離心機(jī)的離心原理分享
當(dāng)含有細(xì)小顆粒的懸浮液靜置不動時,由于重力場的作用使得懸浮的顆粒逐漸下沉。粒子越重,下沉越快,反之密度比液體小的粒子就會上浮。
微粒在重力場下移動的速度與微粒的大小、形態(tài)和密度有關(guān),并且又與重力場的強(qiáng)度及液體的粘度有關(guān)。
象紅血球大小的顆粒,直徑為數(shù)微米,就可以在通常重力作用下觀察到它們的沉降過程。
此外,物質(zhì)在介質(zhì)中沉降時還伴隨有擴(kuò)散現(xiàn)象。擴(kuò)散是無條件的絕對的。擴(kuò)散與物質(zhì)的質(zhì)量成反比,顆粒越小擴(kuò)散越嚴(yán)重。
而沉降是相對的,有條件的,要受到外力才能運(yùn)動。沉降與物體重量成正比,顆粒越大沉降越快。
對小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質(zhì)等,它們在溶液中成膠體或半膠體狀態(tài),僅僅利用重力是不可能觀察到沉降過程的。
因為顆粒越小沉降越慢,而擴(kuò)散現(xiàn)象則越嚴(yán)重。所以需要利用離心機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力,才能迫使這些微??朔U(kuò)散產(chǎn)生沉降運(yùn)動。
離心就是利用離心機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力,加快液體中顆粒的沉降速度,把樣品中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開。
離心力(g)和轉(zhuǎn)速(rpm)之間的換算
離心力G和轉(zhuǎn)速RPM之間的換算其換算公式如下:
G=1.11×10^(-5)×R×(rpm)^2
其中,G為離心力,一般以g(重力加速度)的倍數(shù)來表示。
10^(-5) 即10的負(fù)五次方,(rpm)^2轉(zhuǎn)速的平方,R為半徑,單位為厘米。
例如,離心半徑為10厘米,轉(zhuǎn)速為8000RPM,其離心力為:
G=1.11*10(-5)*10*(8000)2=7104
即離心力為7104g。
而當(dāng)離心力為8000g 時,其轉(zhuǎn)速應(yīng)為:8489即約為8500rpm。
使用離心機(jī)首重安全,離心力失控可能造成很大的破壞。因此要注意離心管是否平衡,轉(zhuǎn)速是否超過設(shè)置,轉(zhuǎn)子是否有腐蝕等。
離心機(jī)使用起來看似簡單,沒有技術(shù)含量,但是正確的使用及維護(hù)還是很有必要,一旦發(fā)生故障,對實驗造成延誤,也是得不償失。
一、離心機(jī)在預(yù)冷狀態(tài)時,離心機(jī)蓋必須關(guān)閉,離心結(jié)束后取出的轉(zhuǎn)頭要倒置于實驗臺上,擦干腔內(nèi)余水,此時離心機(jī)蓋處于打開狀態(tài)。
二、轉(zhuǎn)頭在預(yù)冷時轉(zhuǎn)頭蓋可擺放在離心機(jī)的平臺上,或擺放在實驗臺上,千萬不可不擰緊浮放在轉(zhuǎn)頭上,因為一旦誤啟動,轉(zhuǎn)頭蓋就會飛出,造成事故!
三、轉(zhuǎn)頭蓋在擰緊后一定要用手指觸摸轉(zhuǎn)頭與轉(zhuǎn)蓋之間有無縫隙,如有縫隙要擰開重新擰緊,直至確認(rèn)無縫隙方可啟動離心機(jī)。
四、在離心過程中,操作人員不得離開離心機(jī)室,一旦發(fā)生異常情況操作人員不能關(guān)電源(POWER),要按STOP。在預(yù)冷前要填寫好離心機(jī)使用記錄。
五、不得使用偽劣的離心使管,不得用老化、變形、有裂紋的離心管。
六、最后一個使用離心機(jī)須例行安全檢查后方能離去。
七、在離心機(jī)使用過程中發(fā)生機(jī)器故障,部件損壞情況時要及時與生產(chǎn)廠家聯(lián)系。
一、為了確保安全和離心效果,儀器必須放置在堅固水平的臺面上,工程塑料蓋門上不得放置任何物品;樣品必須對稱放置,并在開機(jī)前確保已擰緊螺母。
二、使用前應(yīng)檢查轉(zhuǎn)子是否有傷痕、腐蝕等現(xiàn)象,同時應(yīng)對離心杯做裂紋、老化等方面的檢查,發(fā)現(xiàn)有疑問立即停止使用,并與廠方聯(lián)系;開機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)前請務(wù)必擰緊轉(zhuǎn)頭的壓緊螺帽,以免高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)頭飛出造成事故。
三、轉(zhuǎn)速設(shè)定不得超過較高轉(zhuǎn)速,以確保機(jī)器安全運(yùn)轉(zhuǎn)。
四、使用中如果出現(xiàn)0.00或其他數(shù)字,機(jī)器不運(yùn)轉(zhuǎn),應(yīng)關(guān)機(jī)斷電,10秒后重新開機(jī),待所設(shè)轉(zhuǎn)速顯示后,再按運(yùn)轉(zhuǎn)鍵,機(jī)器將照常運(yùn)轉(zhuǎn)。
五、如需分離樣品的比重超過1.2克/立方厘米,較高轉(zhuǎn)速N必須按下式修正:N=NMAX*(1.2/樣品比重)1/2,NMAX=轉(zhuǎn)子極限轉(zhuǎn)速。
六、不得在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中或轉(zhuǎn)子未停穩(wěn)的情況下打開蓋門,以免發(fā)生事故。
七、離心杯必須等量灌注樣品,切不要使轉(zhuǎn)頭在不平衡的狀況下運(yùn)行。
八、離心機(jī)一次運(yùn)行建議不要超過60分鐘。
九、離心機(jī)必須可靠接地;機(jī)器不使用,請拔掉電源插頭。