設(shè)備介紹

實驗室離心機，或?qū)嶒炗秒x心機，是專業(yè)用于實驗分析的小型離心機。離心機是繞固定旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的物體受離心力產(chǎn)生模擬地球重力場的作用，使物體做沉降運動，從而對物質(zhì)中的不同密度、不同分子t的級分進行分離的儀器設(shè)備。應(yīng)用離心沉降進行物質(zhì)的分析和分離的技術(shù)就稱為離心技術(shù)。目前各種離心機和離心技術(shù)已廣泛地應(yīng)用到科學(xué)研究和生產(chǎn)部門，并已成為現(xiàn)代科學(xué)研究重要儀器設(shè)備之一。實驗室離心機是生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)、生物工程、生物制藥等行業(yè)科研與生產(chǎn)的設(shè)備。

結(jié)構(gòu)組成

通用實驗室離心機在構(gòu)造上與高速離心機基本相同，主要包括:驅(qū)動、各式轉(zhuǎn)頭、溫度控制（低溫機型）、整機控制4個主要部分。

驅(qū)動系統(tǒng)

采用無碳刷變頻電機取代了直流串激電機是離心技術(shù)史的革命，隨之而來的優(yōu)點體現(xiàn)在:

（1）在不同轉(zhuǎn)速都能輸出最大扭矩，為開發(fā)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(qū)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(chǎn)生的高頻噪聲，在15000r/min運轉(zhuǎn)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(nèi)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。

離心轉(zhuǎn)頭

不同形式、不同技術(shù)性能的轉(zhuǎn)頭（Rotors）代表著離心功能，主要可概括為:

（1）高速轉(zhuǎn)頭多用鋁合金制作，經(jīng)計算機三維計算優(yōu)化設(shè)計，具有體輕、轉(zhuǎn)速高等優(yōu)點;

（2）用碳纖維制造高速轉(zhuǎn)頭，容量大、重量輕、耐腐蝕性能強;

（3）開發(fā)出大離心力轉(zhuǎn)頭，縮短了某些難以分離生物樣品的分離時間，減少了濃度擴散作用，提高了分離純度和分辨率;

（4）角轉(zhuǎn)頭采取小傾角設(shè)計，兼有垂直轉(zhuǎn)頭沉降距離小、縱剖面面積大、分離時間短的優(yōu)點，尤其適于質(zhì)粒DNA、RNA分離。

控溫系統(tǒng)

通用實驗室離心機有低溫控制和常溫2種，但超過18000r/min的機型多為低溫控制。低溫控制多為一級壓縮機無氟制冷，控溫范圍一般在-9℃~-40℃或-20℃~40℃，精度≤1℃。具有預(yù)冷（Pre-cooling）程序、待機狀態(tài)可恒冷維持功能，以適應(yīng)實驗室機動性、連續(xù)性工作需要。

控制和顯示

多采用微處理機控制，數(shù)字或LCD屏幕顯示的控制面板，鍵鈕人機智能化調(diào)設(shè)。使得此類離心機在控制上具有某些重要特性:

（1）自動轉(zhuǎn)頭識別;

（2）可設(shè)置rpm和rcf，并實時顯示實際值，減少了計算麻煩;

（3）多檔設(shè)置的升速/降速控制;

（4）瞬時離心（Shon-run）控制;

（5）程序記憶和儲存功能，可儲存實驗室（者）常規(guī)使用的多個離心程序（多達20個），便于再調(diào)出以前用過的某一優(yōu)化程序進行離心操作;

（6）自檢和故障提示。

這些性能將有益于實驗室的儀器管理。

安全保護

具備自保護措施對離心機安全操作非常重要，如:自動鎖蓋、超溫、過速、失平衡保護等，一旦發(fā)生誤操作將發(fā)出提示聲音報警。

產(chǎn)品分類

實驗室離心機按結(jié)構(gòu)形式可分為臺式離心機、落地式離心機;按轉(zhuǎn)速分類可分為低速離心機、高速離心機、超速離心機、超高速離心機，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、血站、高校、科研單位、生物制藥、精細化工、農(nóng)牧業(yè)、新材料、石油、食品、環(huán)保、基因工程等許多領(lǐng)域上。

