Une centrifugeuse est un appareil scientifique crucial qui utilise la force centrifuge pour séparer les substances basées sur la densité, essentielles dans des domaines comme la chimie, la biochimie et la biologie moléculaire. Il est disponible en variantes faibles, élevées et ultra-vitesse, la vitesse de rotation et la capacité étant des facteurs clés. Adhérer à des procédures de sécurité strictes est impérative pendant le fonctionnement.
L'article introduira les centrifuges des points suivants:
Théorie de travail de la machine à centrifugeuse
Classification de la machine à centrifugeuse
Composants de la machine à centrifugeuse
Principaux paramètres techniques et indices de performance des centrifuges
Applications et maintenance des centrifuges
Échecs de centrifugeuse courantes et méthodes de dépannage
Théorie de travail de la machine à centrifugeuse
Principe général
Le principe de travail d'une centrifugeuse est basé sur l'application de la force centrifuge.
La centrifugeuse tourne à grande vitesse, provoquant des substances de différentes densités ou tailles de particules dans un mélange se séparer. Les particules plus denses ou les plus grandes sont forcées au bord extérieur, tandis que les plus légers ou les plus petits restent plus proches du centre.
Ce principe est largement utilisé dans divers domaines tels que la médecine, la science et l'industrie.
Méthodes spécifiques
l Méthode de centrifugation de vitesse différentielle
Cette méthode utilise les différences dans les taux de sédimentation de différentes particules dans un champ de force centrifuge. Dans les mêmes conditions de centrifugation, en augmentant continuellement la force centrifuge relative, les particules de différentes tailles et formes dans un mélange non uniforme sont précipitées étape par étape. Il est principalement utilisé pour la séparation des échantillons généraux et spéciaux, tels que les organites et les virus.
L Méthode de centrifugation de l'isodensité
L'échantillon subit une précipitation centrifuge ou un équilibre de sédimentation dans un certain milieu de gradient inerte. Sous l'action d'une certaine force centrifuge, les particules sont distribuées à certaines positions spécifiques dans le liquide de gradient, entraînant la séparation de différentes zones.
Classification de la machine à centrifugeuse
Selon l'objectif: type de préparation, type analytique et type à double usage pour la préparation et l'analyse
Selon la vitesse: à basse vitesse, à grande vitesse, ultracentrifuges, etc.
Selon la structure: il peut être divisé en type de banc, micro-type à tube, type de frottis cellulaire, type de lavage sanguin, type réfrigéré à grande vitesse, type réfrigéré à grande vitesse à grande vitesse, centrifugeur automatique à basse vitesse du banc, etc.
Types de centrifuges
Centrifugeuse à basse vitesse
Ceux-ci sont fréquemment utilisés dans les laboratoires pour le tri de particules de routine fonctionnant à une vitesse maximale de 4000-5000 tr / min. Il y a peu de cas de régulation de la température et fonctionnent souvent à température ambiante. Ces centrifuges utilisent des types de rotor de seau et d'angle fixe, utilisés pour séparer le plasma et le sérum, ainsi que des composants comme le liquide céphalorachidien, les fluides pleuraux et péritonéaux et l'urine.
Centrifugeuse à grande vitesse
Il peut fonctionner à des taux un peu plus rapides allant entre 15 000 et 30 000 révolutions par minute, contenant un dispositif pour réguler à la fois la température et la vitesse de l'opération pour l'analyse critique des molécules biologiques délicates. Ces centrifuges utilisent trois rotors: angle fixe, seau à balançoire et vertical. Ils sont utilisés pour la purification de l'ADN et de l'ARN, du fractionnement subcellulaire et de l'isolement des composants cellulaires comme les mitochondries.
Ultracentrifugeuse
Il s'agit d'une centrifugeuse hautement développée et sophistiquée qui peut séparer de minuscules molécules que les centrifuges conventionnels ne peuvent pas se séparer à un rythme rapide. Les vitesses de rotor ultracentrifugeuses peuvent varier de 60 000 à 150 000 tr / min. Ils exécutent des échantillons en groupes ou en tant que systèmes d'écoulement continu et sont plus grands. Les ultracentrifuges sont indispensables dans le domaine de la biologie moléculaire et de la biochimie pour la purification des acides nucléiques et des protéines.
