、按用途分、按构造分。按转速可分为低速、驱动轴联轴器下减振器驱动轴联轴器下减振器滚珠轴承离心机的根本构造低速离心机、高速〔冷冻〕离心机及超速〔冷冻〕离心机的构造:①低速离心机的构造由电动机、离心转盘〔转头、调速器、定时器、离心套管与底座等主要部件构成。②高速〔冷冻〕离心机的构造由转动装置、速度掌握系统、温度掌握系统、真空系统、离心室、离心转头及安全保护装置等。③超速(冷冻)离心机主要由驱动和速度掌握、温度掌握、真空系统和转头四局部组成。图2-3离心机驱动系统构造离心机的主要技术参数及性能指标离心机的主要技术参数及性能指标主要参数包括：最大转速；最大离心力；最大容量；电源功率；温度掌握范围；工作电压；调速范其次局部为数字；第三局部为标识转头由不同的金属组成。转头参数有，R、R、RCF、RCF、max min max minRPM、Ｋ等。max流淌转头④区带转头⑤垂直转头。离心机的日常维护、常见故障及排解离心机的日常维护各类离心机因其转速高，产生的离心力大，使用不当或缺乏定期的检修和保养，都可能发生严峻事故，因此使用离心机时都必需严格遵守操作规程。离心机常见故障及排解方法电机不转转头的损坏机体震惊猛烈、响声特别。高速〔冷冻〕离心机不制冷有很多故障为不正确操作所致，正确操作可削减或消退故障。在工作过程中，如消灭任何特别现象均应马上停机，检查缘由，不得强行运转，以免产生不必要的损失。常用的离心方法及临床应用差速离心法(又称分步离心法)承受不同的离心速度和离心时间,使沉降速度不同的颗粒分步离心的方法,称为差速离心.操作时,将含有两种不同颗粒的混悬液,以常速离心，使大的颗粒下沉，将上清液倾倒于另一离心管中，再加大离心力，离心肯定时间，分别小的颗粒，反复屡次分别，到达分别目的。差速离心主要用于分别大小和密度差异较大的颗粒。差速离心法的优点是：操作简洁，离心后用倾倒法即可将上清液与沉淀分开，并可使用容量较大的角式转子；分别时间短、重复性高；样品处理量大。缺点是：区分率有限、分别效果差，沉淀系数在同一个数量级内的各种粒子不简洁分开，不能一次得到纯颗粒；壁效应严峻，特别是当颗粒很大或浓度很高时，在离心管一侧会消灭沉淀；颗粒被挤压，离心力过大、离心时间过长会使颗粒变形、聚拢而失活。图2-4差速离心法原理示意图密度梯度离心法(又称区带离心法)该法又分为速率区带离心法和等密度区带离心法。样品在肯定惰性梯度介质中进展离心沉淀或沉降平衡，在肯定离心力下把颗粒安排到梯度液中某些特定位置上，形成不同区带的分别方法。该法的优点是：具有很好的区分率，分别效果好，可一次获得较纯颗粒；适用范围广，既能分别沉淀系数差的颗粒，又能分别有肯定浮力密度的颗粒；颗粒不会积压变形，能保持颗粒活性，并防止已形成的区带由于对流而引起混合。缺点是：离心时间较长；需要制备梯度液；操作严格，不宜把握。速率区带离心法是依据分别的粒子在离心力作用下，在梯度液中沉降速度的不同，离心后具有不同沉降速度的粒子处于不同的密度梯度层内形成几条分开的样品区带，到达彼此分别的目的。临床常使用的分别液是Ficoll、Percoll及蔗糖。把静脉血中单个核细胞分别出来，前一种分别液将血液中单个核细胞〔淋巴细胞和单核细胞〕分为一个层，同时提出。而Percoll分别液将血中淋巴细胞和单核细胞分为二个梯度层，分别提取。后者分别效果优于前者，但操作繁琐。图2-5速率区带离心示意图等密度区带离心法当不同颗粒存在浮力密度差时，在离心力场下，颗粒或向下沉降，或向上浮起，始终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，称为等密度区带离心法。等密度区带离心的有效分别取决于颗粒的浮力密度差，密度差越大，分别效果越好，与颗粒的大小和外形无关，但后两者打算着到达平衡的速率、时间和区带的宽度。图2-6等密度区带离心示意图分析性超速离心法分析型超速离心机的工作原理①分析型超速离心机主要由一个椭圆形的转子、一套真空系统和一套光学系统所组成。该转子通过一个柔性的轴连接成一个高速的驱动装置，此轴可使转子在旋转时形成自己的轴。②转子在一个冷冻的真空腔中旋转，其容纳两个小室：分析室和配衡室。③分析室的容量一般为1ml，呈扇形排列在转子中，其工作原理与一个一般水平转子一样。④分析室有上下两个平面的石英窗，离心机中装有的光学系统可保证在整个离心期间都能观看小室中正在沉降的物质，可以通过对紫外光的吸取〔如对蛋白质和DNA〕或折射率的不同对沉降物进展监测。⑤在分析室中物质沉降时重粒子和轻粒子之间形成的界面就像一个折射的透镜，结果在检测系统的照相底板上产出一个“峰”，由于沉降不断进展，界面对前推动，故“峰”也在移动，从峰移动的速度可以得到物质沉降速度的指标。图2-7分析型超速离心系统示意图分析性超速离心法的临床应用分析型超速离心机最大转速40000r/min，检测波长范围200nm～800nm100000r/min，最大离心力802400×g密度梯度泵、各种加样、取样器等附件。分析型超速离心机主要用于生物制药领域测定生物大分子的相对分子重量。应用最广的是沉降速度法承受照相记录，即可求出粒子的沉降系数。生物大分子的纯度估计。分析型超速离心机目前广泛应用于争论DNA制剂、病毒和蛋白质的纯度。分析生物大分子中的构象变化。可以通过检查样品在沉降速度上的差异来证明。临床试验室根本不用。制备型超速离心机主要用于生物学争论方面，是分别纯化细胞的主要工具，可用于细胞器、病毒的分别和浓缩。低速离心机的临床应用低速离心机是临床试验室常规使用的一类离心机。最大转速在 4000r/min以内，相对离心力在2810×g，分别形式是固液沉降分别。临床试验室主要用于全血中的血浆、血清的分别及尿液、胸腹水、脑脊液等有形成分的分别。高速离心机的临床应用最大转速为20230r/min，最大相对离心力为17000×g，分别形式是固液沉降分别。临床试验室主要用于PCRDNARNA根底试验室对各种生物细胞、无机物溶液、悬浮液及胶体溶液的分别,浓缩和提纯等。为了防止高速离心过程中温度上升而使酶类物质破坏，以及生物分子变性失活，有的高速离心机还装设了制冷系统，此种离心机又称高速冷冻离心机。超速离心机的临床应用最大转速为50000-80000r/min510000×g，分别形式是差速沉降分别和密度梯度区带分别。临床试验室根本不用。主要用于科研上，对样本中亚细胞器的分别，病毒、核酸、蛋白质及多糖的分别。专用离心机输血专用离心机用于临床输血、血型鉴定、穿插配血、血小板血型鉴定、血小板抗体的检查及抗人球蛋白试验等。微量毛细管离心机用于血溶比试验，微量血细胞比积以及同位素微量标记物的测定。尿沉渣分别离心机