實驗室離心機按用途可分為工業(yè)用實驗室離心機和醫(yī)用實驗室離心機。

工業(yè)用

工業(yè)用實驗室離心機主要是用于各類研究機械，大學(xué)，企業(yè)實驗室，小試階段的數(shù)據(jù)采集和分析。通過對物料的適應(yīng)性及分離各階段的數(shù)據(jù)的集中分析和對比，方便在中試和批量生產(chǎn)階段的生產(chǎn)和應(yīng)用選型。

本機器外型美觀，小巧靈活，可以直接放置在工作臺上進行操作，與物料接觸部位可采用各種材料進行制作或進行噴塑處理，以滿足實驗的需要。

其工作原理為通過離心力的加速作用，使顆粒沉降速度明顯加快，并通過過濾介質(zhì)，如濾布等進行分離工作。

目前有四種規(guī)格可供選擇，分別為200過濾型、315過濾型、315沉降型、315過濾沉降一體機。設(shè)計轉(zhuǎn)速:均為3000轉(zhuǎn)。

其為臺式人工上部卸料間隙操作過濾式離心機，適用于化工、食品、制藥、環(huán)保、采礦、教學(xué)等實驗室使用，可用來確定物料分離工藝參數(shù)，也可作為產(chǎn)品工藝試生產(chǎn)用。該離心機具有轉(zhuǎn)速設(shè)定，分離時間設(shè)定等功能，可保證用戶在設(shè)定工藝參數(shù)下試驗自動完成，確保試驗重要性及工藝參數(shù)穩(wěn)定性。符合GMP規(guī)范要求。

醫(yī)用

醫(yī)用實驗室離心機主要用于醫(yī)療實驗、醫(yī)院、制藥企業(yè)、生物研究所、精細化工等。

過濾型離心機的工作原理基本上是一致的，主要是通過離心力，將混合液甩向轉(zhuǎn)鼓壁，液體通過轉(zhuǎn)鼓壁上的小孔及內(nèi)部的濾網(wǎng)流出，而固體由于顆粒較大，被濾網(wǎng)所截留，隨著離心時間增加，積聚到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)濾網(wǎng)的固體越來越多，達到要求后停機，取出固體進行觀察，需要液體的則回收液體再進行處理。

沉降型實驗離心機是通過固液體（或液液體）不同的比重差，比重較大的物料會先沉積在轉(zhuǎn)鼓壁內(nèi)側(cè)，較輕的物料則在內(nèi)側(cè)形成液環(huán)，達到分離要求后，用*的撇液裝置將內(nèi)層液體抽出或通過不斷加料，使其從上部檔液板出自行溢出，從而完成一個工作循環(huán)。

醫(yī)用實驗室離心機的特點是:具有直流無刷電機，免維護;微電腦控制，可預(yù)選轉(zhuǎn)速、時間、離心力，液晶顯示，操作簡便;10種升降速率供選擇，可快速啟動、快速停機;不銹鋼容器室，預(yù)警報警功能，多種保護，安全可靠。是醫(yī)療衛(wèi)生、食品、環(huán)保、科研、教學(xué)的優(yōu)選離心設(shè)備。

二者的技術(shù)參數(shù)如下所示:

技術(shù)參數(shù)

工業(yè)用實驗室離心機:

醫(yī)用實驗室離心機:

選用注意點

轉(zhuǎn)速

國產(chǎn)臺式離心機根據(jù)最大轉(zhuǎn)速的不同分為低速離心機（<10000rpm/min）高速離心機（>10000rpm/min一30000rpm/min），超高速離心機（>30000rpm/min），每個離心機都有額定的最大轉(zhuǎn)速。

最大轉(zhuǎn)速指的是在空載情況下的轉(zhuǎn)速，但最大轉(zhuǎn)速根據(jù)轉(zhuǎn)子種類的不同、樣品質(zhì)量的大小而有差別。例如:一個離心機的額定轉(zhuǎn)速是16000rpm/min，說明在空載的時候轉(zhuǎn)子每分鐘旋轉(zhuǎn)16000次，加上樣品以后，轉(zhuǎn)速肯定會小于16000rpm/min。轉(zhuǎn)子的不同，最大轉(zhuǎn)速也不同，一臺離心機可選配多個轉(zhuǎn)子，離心機分離效果主要取決的不是轉(zhuǎn)速，而是離心力，所以有時候轉(zhuǎn)速沒達到要求，只要離心力能達標(biāo)也是一樣的，實驗時能達到所需要的效果。

