Een centrifuge is een cruciaal wetenschappelijk apparaat dat centrifugale kracht gebruikt om stoffen te scheiden op basis van dichtheid, essentieel in velden zoals chemie, biochemie en moleculaire biologie. Het wordt geleverd in lage, hoge en ultra-snelheidsvarianten, waarbij rotatiesnelheid en capaciteit sleutelfactoren zijn. Het naleven van strikte veiligheidsprocedures is absoluut noodzakelijk tijdens de werking.
Het artikel introduceert centrifuges uit de volgende punten ：
Werktheorie van centrifugemachine
Classificatie van centrifugemachine
Componenten van centrifuge -machine
Belangrijkste technische parameters en prestatie -indices van centrifuges
Toepassingen en onderhoud van centrifuges
Veel voorkomende centrifuge -mislukkingen en methoden voor probleemoplossing
Werktheorie van centrifugemachine
Algemeen principe
Het werkende principe van een centrifuge is gebaseerd op de toepassing van centrifugaalkracht.
De centrifuge spins met hoge snelheid, waardoor stoffen van verschillende dichtheden of deeltjesgroottes in een mengsel worden gescheiden. De dichtere of grotere deeltjes worden naar de buitenrand gedwongen, terwijl de lichtere of kleinere die dichter bij het midden blijven.
Dit principe wordt op grote schaal gebruikt op verschillende gebieden, zoals geneeskunde, wetenschap en industrie.
Specifieke methoden
l Differentiële snelheid centrifugatiemethode
Deze methode maakt gebruik van de verschillen in de sedimentatiesnelheden van verschillende deeltjes in een centrifugale krachtveld. Onder dezelfde centrifugatieomstandigheden, door de relatieve centrifugale kracht continu te vergroten, worden deeltjes met verschillende grootte en vormen in een niet-uniform mengsel stap voor stap geprecipiteerd. Het wordt voornamelijk gebruikt voor de scheiding van algemene en speciale monsters, zoals organellen en virussen.
L isodensiteitscentrifugatiemethode
Het monster ondergaat centrifugale neerslag of sedimentatie -evenwicht in een bepaald inert gradiëntmedium. Onder de werking van een bepaalde centrifugale kracht worden de deeltjes verdeeld over bepaalde specifieke posities in de gradiëntvloeistof, wat resulteert in de scheiding van verschillende zones.
Classificatie van centrifugemachine
Volgens het doel: het voorbereidingstype, het analytische type en het dubbele type voor zowel voorbereiding als analyse
Volgens snelheid: lage snelheid, hoge snelheid, ultracentrifuges, enz.
Volgens de structuur: het kan worden verdeeld in het type bench-top, multi-buis micro type, celstrijkje, bloedwas type, snel gekoelde koeltype, lage-snelheid koeltype met lage snelheid, bench-top low-speed automatische balanscentrifuge, etc.
Soorten centrifuges
Lage snelheid centrifuge
Deze worden vaak gebruikt in laboratoria voor routinematig sorteren dat wordt bediend met een maximale snelheid van 4000-5000 tpm. Er zijn weinig gevallen van temperatuurregulering en vaak bij kamertemperatuur gewerkt. Deze centrifuges maken gebruik van slingerende emmer en rotortypen met vaste hoek, gebruikt voor het scheiden van plasma en serum, evenals componenten zoals cerebrospinale vloeistof, pleurale en peritoneale vloeistoffen en urine.
High-speed centrifuge
Het kan werken met iets snellere snelheden variërend tussen 15.000 en 30.000 omwentelingen per minuut, met een apparaat voor het reguleren van zowel de temperatuur als de snelheid van de werking voor de kritische analyse van delicate biologische moleculen. Deze centrifuges maken gebruik van drie rotoren: vaste hoek, slingerende emmer en verticaal. Ze worden gebruikt voor DNA- en RNA -zuivering, subcellulaire fractionering en het isoleren van cellulaire componenten zoals mitochondria.
Ultracentrifuge
Het is een sterk ontwikkelde en geavanceerde centrifuge die kleine moleculen kan scheiden die conventionele centrifuges niet snel kunnen scheiden. Ultracentrifuge -rotorsnelheden kunnen variëren van 60.000 tot 150.000 tpm. Ze draaien monsters in groepen of als continue stromingssystemen en zijn groter. Ultracentrifuges zijn onmisbaar in het rijk van moleculaire biologie en biochemie voor de zuivering van nucleïnezuren en eiwitten.
