Eine Zentrifuge ist ein entscheidendes wissenschaftliches Gerät, das Zentrifugalkraft verwendet, um Substanzen auf der Grundlage der Dichte zu trennen, die in Bereichen wie Chemie, Biochemie und molekularer Biologie wesentlich sind. Es ist in niedrigen, hohen und ultra-Speed-Varianten erhältlich, wobei die Rotationsgeschwindigkeit und -kapazität Schlüsselfaktoren sind. Das Einhalten strenger Sicherheitsverfahren ist während des Betriebs unerlässlich.
Der Artikel wird Zentrifugen aus den folgenden Punkten einführen:
Arbeitstheorie der Zentrifugenmaschine
Klassifizierung der Zentrifugenmaschine
Komponenten der Zentrifugenmaschine
Haupttechnische Parameter und Leistungsindizes von Zentrifugen
Anwendungen und Wartung von Zentrifugen
Häufige Zentrifugenfehler und Fehlerbehebungsmethoden
Arbeitstheorie der Zentrifugenmaschine
Allgemeines Prinzip
Das Arbeitsprinzip einer Zentrifuge basiert auf der Anwendung der Zentrifugalkraft.
Die Zentrifuge dreht sich mit hoher Geschwindigkeit und verursacht Substanzen unterschiedlicher Dichten oder Partikelgrößen in einer Mischung, die sich trennen. Der dichtere oder größere Teilchen werden an die Außenkante gezwungen, während die leichteren oder kleineren näher an der Mitte bleiben.
Dieses Prinzip wird in verschiedenen Bereichen wie Medizin, Wissenschaft und Industrie häufig verwendet.
Spezifische Methoden
l Differentialgeschwindigkeitszentrifugationsmethode
Diese Methode nutzt die Unterschiede in den Sedimentationsraten verschiedener Partikel in einem Zentrifugalkraftfeld. Unter den gleichen Zentrifugationsbedingungen werden durch kontinuierlich erhöhtes relatives Zentrifugalkraft Schritt für Schritt ausgelöst. Es wird hauptsächlich für die Trennung allgemeiner und spezieller Proben wie Organellen und Viren verwendet.
l Isodensity Centrifugation -Methode
Die Probe unterzieht sich in einem bestimmten Inert -Gradientenmedium einer zentrifugalen Ausfällung oder einem Sedimentationsgleichgewicht. Unter der Wirkung einer bestimmten Zentrifugalkraft sind die Partikel auf bestimmte Positionen in der Gradientenflüssigkeit verteilt, was zur Trennung verschiedener Zonen führt.
Klassifizierung der Zentrifugenmaschine
Nach Zweck: Vorbereitungstyp, analytischer Typ und Dual-Purple-Typ sowohl für die Herstellung als auch für die Analyse
Nach Geschwindigkeit: niedriger Geschwindigkeit, Hochgeschwindigkeit, Ultrazentrifugen usw.
Entsprechend Struktur: Es kann in den Bench-Top-Typ, Multi-Strohr-Mikrotyp, Zellstrich, Blutwascharten, Kühltyp mit hoher Geschwindigkeit, Kühltyp mit hoher Kapazität mit hoher Kapazität unterteilt werden.
Arten von Zentrifugen
Zentrifuge mit niedriger Geschwindigkeit
Diese werden häufig in Laboratorien zur Routinepartikelsortierung verwendet, die mit einer maximalen Geschwindigkeit von 4000 bis 5000 U / min betrieben werden. Es gibt nur wenige Fälle von Temperaturregulierung und wird häufig bei Raumtemperatur betrieben. Diese Zentrifugen verwenden schwingende Eimer- und Festwinkel-Rotortypen, die zur Trennung von Plasma und Serum sowie Komponenten wie Cerebrospinalflüssigkeit, Pleura- und Peritonealflüssigkeiten und Urin verwendet werden.
Hochgeschwindigkeitszentrifuge
Es kann mit etwas schnelleren Raten zwischen 15.000 und 30.000 Umdrehungen pro Minute funktionieren, was ein Gerät zur Regulierung der Temperatur und der Geschwindigkeit des Betriebs für die kritische Analyse empfindlicher biologischer Moleküle enthält. Diese Zentrifugen verwenden drei Rotoren: fester Winkel, schwingender Eimer und vertikal. Sie werden zur DNA- und RNA -Reinigung, zur subzellulären Fraktionierung und zur Isolierung von zellulären Komponenten wie Mitochondrien verwendet.
Ultrazentrifuge
Es ist eine hoch entwickelte und ausgefeilte Zentrifuge, die winzige Moleküle trennen kann, die sich herkömmliche Zentrifugen nicht mit einer schnellen Rate trennen können. Die Ultrazentrifuge -Rotorgeschwindigkeiten können zwischen 60.000 und 150.000 U / min liegen. Sie führen Proben in Gruppen oder als kontinuierliche Flusssysteme aus und sind größer. Ultrazentrifugen sind im Bereich der molekularen Biologie und Biochemie zur Reinigung von Nukleinsäuren und Proteinen unverzichtbar.
