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1、台式高速冷冻离心机
高速冷冻离心机;掌握离心分离的原理
熟悉离心机主机的基本构件及操作程序
了解离心机的安全使用和日常保养
;离心分离原理; 当悬浮液绕轴旋转时,悬浮中的微粒就同时受到背向转轴方向的离心力和正向转轴方向的介质浮力的双向作用,微粒的运动轨迹取决于所受合力的方向。根据物理学原理推导可知:
F合=F离-F介=Vr×4p2N2r/3600-Vs×4p2N2r/3600= V4p2N2r/3600×(r-s)
式中V表示微粒的体积,N表示每分钟的转数,r表示微粒至转轴的距离,p与s分别表示微粒与其介质的密度。
当r=s时,F合=0,微粒受力平衡,故将维持距转轴恒定的距离转动,也就不可能被分离开;
当rs时,F合0,微粒主要受向心力作用,故而将向转轴方向移动,直至浮到介质表面;
当rs时,F合0,微粒主要受离心力作用而向远离转轴方向移动,直至沉淀到容器底部。
因此,rs是微粒从悬浮液中进行离心分离的基本条件。使用普通离心机的根本目的就在于使这样的微粒从悬浮液中分离出来。; 从理论上讲,凡是能通过离心分离的微粒在悬浮液静置时,受重力与浮力的共同作用也能自动沉降而得以分离,只是分离所需时间较长,效果较差,沉降本领较弱。一般常用相对离心力(RCF)的大小来表示离心分离的本领强弱。相对离心力是指微粒在离心分离时所受的合力(F合)与在静置分离时所受合力(F’合)的比值。
F’合= Vr×g- Vs×g= Vg×(r-s)
故RCF= F合/F’合=4p2N2r/3600g
由于4p2N2r/3600就是微粒处的角加速度,所以相对离心力又是微粒在离心时的角加速度与在静置时的重力加速度之比。很明显,只要调节N或/和r就可影响RCF的值,从而改变其离心分离本领。实验中RCF的值常用多少倍于重力加速度表示,如1000×g。;离心力与作用时间的积累效应
微粒在悬浮液中被分离的速度快慢除与转动的转数大小有关外,还与离心时间长短有关,即离心力作用于微粒上具有时间积累效应。衡量时间积累效应高低的物理量常用冲量矩的大小来表示,冲量矩(Lt)的值等于离心力的力矩(L)与离心时间(t)的乘积,依物理学原理可推导出:Lt=(2pRn/60)2×t,即冲量矩的大小与转速(N)的平方和时间的乘积成正比。
由此可见,在同一离心转头的条件下(N,r一定),转动时间越长,冲量矩越大,分离效果越好。对同一悬浮液,因转动的时间不同而有不同的冲量矩,若调节影响冲量矩的两个可变因子即转速(N)和时间(t),可以在较低转、速较长时间得到较高转速、较短时间同样的冲量矩,从而得到相同的分离效果。但是,若转速相差太大,则会受扩散作用影响而使较低转速离心的分离效果下降。; 实验过程中,欲使沉淀与母液分开,常使用过滤和离心两种方法。但在下述情况下,使用离心方法效果较好。
沉淀有粘性或母液粘稠。
沉淀颗粒小,容易透过滤纸。
沉淀量过多而疏松。
沉淀量很少,需要定量测定。或母液量很少,分离时应减少损失。
沉淀和母液必须迅速分开。
一般胶体溶液。 ;离心技术概述;不同类型的离心机不仅具有不同的构造,而且具有不同的应用范围。普通离心机的最大转速在10000 rpm以下,最大相对离心力小于10000×g,容量从几十毫升至几升,分离形式是固液沉降分离,转子有角式和外摆式,其转速不能严格控制,通常不带冷冻系统,于室温下操作。这种离心机多用交流整流电动机驱动,电机碳刷易磨损,转速由电压调压器调节,起动电流大,速度升降不均匀,一般转头是置于一个硬质钢轴上,因此离心前精确平衡离心管及其内容物极为重要,否则易造成的离心机损坏。
在现代实验室中,普通离心机通常在下列情况下用于物质的分离和提取:
(1)沉淀有粘滞;
(2)沉淀颗粒小,容易透过滤纸;
(3)沉淀量过多而疏松;
(4)沉淀量过少,而需要定量分析;
(5)母液粘稠;
(6)母液量很少,分离时需减少损失;
(7)沉淀和母液需迅速分离;
(8)一般胶体溶液。;高速离心机能够对样品溶液中的悬浮物质进行高纯度的分离、浓缩、精制和提取,多用于血液、细胞、蛋白质、酶、病毒、激素等的分离制备和收集。
高速冷冻离心机一般最大转速为10000~30000rpm,最大相对离心力为90000×g左右,最大容量可达3升,分离形式也是固液沉降分离,转头配有各种角式转头、荡平式转头、区带转头、垂直转头和大容量连续流动式转头、一般都有制冷系统,以消除高速旋转时转头与空气之间摩擦而产生的热量,离心室的温度可以调节和维持在0~40℃,转速、温度和时间都可以严格准确地控制,并有指针或数字显示,通常用于微生物菌体、细胞碎片、大细胞器、硫酸铵沉淀物和免疫沉淀物等的分离与纯化工作,但不能有效地沉降病毒、
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