Composants de la machine à centrifugeuse
L'introduction du rotor
Le rotor est le composant central d'une centrifugeuse utilisée pour séparer les échantillons, et sa vitesse dépend du matériau et de la résistance du rotor. Les centrifuges à basse vitesse utilisent généralement des alliages en aluminium super et léger et légers, tandis que les ultracentrifuges utilisent des alliages de titane. Généralement, pour les centrifuges du même type, les rotors qui sont plus légers et ont des capacités plus petites tournent à des vitesses plus élevées, tandis que les rotors plus lourds tournent à des vitesses plus basses. Les centrifuges ont souvent différentes formes de rotor, chacune reflétant différents champs de force centrifuge et distances de sédimentation. Une sélection appropriée de rotors en fonction des exigences de séparation est cruciale dans les applications pratiques.
Types communs de rotors
Rotors à angle fixe : ces rotors maintiennent les tubes à un angle de 14 à 40 ° par rapport à la verticale de telle sorte que les particules parcourent une courte distance tout en se déplaçant radialement vers l'extérieur et sont utilisées dans une centrifugation différentielle.
Swinging Bucket Rotors : Ces rotors, ainsi que les tubes à centrifugeuse, se balancent en position horizontale pendant la période d'accélération de sorte que les particules parcourent une distance plus longue, facilitant ainsi une séparation plus facile du surnageant du culot. Ces types de moteurs sont utilisés dans la centrifugation du gradient de densité.
Rotors verticaux : Ceux-ci maintiennent les tubes verticalement, c'est-à-dire parallèles à l'axe du moteur, et les particules se déplacent des distances plus courtes avec des périodes plus courtes pour la séparation. Il est utilisé pour la séparation isopycnique et du gradient de densité.
Principaux paramètres techniques et indices de performance des centrifuges
1. Vitesse maximale: La vitesse de rotation la plus élevée réalisable par le rotor de centrifugeuse, mesurée en régime.
2. Force centrifuge maximale: La force centrifuge maximale (RCF) générée par la centrifugeuse, mesurée en 'g '.
3. Capacité maximale: Le volume d'échantillon maximal qui peut être traité dans un cycle de centrifugation, généralement représenté comme 'm × n '. (Ici, 'M ' désigne le nombre maximal de tubes à centrifugeuse accueillis immédiatement, et 'n ' représente le volume d'échantillon maximal qui peut être séparé dans deux tubes à centrifugeuse, mesurés en 'Ml '.)
4. Plage de vitesse (plage de réglage de vitesse): La plage réglable de vitesses de rotor sur la centrifugeuse.
5. Plage de contrôle de la température: La plage des températures de l'échantillon qui peuvent être contrôlées pendant le fonctionnement de la centrifugeuse.
6. Tension de fonctionnement: La tension requise pour que la centrifugeuse fonctionne.
7. Consommation d'énergie: fait généralement référence à la puissance nominale du moteur à centrifugeuse.
Applications et maintenance des centrifuges
En raison de la vitesse de rotation élevée et de la force centrifuge substantielle générée par les centrifuges, des accidents graves peuvent se produire s'ils sont utilisés mal ou manquent d'inspection et d'entretien réguliers. Par conséquent, les procédures de fonctionnement et la maintenance doivent être strictement respectées pendant l'utilisation.
1. Gardez l'équilibre : les tubes à centrifugeuse et leur contenu doivent être équilibrés à l'avance et placés symétriquement. Un nombre impair de tubes ne doit jamais être chargé dans le rotor pour s'assurer que la charge est répartie uniformément autour du rotor.
2. Charge Solution appropriée : une centrifugeuse ouverte ne doit pas être chargée d'une solution excessive pour l'empêcher d'être jetée pendant la centrifugation, provoquant un déséquilibre du rotor, de la rouille ou de la corrosion.
3. Gardez l'observation : pendant le processus de centrifugation, les instruments de la centrifugeuse doivent être constamment observés pour déterminer s'ils fonctionnent correctement. Si une anormale se produit, la machine doit être interrompue immédiatement pour l'inspection et les dysfonctionnements doivent être rapidement éliminés. Il ne doit pas continuer à fonctionner tant que la cause profonde n'est pas identifiée.
4. Inspection avant chaque utilisation : Les ouvertures de rotor doivent être strictement inspectées pour que tous les objets étrangers et la saleté maintiennent l'équilibre. Le rotor doit également être vérifié pour tout signe de dommage ou d'usure.