Komponenten der Zentrifugenmaschine
Die Einführung des Rotors
Der Rotor ist die Kernkomponente einer zum Trennen von Proben verwendeten Zentrifuge, und seine Geschwindigkeit hängt vom Material und der Stärke des Rotors ab. Zentrifugen mit niedrigen Geschwindigkeiten verwenden in der Regel starke, aber leichte Superhart-Aluminium-Legierungen, während Ultrazentrifugen Titanlegierungen verwenden. Im Allgemeinen sind für Zentrifugen desselben Typs Rotoren, die leichter sind und kleinere Kapazitäten haben, bei höheren Geschwindigkeiten, während schwerere Rotoren bei niedrigeren Geschwindigkeiten drehen. Zentrifugen haben oft verschiedene Rotorformen, die jeweils unterschiedliche Zentrifugalkraftfelder und Sedimentationsabstände widerspiegeln. Die ordnungsgemäße Auswahl von Rotoren basierend auf den Trennungsanforderungen ist in praktischen Anwendungen von entscheidender Bedeutung.
Gemeinsame Rotorenarten
Fixe Winkelrotoren : Diese Rotoren halten die Röhrchen in einem Winkel von 14 bis 40 ° bis zur Vertikalen, sodass Partikel eine kurze Strecke reichen, während sie sich radial nach außen bewegen und in Differentialzentrifugation verwendet werden.
Schwingende Eimer -Rotoren : Diese Rotoren schwingen zusammen mit den Zentrifugenrohre während der Beschleunigung in eine horizontale Position, so dass Partikel eine längere Entfernung zurücklegen, wodurch die leichtere Trennung des Überstands vom Pellet erleichtert wird. Diese Motorarten werden in der Dichtegradientenzentrifugation eingesetzt.
Vertikale Rotoren : Diese halten die Röhrchen vertikal, dh parallel zur motorischen Achse, und die Partikel bewegen kürzere Entfernungen mit kürzeren Perioden zur Trennung. Es wird für die Trennung von Isopycnic und Dichtegradienten verwendet.
Haupttechnische Parameter und Leistungsindizes von Zentrifugen
1. Höchstgeschwindigkeit: Die höchste Rotationsgeschwindigkeit, die vom Zentrifugenrotor erreicht werden kann, gemessen in Drehzahl.
2. Maximale Zentrifugalkraft: Die von der Zentrifuge erzeugte maximale relative Zentrifugalkraft (RCF), gemessen in 'g '.
3. Maximale Kapazität: Das maximale Probenvolumen, das in einem Zentrifugationszyklus verarbeitet werden kann, wird typischerweise als 'm × n ' dargestellt. (Hier bezeichnet 'm ' die maximale Anzahl von Zentrifugenröhrchen, die auf einmal ausgerichtet sind, und 'n ' repräsentiert das maximale Probenvolumen, das in zwei Zentrifugenröhrchen getrennt werden kann, gemessen in 'ml'.)
4. Geschwindigkeitsbereich (Geschwindigkeitseinstellungsbereich): Der einstellbare Bereich der Rotorgeschwindigkeiten auf der Zentrifuge.
5. Temperaturregelbereich: Der Bereich der Probentemperaturen, die während des Zentrifugenbetriebs kontrolliert werden können.
6. Betriebsspannung: Die Spannung, die für die Zentrifuge erforderlich ist.
7. Stromverbrauch: Bezieht sich in der Regel auf die Nennleistung des Zentrifugenmotors.
Anwendungen und Wartung von Zentrifugen
Aufgrund der hohen Rotationsgeschwindigkeit und der erheblichen Zentrifugalkraft, die durch Zentrifugen erzeugt wird, können schwerwiegende Unfälle auftreten, wenn sie unsachgemäß verwendet werden oder keine regelmäßige Inspektion und Wartung haben. Daher müssen die Betriebsverfahren und die Wartung während der Verwendung streng eingehalten werden.
1. Gleichgewicht halten : Zentrifugenröhrchen und ihr Inhalt müssen im Voraus ausgeglichen und symmetrisch platziert werden. Eine ungerade Anzahl von Röhren darf niemals in den Rotor geladen werden, um sicherzustellen, dass die Last gleichmäßig um den Rotor verteilt ist.
2. Last richtige Lösung : Offener Zentrifuge sollte nicht mit übermäßiger Lösung geladen werden, um zu verhindern, dass sie während der Zentrifugation ausgelöst wird, was zu einem Rotor -Ungleichgewicht, Rost oder Korrosion führt.
3. Beobachten Sie die Beobachtung : Während des Zentrifugationsprozesses sollten die Instrumente auf der Zentrifuge ständig beobachtet werden, um festzustellen, ob sie ordnungsgemäß funktionieren. Wenn abnormal auftreten, sollte die Maschine sofort zur Inspektion eingestellt werden und die Fehlfunktionen sollten unverzüglich beseitigt werden. Es darf nicht weiter funktionieren, wenn die Grundursache identifiziert ist.
