实验室离心机

实验室离心机是一种实验室设备，由电机驱动，可高速旋转液体样品。根据尺寸和样品容量的不同，离心机有多种类型。

与其他所有离心机一样，实验室离心机的工作原理是利用沉淀，即利用向心力分离密度较大和较小的物质。

类型
离心法有多种类型：

• 差速离心法常用于将某些细胞器从整个细胞中分离出来，以便对细胞的特定部分进行进一步分析。
• 等密度离心法常用于分离核酸，例如DNA。
• 蔗糖梯度离心法常用于纯化包膜病毒和核糖体，也可用于从粗细胞提取物中分离细胞器。

实验室离心机有多种类型：

; 微型离心机
: 适用于 0.2 ml 至 2.0 ml 微型管（微量管）的设备，最多可处理 96 孔板，设计紧凑，占地面积小；最大承重 30,000 克
; 临床离心机
: 用于临床应用（如采血管）的中速设备
; 多用途高速离心机
: 适用于多种管径、具有高度可变性、面积大的设备
; 超速离心机
: 用于分析和制备模型

由于空气摩擦会产生热量（即使在转子处于良好真空状态的超速离心机中也是如此），而且经常需要将样品保持在给定的温度下，因此许多类型的实验室离心机都配备了制冷装置和温度控制装置。

离心管
离心管是精密制造的高强度玻璃或塑料管，其尺寸与转子腔体完全吻合。离心管的容量从 50 mL 到更小的容量不等，后者用于分子生物学实验室广泛使用的微型离心机。微型离心机通常使用一次性塑料微型离心管，容量范围为 250 μL至 2.0 mL 。

玻璃离心管几乎可以与所有溶剂一起使用，但价格通常较高。它们的清洗方式与其他实验室玻璃器皿相同，并且可以通过高压灭菌进行消毒。操作不当造成的小划痕可能会导致离心管在实验过程中承受巨大压力时破裂。玻璃离心管通常套在柔软的橡胶套中，以在实验过程中起到缓冲作用。塑料离心管通常价格更低，如果使用得当，其耐用性可以与玻璃离心管媲美。使用塑料离心管时，最好用水作为溶剂。塑料离心管更难彻底清洗，但是价格低廉，可以视为一次性用品。

微型离心机中通常使用容量为 0.5 毫升至 2 毫升的一次性塑料“微升管”。它们由类似聚乙烯的柔性透明塑料模制而成，呈半锥形，带有整体式铰链密封盖。

较大的样品需使用离心瓶进行离心，离心瓶的容量从 250 毫升到 1000 毫升不等。虽然有些离心瓶由厚玻璃制成，但通常情况下，离心瓶由聚丙烯或聚碳酸酯等防碎塑料制成。为了进一步确保不漏液，有时会使用密封盖。

安全
实验室离心机的负载必须精确平衡。这可以通过使用重量相同的样品和平衡管组合来实现，也可以通过不使用平衡管的各种平衡方式来实现。 求出平衡位置的方法是一个数学问题。给定 n 个槽位和 k 个重量相同的平衡管，当 k 和 nk 都可以表示为 n 的质因数之和时，解才存在。 负载质量的微小差异会导致转子高速旋转时产生较大的力不平衡。这种力不平衡会使主轴承受应力，并可能导致离心机损坏甚至人身伤害。一些离心机具有自动的转子不平衡检测功能，一旦检测到不平衡，就会立即停止运行。

启动离心机前，必须仔细检查转子和顶盖锁定机构。旋转的转子若被触碰，可能造成严重伤害。现代离心机通常都具备防止意外接触高速旋转中的转子的功能，在运行过程中，主顶盖会被自动锁定。

离心机转子在高速旋转时具有巨大的动能。由于电机施加的高压产生的机械应力，转子可能发生故障，而故障原因可能是制造缺陷、日常磨损或使用和维护不当。这种故障可能造成灾难性后果，尤其是在大型离心机中，通常会导致离心机完全损毁。虽然离心机通常配备安全防护罩来防止此类故障发生，但这种防护罩可能性能不足，尤其是在老旧型号中，整个离心机单元可能被抛离原位，并对附近的人员和设备造成伤害。不受控制的转子故障曾导致实验室窗户破碎，冰箱和橱柜被毁。为了降低转子故障的风险，离心机制造商制定了操作和维护程序，以确保定期检查转子，并在转子超过预期寿命时停止使用或降低功率（仅以较低速度运行）。

另一个潜在风险是离心过程中危险样品的气溶胶化。为防止实验室污染，可使用带有特殊气溶胶密封垫圈的转子盖。可在通风柜内将样品装入转子，并将转子盖固定在转子上。之后，将转子和转子盖组成的气溶胶密封系统转移至离心机。此时，无需打开转子盖即可将转子固定在离心机内。离心结束后，将包括转子盖在内的整个转子组件从离心机中取出，转移至通风橱内进行后续操作，从而确保样品始终处于封闭系统中。

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