5. Faites attention aux tubes en plastique : contrôlez la fréquence d'utilisation des tubes à centrifugeuse en plastique et vérifiez les spécifications de correspondance. Différents types de tubes à centrifugeuses ont des propriétés de matériaux différentes et des limites de vitesse maximales.
6. Pré-refroidissement : Lorsque les échantillons centrifugants à basse température, pré-refroidir pendant une certaine période de temps sont nécessaires.
7. Entretien régulier : L'horizontalité du corps principal de la centrifugeuse doit être calibrée une fois tous les trois mois. Lorsqu'il n'est pas dans une utilisation régulière, il doit être démarré à basse vitesse pour 1 à 2 fois par mois, à chaque fois pendant 0,5 heures.
Échecs de centrifugeuse courantes et méthodes de dépannage
Échecs courants
1. Le moteur ne fonctionne pas
2. Le moteur ne parvient pas à atteindre la vitesse nominale
3. Dégâts du rotor
4. Échec du congélateur à démarrer ou de mauvaises performances de refroidissement
5. vibration excessive ou bruit inhabituel du corps de centrifugeuse
Méthodes de dépannage
Pour le moteur ne fonctionne pas
1. Éclairage de l'indicateur d'alimentation principal non allumé: Vérifiez si le fusible est soufflé et assurez un bon contact entre le cordon d'alimentation, la bouche et la douille.
2. Éclairage de l'indicateur d'alimentation principale mais le moteur ne peut pas démarrer:
(1) Vérifiez si le commutateur de bande ou la résistance variable en porcelaine est endommagé ou si leurs fils de connexion sont déconnectés.
(2) Vérifiez les connexions déconnectées ou court-circuites dans la bobine de champ magnétique.
3. Vérifiez les valeurs de la jauge de pompe à vide et de l'indicateur de pression d'huile.
Pour le moteur qui n'atteint pas la vitesse nominale
1. Dommages ou obstructions de l'arbre d'entraînement. Il doit être nettoyé et remplacé rapidement.
2. Nettoyez le commutateur et les pinceaux pour assurer un bon contact ou les remplacer.
3. Vérifiez les courts circuits ou les circuits ouverts dans les enroulements de la bobine de rotor.
Pour les dégâts du rotor
1. Les têtes de rotor peuvent rompre les tubes à centrifugeuse en raison de facteurs tels que la fatigue métallique, la survitesse, la surdresse, la corrosion chimique, la sélection incorrecte, l'utilisation déséquilibrée pendant le fonctionnement et la défaillance du contrôle de la température, conduisant à des fuites d'échantillon et à des dommages à la tête du rotor. Le moteur électrique a des roulements supérieurs et inférieurs qui nécessitent une lubrification périodique (tous les six mois ou annuellement).
2. Les opérateurs doivent être compétents dans les procédures opérationnelles, sélectionner correctement les tubes à centrifugeuse appropriés et les têtes de rotor, et respecter les facteurs de sécurité et les périodes de garantie pour l'utilisation de la tête du rotor.
Pour l'échec du congélateur à démarrer ou de mauvaises performances de refroidissement
1. Échec de puissance, vérifiez le cordon d'alimentation et les fusibles séparément.
2. Les déclencheurs à basse tension des dispositifs de sécurité empêchant le congélateur de démarrer.
3. Lorsque la tension de puissance tombe à 180 V à 190V, le congélateur ne peut pas commencer, affectant l'efficacité de refroidissement.
4. Performance de ventilation médiocre peut également affecter l'efficacité du refroidissement.
Pour des vibrations excessives ou un bruit inhabituel du corps de centrifugeuse
1. Le poids des tubes à centrifugeuse est déséquilibré et ils sont placés de manière asymétrique.
2. Il y a des objets étrangers dans les trous du rotor, la charge est déséquilibrée ou des manches de tube non qualifiées sont utilisées.
3. L'écrou de fixation à l'extrémité supérieure de l'arbre du rotor est lâche, provoquant un frottement ou une flexion de l'arbre du rotor.
4. Le rotor de moteur n'est pas au centre du champ magnétique générera du bruit.
5. Les vis de fixation des ressorts d'amortissement sur la base sont lâches, ou l'une des ressorts est cassé.
6. Le rotor lui-même est endommagé.