4. Inspektion vor jedem Verwenden : Die Rotoröffnungen sollten auf Fremdkörper und Schmutz strikt geprüft werden, um das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten. Der Rotor sollte auch auf Anzeichen von Schäden oder Verschleiß überprüft werden.
5. Achten Sie auf Plastikrohre : Steuern Sie die Verwendungsfrequenz von Plastikzentrifugenröhrchen und überprüfen Sie die Übereinstimmungsspezifikationen. Verschiedene Arten von Zentrifugenröhrchen haben unterschiedliche Materialeigenschaften und maximale Geschwindigkeitsgrenzen.
6. Vorkühlung : Beim zentrifugierenden Proben bei niedrigen Temperaturen ist vorzukühlen, wenn Sie für einen bestimmten Zeitraum eine Vorkühlung vornehmen.
7. Regelmäßige Wartung : Die Horizontalität des Hauptkörpers der Zentrifuge sollte alle drei Monate einmal kalibriert werden. Wenn es nicht regelmäßig verwendet wird, sollte es 1 bis 2 Mal pro Monat mit niedriger Geschwindigkeit gestartet werden, jedes Mal 0,5 Stunden.
Häufige Zentrifugenfehler und Fehlerbehebungsmethoden
Häufige Fehler
1. Motor nicht laufen
2. Motor erreicht die Nenngeschwindigkeit nicht
3. Rotorschäden
4. Gefrierschrankfehler oder schlechte Kühlleistung
5. übermäßige Schwingung oder ungewöhnliches Geräusch aus dem Zentrifugenkörper
Fehlerbehebung Methoden
Für Motor nicht läuft
1. Hauptleistungsindikator Licht nicht auf: Überprüfen Sie, ob die Sicherung geblasen wird, und gewährleisten Sie einen guten Kontakt zwischen Netzkabel, Stecker und Steckdose.
2. Hauptleistungsindikator Licht an, der Motor kann nicht beginnen:
(1) Überprüfen Sie, ob der Bandschalter oder der variable Porzellanwiderstand beschädigt ist oder ob ihre Verbindungsdrähte getrennt sind.
.
3..
Für den Motor, der die Nenngeschwindigkeit nicht erreicht
1. Schäden oder Hindernis voranfahren. Es sollte sofort gereinigt und ersetzt werden.
2. Reinigen Sie den Kommutator und die Bürsten, um einen guten Kontakt zu gewährleisten, oder ersetzen Sie sie.
3. Suchen Sie nach Kurzstrecken oder offenen Schaltungen in den Rotorspulenwicklungen.
Für Rotorschäden
1. Rotorköpfe können aufgrund von Faktoren wie Metallermüdung, Überdrehzahl, Überbeanspruchung, chemischer Korrosion, unsachgemäßer Selektion, unausgeglichener Verwendung während des Betriebs und Temperaturregelversagen, die zu Leckagen und Rotorkopfschäden führen, Zentrifugenröhrchen brechen. Der Elektromotor verfügt über obere und untere Lager, die eine regelmäßige Schmierung erfordern (alle sechs Monate oder jährlich).
2. Die Betreiber müssen in Betriebsabläufen ausmachen, geeignete Zentrifugenröhrchen und Rotorköpfe korrekt auswählen und Sicherheitsfaktoren und Garantiezeiträume für die Verwendung von Rotorkopf einhalten.
Zum Versagen des Gefrierschranks oder einer schlechten Kühlleistung
1. Stromausfall, überprüfen Sie das Netzkabel und verschmelzen separat.
2. Low -Spannungs -Trigger -Sicherheitsgeräte, die verhindern, dass der Gefrierschrank beginnt.
3. Wenn die Leistungsspannung auf 180 V auf 190 V sinkt, kann der Gefrierschrank nicht starten und die Kühlungseffizienz beeinträchtigen.
4. Eine schlechte Belüftungsleistung kann auch die Kühlungseffizienz beeinflussen.
Für übermäßige Schwingung oder ungewöhnliches Geräusch aus dem Zentrifugenkörper
1. Das Gewicht der Zentrifugenröhrchen ist unausgeglichen und sie werden asymmetrisch platziert.
2. In den Rotorlöchern befinden sich Fremdkörper, die Last ist unausgeglichen, oder es werden unqualifizierte Rohrärmel verwendet.
3. Die Befestigungsmutter am oberen Ende der Rotorwelle ist locker, was zu Reibung oder Biegung der Rotorwelle führt.
4. Der Motorrotor, der sich nicht in der Mitte des Magnetfelds befindet, erzeugt Rauschen.
5. Die Befestigungsschrauben der Dämpfungsfedern auf der Basis sind locker oder eine der Federn ist zerbrochen.
6. Der Rotor selbst ist beschädigt.