溫度

有些樣品（如蛋白質(zhì)，細胞等）在高溫環(huán)境下會破壞，這就要選擇冷凍離心機，冷凍離心機都有額定的溫度范圍。離心機在高速運轉(zhuǎn)的時候所產(chǎn)生熱量和離心機的制冷系統(tǒng)平衡在一定溫度（一般冷凍離心的樣品需要保持在3℃~8℃），具體能達到多少也和轉(zhuǎn)子有關(guān)，如一個離心機的額定溫度范圍為-20℃~40℃，裝上水平轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)的時候可以達到3℃左右，如果是角轉(zhuǎn)子可能達到7℃左右，具體情況還是看設(shè)定的溫度與轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)子決定。

容量

每次需要離心多少個樣品管，每個樣品管需要多少容量，這些因素決定一個離心機的總?cè)萘?，簡單的來說離心機的總?cè)萘?每個離心管的容量×離心管個數(shù)，總?cè)萘亢凸ぷ髁康拇笮∈窍嗥ヅ涞摹?/p>

轉(zhuǎn)子

實驗室離心機的轉(zhuǎn)子主要分為兩種，水平轉(zhuǎn)子:運轉(zhuǎn)時吊藍及試管處于水平狀態(tài)，與轉(zhuǎn)軸成直角，樣品將沉淀集中于離心管的底部。角轉(zhuǎn)子:離心容器與轉(zhuǎn)軸成一固定角度，樣品將沉淀集中于離心管底部及靠近底部的側(cè)壁。如果希望分離的樣品集中于離心管的底部就選擇水平轉(zhuǎn)子，如果希望樣品集中于離心管的底部和靠近底部的側(cè)壁上就要選擇角轉(zhuǎn)子。還有一些特殊試驗或特殊樣本需要特殊的轉(zhuǎn)子如:大容量吊籃（多用于血站）、酶標(biāo)板轉(zhuǎn)子、載玻片轉(zhuǎn)子、PCR轉(zhuǎn)子、試管架轉(zhuǎn)子和毛細管轉(zhuǎn)子等。轉(zhuǎn)子都有固定的規(guī)格，它是和離心機的容量結(jié)合起來的，如36×5ml的角轉(zhuǎn)子，既決定了轉(zhuǎn)子的類型也決定了離心機的容量，另外轉(zhuǎn)子材質(zhì)還分為工程塑料，不銹鋼，鋁合金，鈦合金等材料，選材的不同直接決定了轉(zhuǎn)子的價格，轉(zhuǎn)速及使用壽命，所以轉(zhuǎn)子的選擇非常重要。

控制系統(tǒng)

臺式實驗室離心機都采用了微電腦控制系統(tǒng)，這些控制系統(tǒng)不但能確保離心機安全的運行還能自動完成工作任務(wù)?，F(xiàn)在很多離心機都有較好的人性化的控制系統(tǒng)。比如:轉(zhuǎn)子識別功能，安全鎖功能，自動平衡功能，故障提示功能，加速和減速曲線等等。除以上幾點之外還要注意一些細節(jié)和必要的配件。

電機

離心機的主要部件是電機，電機分為帶碳刷電機和無碳刷電機，前者因有碳粉污染、噪聲大、需要定期維護更換碳刷等缺點，已經(jīng)淘汰，現(xiàn)在的離心機大多都是無碳刷電機，有的電機還帶有剎車功能。冷凍離心機在制冷方面也有區(qū)別，現(xiàn)在環(huán)保的技術(shù)當(dāng)然是無氟制冷。

除此之外還要考慮噪音問題，盡量選擇噪音較小的離心機，這樣能保持舒適的實驗環(huán)境。在配件方面也要謹(jǐn)慎，有些實驗室用離心機要用特殊的離心管（離心有毒樣品或者需要超高速離心的樣品），這樣的離心管就必須配有相應(yīng)的管套，才能更安全。還有一些特殊的樣品容器（不規(guī)則樣品瓶、血袋等），這些細節(jié)和配件都要在選擇離心機的時候考慮周詳，否則就不能進行正常的工作。

