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德国NACHT谈离心机在实验室的应用小常识
点击次数:111 发布时间:2020-05-15

离心机在高速旋转的过程中,由离心力所导致的运动使悬浮于液体中的固体物质形成沉淀,也就是悬浮体液中质量或体积较大的物体向转头半径大的方向移动,而质量或体积较小的部分沉积在转头半径较近的地方。

在实验过程中,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。

1. 沉淀有粘性或母液粘稠;

2. 沉淀颗粒小,容易透过滤纸;

3. 沉淀量过多而疏松;

4. 沉淀量很少,需要定量测定,或母液量很少,分离时应减少损失;

5. 沉淀和母液必须迅速分开;

6. 一般胶体溶液。

1、电动离心机的基本结构和性能

普通(非冷冻)离心机

这类离心机结构较简单,可分小型迷你离心机台式和落地式两类,配有驱动电机、调速器、定时器等装置,操作方便。低速离心机其转速一般不超过4000rpm,台式高速离心机大转速可达18000rpm。

低速冷冻离心机

转速一般不超过4000rpm,大容量为2—4L,是实验室常用于大量初级分离提取生物大分子、沉淀物等。其转头多用铝合金制的甩平式和角式两种,离心管有硬质玻璃、聚乙烯硬塑料和不锈钢管多种型号。离心机装配有驱动电机、定时器、调整器(速度指示)和制冷系统(温度可调范围为-20—+40℃),可根据离心物质所需,更换不同容量和不同型号转速的转头。

高速冷冻离心机

转速可达20000rpm以上,除具有低速冷冻离心机的性能和结构外,高速离心机所用角式转头均用钛合金和铝合金制成。离心管为具盖聚乙烯硬塑料制品。这类离心机多用于收集微生物、细胞碎片、细胞、大的细胞器、硫酸沉淀物以及免疫沉淀物等。

超速离心机

转速可达50000rpm以上,能使亚细胞器分级分离,并用于蛋白质、核酸分子量的测定等。其转头为高强度钛合金制成,可根据需要更换不同容量和不同型号的转速转头。超速离心机驱动电机有两种,一种为调频电机直接升速,另一种为通过变速齿轮箱升速。为了防止驱动电机在高速运转中产热,装有冷却驱动电机系统(风冷、水冷),限速器、记时器、转速记录器等。此外,超速离心机还装配有抽真空系统。

2、使用注意事项

1. 通常离心机都会有登记表,请在使用前确实登记使用者、转陀、转速、时间;

2. 离心管一定要平衡好,放入离心陀时也要注意位置平衡。不要超过离心机或离心陀的高限转速;

3. 一定要在达到预设转速后,才能离开离心机;若有任何异状,要立刻停机;

4. 通常听声音即可得知离心状况是否正常,也可注意离心机的震动情形;

5. 使用硫酸铵等高盐溶液样本后,一定要把离心陀洗干净,也要清理离心机转舱;

6. 超高速离心机则因转速极高,也更加复杂,需要另外的专门训练才可使用。

3、问题与检讨

1. 高速以上的离心机为何要冷冻或者抽真空?

2. 你已经很小心地把两只样本离心管平衡好,但开动离心机后,还是发生不平衡状况,停机后取出再秤一次,发现两只离心管还是平衡的,请问为何会发生不平衡?

3. 离心陀一般分成悬篮式swing bucket及角型angular两大类,使用上有何差别?

4. 一般论文中记载的离心条件,有人记录转速如8,000rpm,有人记录离心重力如10,000g,二者有何不同?何者较为适当?

 

4、使用步骤,请养成登记习惯

(1) 设定使用温度通常为4℃后,先把离心陀放入离心舱中,注意离心陀要卡好轴心;关上舱门,离心舱的温度开始下降,预冷时间要充足。

(2) 把样本装入适当的离心管,双双用天平平衡重量,盖上离心管盖子并旋紧。

     ◆ 注意离心管只装七成满,虽然加有盖子,但也可能因离心力太强而外泄。

     ◆ 大部分离心管都附有盖子,注意离心管的盖子也要一起平衡。

      ◆ 离心管通常都会放在碎冰上,注意取出平衡时,要把碎冰的液体擦拭干净。

      ◆ 落单的离心管要用另一只装有清水的离心管平衡。

(3)把平衡好的离心管对称地放入离心陀中,盖上离心陀的盖子,注意有无旋紧。

     ◆ 若离心陀的盖子没旋紧,离心时会掉出来,造成很大的伤害!

(4)关上离心机舱门,在仪表板上调好所要的转速与时间,例如8,000rpm/30min。

     ◆ 注意所用转速绝对不能超过离心陀的限定,高转速通常写在离心陀上面,例如TGL-20M的高转速为20,000rpm,但若离心机太老旧,必须往下调降。

      ◆ 转速与时间设定尽量不要太高,例如能使用7,000rpm者就不要用8,000rpm。

(5) 确定所有步骤无误后,按Start钮开动,离心机渐渐加速,此时要密切监控。

     ◆ 有些老式的时间转钮,设定5min以下时,要先转过10min再转回5min。

     ◆ 按Start的按钮时,按住时间不能太短,请持续按约一秒钟后才松开。

     ◆ 开始加速的时候危险,若发现声音不对,或产生大震动,请立刻按Stop。

(6) 等到离心达到所要的转速后,确定一切正常才可离去。

(7) 完成离心时,要等离心陀完全静止后,才能打开舱门;请尽快取出离心管,先观察离心管是否完全,以及沉淀的位置,尽速把上清倒出,小心不要把沉淀弄混浊。

     ◆ 不管所要的是上清或沉淀,请取用干净的烧杯收集上清,以免有失误。

      ◆ 倾倒上清要很小心,以免把沉淀一起倒出来;若不慎混在一起,就要重来一次。

      ◆ 若离心管有漏,要找出原因,并且立刻清理离心陀或离心舱。

(8) 在两次离心之间的空档,不需取出离心陀,但盖上舱门,勿让热空气流入离心舱。

(9) 全部使用完毕后,取出离心陀清理,可以用自来水冲洗,并且倒放晾干。离心舱门要打开,等结冰融化后,再稍加擦拭及清理,若有液体漏出,要用清水洗之。也要回头检查平衡离心管的天平以及桌面,很容易弄脏,要仔细清理干净才离开。

实验室常用电动离心机有低速、高速离心机和低速、高速冷冻离心机,以及超速分析、制备两用冷冻离心机等多种型号。其中以低速(包括大容量)离心机和高速冷冻离心机应用为广泛,是生化实验室用来分离制备生物大分子必不可少的重要工具。

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