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实验室离心机及其应用

离心的概念:

离心机利用离心过程和离心力原理。当物体绕轴旋转时,会向其施加向外的径向力。这种向心力用于加速沉降,在这个过程中,密度较大的颗粒会更快地向外抛掷。离心原理用于现代实验室的各种应用,以分离样品中的各种成分。

图2:离心力原理

有哪些类型的离心机可用?

当今市场上有许多类型可供选择;它们的范围很广,具有不同的转子速度、制冷条件和离心机尺寸。本文主要关注实验室离心机。

实验室离心机由电动机驱动,该电动机高速旋转液体悬浮液。离心力使较重的颗粒移动到样品管的外部,而较轻的颗粒则更靠近中心。实验室离心机通过沉降原理工作,其中向心速度用于分离较重和较小密度的物质。当离心管中的样品被离心时,固体移动到离心管的底部。离心管的形状有助于轻松取出固体

图 3:离心管支架

微量离心机 通常适用于 0.2-10.0 ml 的小样品量,但有些离心机具有 Eppendorf 放置容量。微量离心机允许更换不同容量的 Eppendorf 管,这在样品容量方面提供了更大的灵活性。

图 4:迷你离心机

台式离心机更适合小型实验室应用;它也占用更少的空间。但是,它们只能容纳少量的材料,因此它们最适合用于样本量较小的应用。台式离心机也可能配有内置冰箱,但并非所有型号都包含它。如果样品发生热降解,建议购买冷冻离心机。一般来说,台式离心机可用于多种应用,包括含有血液、DNA、RNA、蛋白质研究、组织培养和细胞培养的样品。

图 5: 台式离心机

普通离心机用于与实验室离心机相同的功能,但普通离心机比实验室大,也称为落地式离心机。这些类型的离心机比台式离心机需要更多空间,但它们可以处理更大的样品量,离心管最多可容纳 750 毫升。落地式离心机可能具有制冷功能,温度可设置在 -20 °C 和 + 40 °C 之间。当样品中含有 DNA、RNA、抗体、病毒或蛋白质时,落地式离心机非常有用。

高容量离心机在加速度方面是超速离心机,相对离心力高达 1,000,000 g (150,000 RPM)。超速离心机可分为制备型超速离心机和分析型超速离心机。制备型超速离心机用于分离生物/有机成分,例如 DNA、RNA、脂蛋白、膜、细胞器和病毒。分析超速离心机用于实时识别样品。他们可以识别平衡和速度沉降,分子的形状和质量。超速离心机在纳米技术领域有着广泛的应用。

离心机应用

离心机可用于实验室中的广泛应用。下面列出了离心机的一些常见应用:

  • 分离密度相近的混合物

  • 不混溶的液体分离

  • 沉淀物悬浮物的分离

  • 提取血细胞

  • 蛋白质提取

  • 同位素分离

  • 宇航员的重力模拟环境

  • 分离面霜

  • DNA提取

  • 质粒 DNA 提取(主要是细菌或酵母)

  • 高重力环境下的材料合成

  • 洗衣机脱水功能