故障及排除

電機不能啟動

（1）主電源指示燈亮，這時應(yīng)檢查炭刷磨損程度，如炭刷磨損超過總量的三分之一，應(yīng)及時更換新的炭刷。

（2）主電源指示燈不亮?xí)r，檢查指示燈保險絲及室內(nèi)配電板保險絲是否熔斷，同時檢查電源線是否接觸良好，如保險絲斷則應(yīng)更換保險絲并保持電路暢通。

（3）還應(yīng)檢查真空泵表及油壓指示值，如油壓過高而主機也不能啟動，必須檢查各油路是否堵塞，特別是節(jié)流小孔是否暢通，如不暢通應(yīng)清洗使之暢通。

（4）軸承損壞或轉(zhuǎn)動受阻，軸承內(nèi)缺油或軸承內(nèi)有污垢較多而引起摩擦阻力增大，電機達不到額定轉(zhuǎn)速，應(yīng)及時清洗或更換軸承。

（5）整流子表面有一層氧化物，甚至燒成凹凸不平或電刷與整流子外緣不吻合也可使轉(zhuǎn)速下降，應(yīng)清理整流子及電刷，使其接觸良好。

（6）如轉(zhuǎn)子線圈中短路或斷路，可用萬用表檢查，重新繞制線圈。轉(zhuǎn)子在使用時可因金屬疲勞、超速、過應(yīng)力、化學(xué)腐蝕、選擇不當(dāng)、使用中轉(zhuǎn)頭不平衡及溫度失控等原因而導(dǎo)致離心管破裂，樣品滲漏，轉(zhuǎn)子損壞。

對于以上情況主要要求操作者熟練掌握操作程序，正確選用合適的離心管和離心轉(zhuǎn)子，注意嚴(yán)格控制每一步操作操序，盡量減少人為的不必要的損傷，在轉(zhuǎn)子的安全系數(shù)及保證期內(nèi)使用。

電源問題

（1）電源不通是導(dǎo)致冷凍機啟動及制冷效果差的原因之一，與電機不轉(zhuǎn)的故障相同，應(yīng)分別檢查電源及保險絲。

（2）電壓過低，安全裝置故障也可使冷凍機不能啟動，電壓過低可能是電網(wǎng)電壓低;配電板配線過多;電源線過長（理想長度為3米）等。電源線容量不夠，不僅使電壓降低，還會造成意外事故。當(dāng)電源電壓降到180~190VJ時，冷凍機不能啟動，影響制冷效果。

（3）通風(fēng)性能不好，如儀器安裝在日光直射或通風(fēng)不良處，散熱器效果差，或散熱器蓋滿灰塵，也中會影響制冷效果。

（4）離心管重量不平衡，放置不對稱;轉(zhuǎn)子孔內(nèi)有異物，使負(fù)荷不平衡;轉(zhuǎn)軸上端固定螺帽松動，轉(zhuǎn)軸磨擦或彎曲;電機轉(zhuǎn)子不在磁場中心會產(chǎn)生噪音;轉(zhuǎn)子本身損傷等都可導(dǎo)致機體震動劇烈、響聲異常。

以上原因大部分均系不正確操作所致，在找出原因后，正確操作即可消除不正?，F(xiàn)象。在工作過程中，如出現(xiàn)任何異常現(xiàn)象均應(yīng)立即停機，不得強行運轉(zhuǎn)，以免產(chǎn)生不必要的損失。

維護注意事項

（1）離心機的安裝應(yīng)根據(jù)離心機的性能選擇合作的地點放置，對一般低速離心機（臺式）可放在平穩(wěn)、堅固的臺面上（它的底座都裝有橡皮吸腳，借助于大氣力壓力及儀器本身的重量，緊貼于臺面）;

（2）大容量低速離心機和高速離心機和高速冷凍離心機要相應(yīng)地安放在堅實的地面上，水平放置。選擇合適的轉(zhuǎn)頭離心機工作前，應(yīng)將負(fù)荷平衡，重量誤差越小越好，否則會引起劇烈震動，損壞離心轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)軸。

（3）離心器支架離心器分離支架必需安置離心管后運作，嚴(yán)禁空架運轉(zhuǎn)。