A centrifuge is a crucial scientific device that uses centrifugal force to separate substances based on density, essential in fields like chemistry, biochemistry, and molecular biology. Alacsony, nagy és ultrasebességű változatban kapható, a forgási sebesség és a kapacitás kulcsfontosságú tényezők. A szigorú biztonsági előírások betartása elengedhetetlen az üzemeltetés során.
A cikk a következő pontokból mutatja be a centrifugákat:
A centrifugagép működési elmélete
A centrifugagép osztályozása
A centrifugagép alkatrészei
A centrifugák fő műszaki paraméterei és teljesítménymutatói
Centrifugák alkalmazása és karbantartása
Gyakori centrifugahibák és hibaelhárítási módszerek
A centrifugagép működési elmélete
Általános elv
A centrifuga működési elve a centrifugális erő alkalmazásán alapul.
A centrifuga nagy sebességgel forog, aminek következtében a keverékben lévő különböző sűrűségű vagy részecskeméretű anyagok szétválnak. A sűrűbb vagy nagyobb részecskék a külső szélre szorulnak, míg a világosabb vagy kisebb részecskék közelebb maradnak a középponthoz.
Ezt az elvet széles körben alkalmazzák különböző területeken, például az orvostudományban, a tudományban és az iparban.
Specifikus módszerek
l Differenciális sebességű centrifugálási módszer
Ez a módszer a különböző részecskék ülepedési sebességének különbségeit használja fel centrifugális erőtérben. Under the same centrifugation conditions, by continuously increasing the relative centrifugal force, particles of different sizes and shapes in a non-uniform mixture are precipitated step by step. Főleg általános és speciális minták, például organellumok és vírusok elkülönítésére használják.
l Isodensity centrifugálási módszer
A minta egy bizonyos inert gradiens közegben centrifugális kicsapáson vagy ülepítési egyensúlyon megy keresztül. Under the action of a certain centrifugal force, the particles are distributed to certain specific positions in the gradient liquid, resulting in the separation of different zones.
A centrifugagép osztályozása
Cél szerint: Preparátum típusa, analitikai típus és kettős célú típus mind az előkészítéshez, mind az elemzéshez
Sebesség szerint: alacsony sebességű, nagy sebességű, ultracentrifugák stb.
A centrifugák típusai
Alacsony fordulatszámú centrifuga
Ezeket gyakran használják laboratóriumokban rutin részecskeválogatásra, maximum 4000-5000 fordulat/perc sebességgel. Hőmérsékletszabályozásra kevés példa van, és gyakran szobahőmérsékleten működik. These centrifuges employ swinging bucket and fixed-angle rotor types, used for separating plasma and serum, as well as components like cerebrospinal fluid, pleural and peritoneal fluids, and urine.
Nagy sebességű centrifuga
It can work at somewhat faster rates ranging between 15,000 and 30,000 revolutions per minute, containing a device for regulating both the temperature and speed of the operation for the critical analysis of delicate biological molecules. Ezek a centrifugák három rotorral rendelkeznek: fix szögű, lengő vödör és függőleges. DNS és RNS tisztítására, szubcelluláris frakcionálására és sejtkomponensek, például mitokondriumok izolálására használják.
Ultracentrifuga
It is a highly developed and sophisticated centrifuge that can separate tiny molecules that conventional centrifuges can't separate at a fast rate. Az ultracentrifuga rotor fordulatszáma 60 000 és 150 000 fordulat/perc között változhat. Csoportosan vagy folyamatos áramlású rendszerként futtatják a mintákat, és nagyobbak. Az ultracentrifugák nélkülözhetetlenek a molekuláris biológia és a biokémia területén a nukleinsavak és fehérjék tisztításához.