Componenten van centrifuge -machine
De introductie van rotor
De rotor is de kerncomponent van een centrifuge die wordt gebruikt voor het scheiden van monsters, en de snelheid ervan hangt af van het materiaal en de sterkte van de rotor. Lage snelheidscentrifuges gebruiken meestal sterke maar lichte superhard aluminiumlegeringen, terwijl ultracentrifuges titaniumlegeringen gebruiken. Over het algemeen, voor centrifuges van hetzelfde type, draaien rotoren die lichter zijn en kleinere capaciteiten hebben bij hogere snelheden, terwijl zwaardere rotors draaien bij lagere snelheden. Centrifuges hebben vaak verschillende rotorvormen, die elk verschillende centrifugale krachtvelden en sedimentatieafstanden weerspiegelen. Een juiste selectie van rotoren op basis van scheidingsvereisten is cruciaal in praktische toepassingen.
Veel voorkomende soorten rotoren
Vaste hoekrotoren : deze rotoren houden de buizen onder een hoek van 14 tot 40 ° ten opzichte van de verticaal, zodat deeltjes een korte afstand reizen terwijl ze radiaal naar buiten gaan en worden gebruikt in differentiële centrifugatie.
Swingende emmerrotors : deze rotoren, samen met de centrifuge -buizen, zwaaien naar een horizontale positie in de tijd van versnelling zodat deeltjes op een langere afstand reizen, waardoor een gemakkelijkere scheiding van supernatant van de pellet wordt vergemakkelijkt. Dit soort motoren worden gebruikt in de centrifugatie van de dichtheidsgradiënt.
Verticale rotoren : deze houden de buizen verticaal vast, dwz parallel aan de motoras, en de deeltjes bewegen kortere afstanden met kortere periodes voor scheiding. Het wordt gebruikt voor isopycnic en dichtheidsgradiëntscheiding.
Belangrijkste technische parameters en prestatie -indices van centrifuges
1. Maximale snelheid: De hoogste rotatiesnelheid die wordt bereikt door de centrifuge -rotor, gemeten in RPM.
2. Maximale centrifugale kracht: De maximale relatieve centrifugale kracht (RCF) gegenereerd door de centrifuge, gemeten in 'g '.
3. Maximale capaciteit: Het maximale monstervolume dat kan worden verwerkt in één centrifugatiecyclus, meestal weergegeven als 'm × n '. (Hier geeft 'M ' het maximale aantal centrifugebuizen aan dat tegelijkertijd wordt ondergebracht, en 'n ' vertegenwoordigt het maximale monstervolume dat kan worden gescheiden in twee centrifugebuizen, gemeten in 'ml '.).
4. Snelheidsbereik (snelheidsbereik): Het verstelbare bereik van rotorsnelheden op de centrifuge.
5. Temperatuurregelingsbereik: Het bereik van monstertemperaturen die kunnen worden geregeld tijdens centrifuge -operatie.
6. Bedieningsspanning: De spanning die nodig is om de centrifuge te laten werken.
7. Stroomverbruik: verwijst meestal naar de nominale kracht van de centrifugemotor.
Toepassingen en onderhoud van centrifuges
Vanwege de hoge rotatiesnelheid en de substantiële centrifugale kracht gegenereerd door centrifuges, kunnen ernstige ongevallen optreden als ze onjuist worden gebruikt of geen regelmatige inspectie en onderhoud missen. Daarom moeten de werkingsprocedures en het onderhoud strikt worden nageleefd tijdens gebruik.
1. Houd evenwicht : centrifugebuizen en hun inhoud moeten van tevoren worden uitgebalanceerd en symmetrisch worden geplaatst. Een oneven aantal buizen mag nooit in de rotor worden geladen om ervoor te zorgen dat de belasting gelijkmatig over de rotor is verdeeld.
2. Laad juiste oplossing : open centrifuge mag niet worden geladen met overmatige oplossing om te voorkomen dat het wordt uitgeroeid tijdens centrifugatie, waardoor rotor -onbalans, roest of corrosie wordt veroorzaakt.
3. Houd observatie behouden : Tijdens het centrifugatieproces moeten de instrumenten op de centrifuge voortdurend worden waargenomen om te bepalen of ze correct functioneren. Als er abnormaal optreden, moet de machine onmiddellijk worden gestopt voor inspectie en moeten de storingen onmiddellijk worden geëlimineerd. Het mag niet blijven werken totdat de oorzaak is geïdentificeerd.