A centrifugagép alkatrészei
A rotor bevezetése
A rotor a minták szétválasztására használt centrifuga központi eleme, sebessége a rotor anyagától és szilárdságától függ. A kis sebességű centrifugák jellemzően erős, de könnyű, szuperkemény alumíniumötvözeteket, míg az ultracentrifugák titánötvözeteket használnak. Generally, for centrifuges of the same type, rotors that are lighter and have smaller capacities spin at higher speeds, whereas heavier rotors spin at lower speeds. A centrifugák gyakran különböző formájú rotorral rendelkeznek, amelyek mindegyike különböző centrifugális erőtereket és ülepedési távolságokat tükröz. A forgórészek megfelelő kiválasztása a szétválasztási követelmények alapján döntő fontosságú a gyakorlati alkalmazásokban.
A rotorok gyakori típusai
~!phoenix_var153_0!~~!phoenix_var153_1!~
Swinging bucket rotors : These rotors, along with the centrifuge tubes, swing out to a horizontal position during the time of acceleration such that particles travel a longer distance, thereby facilitating easier separation of supernatant from the pellet. Az ilyen típusú motorokat sűrűséggradiens centrifugálásnál alkalmazzák.
Vertical rotors : These hold the tubes vertically, ie, parallel to the motor axis, and the particles move shorter distances with shorter periods for separation. Izopiknikus és sűrűséggradiens elválasztásra használják.
A centrifugák fő műszaki paraméterei és teljesítménymutatói
1. Maximális fordulatszám: A centrifuga rotorja által elérhető legnagyobb fordulatszám, fordulat/percben mérve.
2. Maximális centrifugális erő: A centrifuga által generált maximális relatív centrifugális erő (RCF), 'g'-ben mérve.
3. Maximális kapacitás: Az egy centrifugálási ciklusban feldolgozható maximális mintatérfogat, jellemzően 'm×n'. (Here, 'm'denotes the maximum number of centrifuge tubes accommodated at once, and 'n' represents the maximum sample volume that can be separated in two centrifuge tubes, measured in 'ml'.)
4. Sebességtartomány (Speed Setting Range): A rotor fordulatszámának állítható tartománya a centrifugán.
5. Hőmérsékletszabályozási tartomány: A minta hőmérsékletének tartománya, amely a centrifuga működése közben szabályozható.
6. Üzemi feszültség: A centrifuga működéséhez szükséges feszültség.
7. Energiafogyasztás: Általában a centrifugamotor névleges teljesítményére utal.
Centrifugák alkalmazása és karbantartása
Due to the high rotational speed and the substantial centrifugal force generated by centrifuges, serious accidents may occur if they are utilized improperly or lack regular inspection and maintenance. Ezért használat közben szigorúan be kell tartani az üzemeltetési eljárásokat és a karbantartást.
1. Tartsa egyensúlyban : a centrifugacsöveket és azok tartalmát előre ki kell egyensúlyozni, és szimmetrikusan kell elhelyezni. Soha nem szabad páratlan számú csövet betölteni a rotorba, hogy a terhelés egyenletesen oszlik el a rotor körül.
2. ~!phoenix_var167_0!~~!phoenix_var167_1!~
3. Keep Observation : during the centrifugation process, the instruments on the centrifuge, should be constantly observed to determine if they are functioning properly. Ha bármilyen rendellenesség fordul elő, a gépet azonnal le kell állítani ellenőrzés céljából, és a meghibásodásokat azonnal meg kell szüntetni. A kiváltó ok azonosításáig nem szabad tovább működnie.
4. Ellenőrzés Minden használat előtt : az egyensúly fenntartása érdekében szigorúan meg kell vizsgálni a rotor nyílásait, hogy nincsenek-e benne idegen tárgyak és szennyeződések. A rotort is ellenőrizni kell, nincs-e rajta sérülés vagy kopás.
5. Ügyeljen a műanyag csövekre : ellenőrizze a műanyag centrifugacsövek használati gyakoriságát, és ellenőrizze a megfelelő specifikációkat. A különböző típusú centrifugacsövek anyagtulajdonságai és maximális sebességhatárai eltérőek.