4. Inspectie vóór elk gebruik : de rotoropeningen moeten strikt worden geïnspecteerd op vreemde objecten en vuil om het evenwicht te behouden. De rotor moet ook worden gecontroleerd op tekenen van schade of slijtage.
5. Let op plastic buizen : regelt de gebruiksfrequentie van plastic centrifugebuizen en controleer de bijpassende specificaties. Verschillende soorten centrifugebuizen hebben verschillende materiaaleigenschappen en maximale snelheidslimieten.
6. Voorkoeling : bij het centrifugeren van monsters bij lage temperaturen is het voorkoelen van een bepaalde periode nodig.
7. Regelmatig onderhoud : de horizontaliteit van het hoofdlichaam van de centrifuge moet eens in de drie maanden worden gekalibreerd. Wanneer het niet regelmatig wordt gebruikt, moet het 1 tot 2 keer per maand met lage snelheid worden gestart, elke keer 0,5 uur.
Veel voorkomende centrifuge -mislukkingen en methoden voor probleemoplossing
Veel voorkomende storingen
1. Motor loopt niet
2. Motor slaagt niet in om de nominale snelheid te bereiken
3. Rotorschade
4. Freeer -falen om te starten of slechte koelprestaties
5. Overmatige trillingen of ongewoon geluid van het centrifuge -lichaam
Problemen oplossen methoden
Voor de motor niet lopen
1. Hoofdstroomindicator Licht niet aan: Controleer of de zekering is opgeblazen en zorg voor goed contact tussen het netsnoer, de plug en het stopcontact.
2. Hoofdstroomindicatorlicht aan maar de motor kan niet starten:
(1) Controleer of de bandschakelaar of porseleinen variabele weerstand is beschadigd of dat hun verbindingsdraden zijn losgekoppeld.
(2) Controleer op losgekoppelde of intern kortsluitverbindingen in de magnetische veldspoel.
3. Controleer de vacuümpompmeter en de oliedrukindicatorwaarden.
Voor het niet bereiken van de motorische snelheid
1. Schade of obstructie van aandrijfas. Het moet onmiddellijk worden schoongemaakt en vervangen.
2. Reinig de commutator en borstels om goed contact te garanderen of vervang ze.
3. Controleer op korte circuits of open circuits in de rotorspoelwikkelingen.
Voor rotorschade
1. Rotorkoppen kunnen centrifugebuizen scheuren als gevolg van factoren zoals metalen vermoeidheid, te hoge snelheid, overstress, chemische corrosie, onjuiste selectie, onevenwichtig gebruik tijdens de werking en falen van temperatuurregeling, wat leidt tot monsterlekkage en schade in de rotorkop. De elektromotor heeft bovenste en onderste lagers die periodieke smering vereisen (om de zes maanden of jaarlijks).
2. Operators moeten bedreven zijn in operationele procedures, correct geschikte centrifugebuizen en rotorkoppen selecteren en zich houden aan veiligheidsfactoren en garantieperioden voor het gebruik van rotorkop.
Voor het falen van de vriezer om te starten of slechte koelprestaties
1. Stroomstoring, controleer het netsnoer en combineert afzonderlijk.
2. Lage spanning activeert veiligheidsapparaten die voorkomen dat de vriezer start.
3. Wanneer de vermogensspanning daalt tot 180V tot 190V, kan de vriezer niet beginnen, wat de koelefficiëntie beïnvloedt.
4. Slechte ventilatieprestaties kunnen ook de koelefficiëntie beïnvloeden.
Voor overmatige trillingen of ongewoon geluid van het centrifuge -lichaam
1. Het gewicht van de centrifugebuizen is onevenwichtig en ze worden asymmetrisch geplaatst.
2. Er zijn vreemde voorwerpen in de rotorgaten, de belasting is onevenwichtig of ongekwalificeerde buishonden worden gebruikt.
3. De bevestigingsmoer aan de bovenkant van de rotoras is los, waardoor wrijving of buiging van de rotoras veroorzaakt.
4. De motorrotor die niet in het midden van het magnetische veld staat, genereert ruis.
5. De fixeerschroeven van de dempingsveren op de basis zijn los of een van de veren is kapot.
6. De rotor zelf is beschadigd.