6. Előhűtés : a minták alacsony hőmérsékleten történő centrifugálásakor bizonyos ideig tartó előhűtés szükséges.
7. Rendszeres karbantartás : A centrifuga fő testének vízszintességét háromhavonta egyszer kell kalibrálni. Ha nincs rendszeres használatban, alacsony fordulatszámon kell elindítani havonta 1-2 alkalommal, minden alkalommal 0,5 órára.
Gyakori centrifugahibák és hibaelhárítási módszerek
Gyakori hibák
1. A motor nem jár
2. A motor nem éri el a névleges fordulatszámot
3. A rotor károsodása
4. A fagyasztó nem indul el, vagy gyenge a hűtési teljesítmény
5. Túlzott vibráció vagy szokatlan zaj a centrifuga testéből
Hibaelhárítási módszerek
Ha a motor nem jár
1. A fő tápellátás jelzőfénye nem világít: Ellenőrizze, hogy a biztosíték kiégett-e, és biztosítsa a megfelelő érintkezést a tápkábel, a csatlakozódugó és az aljzat között.
2. A fő tápellátás jelzőfénye világít, de a motor nem indul el:
(1) Ellenőrizze, hogy a szalagkapcsoló vagy a porcelán változtatható ellenállás nem sérült-e, vagy a csatlakozó vezetékek nincsenek-e leválasztva.
(2) Ellenőrizze, hogy nincsenek-e megszakadt vagy belső rövidzárlatos csatlakozások a mágneses mező tekercsében.
3. Ellenőrizze a vákuumszivattyú mérőműszerét és az olajnyomás-jelző értékeit.
Ha a motor nem éri el a névleges fordulatszámot
1. A hajtótengely sérülése vagy elzáródása. Azonnal meg kell tisztítani és ki kell cserélni.
2. Tisztítsa meg a kommutátort és a keféket a jó érintkezés érdekében, vagy cserélje ki őket.
3. Ellenőrizze, hogy nincs-e rövidzárlat vagy szakadás a rotor tekercsében.
A rotor károsodására
1. A rotorfejek felszakíthatják a centrifugacsöveket olyan tényezők miatt, mint például a fém fáradtsága, túlfordulatszám, túlfeszültség, kémiai korrózió, nem megfelelő kiválasztás, működés közbeni kiegyensúlyozatlan használat és hőmérsékletszabályozási hiba, ami minta szivárgásához és a rotorfej károsodásához vezethet. Az elektromos motor felső és alsó csapágyakkal rendelkezik, amelyek időszakos kenést igényelnek (hathavonta vagy évente).
2. A kezelőknek jártasnak kell lenniük az üzemeltetési eljárásokban, helyesen kell kiválasztani a megfelelő centrifugacsöveket és rotorfejeket, és be kell tartaniuk a biztonsági tényezőket és a garanciális időszakokat a rotorfej használatára vonatkozóan.
A fagyasztó nem indul el vagy rossz hűtési teljesítmény
1. Áramkimaradás, ellenőrizze külön a tápkábelt és a biztosítékokat.
2. Az alacsony feszültség biztonsági berendezéseket indít el, amelyek megakadályozzák a fagyasztó elindulását.
3. Ha a tápfeszültség 180–190 V-ra csökken, a fagyasztó nem tud elindulni, ami befolyásolja a hűtési hatékonyságot.
4. A rossz szellőzési teljesítmény a hűtési hatékonyságot is befolyásolhatja.
A centrifugatest túlzott vibrációjához vagy szokatlan zajához
1. A centrifugacsövek súlya kiegyensúlyozatlan, aszimmetrikusan vannak elhelyezve.
2. Idegen tárgyak vannak a forgórész furataiban, a terhelés kiegyensúlyozatlan, vagy nem minősített csőhüvelyeket használnak.
3. A rögzítőanya a forgórész tengelyének felső végén meglazult, ami a forgórész tengelyének súrlódását vagy elhajlását okozza.
4. A motor forgórésze, amely nincs a mágneses tér közepén, zajt kelt.
5. Az alapon lévő csillapító rugók rögzítőcsavarjai meglazultak, vagy az egyik rugó eltört.
6. Maga a rotor sérült.
