Центрифуга - это важное научное устройство, которое использует центробежную силу для отделения веществ на основе плотности, необходимых в таких областях, как химия, биохимия и молекулярная биология. Он поставляется в низких, высоких и сверхскоростных вариантах, при этом скорость вращения и емкость являются ключевыми факторами. Придерживание строгих процедур безопасности является обязательным условием во время работы.
В статье будут представлены центрифуги из следующих пунктов:
Рабочая теория центрифужной машины
Классификация центрифужной машины
Компоненты центрифуги
Основные технические параметры и показатели производительности центрифуг
Применение и обслуживание центрифуг
Общие сбои в центрифуге и методы устранения неполадок
Рабочая теория центрифужной машины
Общий принцип
Принцип работы центрифуги основан на применении центробежных сил.
Центрифуга вращается на высокой скорости, вызывая вещества различных плотностей или размеров частиц в смеси для отделения. Более плотные или более крупные частицы вынуждены к внешнему краю, в то время как более легкие или меньшие остаются ближе к центру.
Этот принцип широко используется в различных областях, таких как медицина, наука и промышленность.
Конкретные методы
L Метод центрифугирования дифференциальной скорости
Этот метод использует различия в скорости седиментации различных частиц в центробежном силовом поле. В тех же условиях центрифугирования, путем постоянного увеличения относительной центробежной силы, частицы разных размеров и формы в неравномерной смеси, являются осажденными шагом. В основном он используется для разделения общих и специальных образцов, таких как органелл и вирусы.
L Метод центрифугирования изододности
Образец подвергается центробежному осаждению или равновесию седиментации в определенной инертной градиентной среде. Под действием определенной центробежной силы частицы распределяются по определенным конкретным положениям в градиентной жидкости, что приводит к разделению различных зон.
Классификация центрифужной машины
В соответствии с целью: тип подготовки, аналитический тип и тип двойного назначения как для подготовки, так и для анализа
Согласно скорости: низкоскоростная, высокоскоростная, ультрацентрифуги и т. Д.
В соответствии со структурой: его можно разделить на тип скамьи, много трудовой микро-тип, тип клеточного мазока, тип промывки крови, высокоскоростный охлажденный тип, низкоскоростный тип с низкоскоростным охлаждением большой способности, низкоскоростный автоматический баланс и т. Д.
Типы центрифуг
Низкоскоростная центрифуга
Они часто используются в лабораториях для обычной сортировки частиц, работающей с максимальной скоростью 4000-5000 об / мин. Есть несколько случаев регулирования температуры и часто работают при комнатной температуре. В этих центрифугах используются типы ротора качания и фиксированного угла, используемые для разделения плазмы и сыворотки, а также компоненты, такие как спинномозговая жидкость, плевральная и брюшная жидкости, и моча.
Высокоскоростная центрифуга
Он может работать с несколько более быстрыми скоростями в диапазоне от 15 000 до 30 000 оборотов в минуту, содержащий устройство для регулирования как температуры, так и скорости операции для критического анализа деликатных биологических молекул. Эти центрифуги используют три ротора: фиксированный угол, качающийся ведро и вертикаль. Они используются для очистки ДНК и РНК, субклеточного фракционирования и выделения клеточных компонентов, таких как митохондрии.
Ультрацентрифуга
Это высокоразвитая и сложная центрифуга, которая может разделять крошечные молекулы, которые обычные центрифуги не могут разделить с быстрой скоростью. Ультрацентрифужные скорости ротора могут варьироваться от 60 000 до 150 000 об / мин. Они запускают образцы в группах или в виде систем непрерывного потока и больше. Ультрацентрифуги являются незаменимыми в сфере молекулярной биологии и биохимии для очистки нуклеиновых кислот и белков.
Компоненты центрифуги
Введение ротора
Ротор является основным компонентом центрифуги, используемой для разделения образцов, и его скорость зависит от материала и прочности ротора. Низкоскоростные центрифуги обычно используют прочные, но легкие супер-хард-алюминиевые сплавы, в то время как ультрацентрифуги используют титановые сплавы. Как правило, для центрифуг того же типа роторы, которые легче и имеют меньшие возможности, вращаются на более высоких скоростях, тогда как более тяжелые роторы вращаются на более низких скоростях. Центрифуги часто имеют различные формы ротора, каждая из которых отражает различные центробежные силы и расстояния седиментации. Правильный выбор роторов на основе требований к разделению имеет решающее значение в практических применениях.
Общие типы роторов
Роторы с фиксированным углом : эти роторы удерживают трубки под углом от 14 до 40 ° к вертикальной, так что частицы проходят на короткое расстояние при перемещении радиально наружу и используются в дифференциальном центрифугировании.
Качающиеся роторы ведра : эти роторы, наряду с центрифужными трубками, качаются в горизонтальное положение во время ускорения, так что частицы проходят на более длительное расстояние, что облегчает более легкое отделение супернатанта от гранулы. Эти типы двигателей используются в центрифугировании градиента плотности.
Вертикальные роторы : они удерживают трубки вертикально, то есть параллельно оси мотор, а частицы перемещаются более короткие расстояния с более короткими периодами для разделения. Он используется для разделения изопикнического и градиента плотности.
Основные технические параметры и показатели производительности центрифуг
1. Максимальная скорость: Самая высокая скорость вращения, достижимая ротором центрифуги, измеренной в оборотах.
2. Максимальная центробежная сила: Максимальная относительная центробежная сила (RCF), генерируемая центрифугой, измеренной в 'G '.
3. Максимальная емкость: Максимальный объем выборки, который может быть обработан в одном цикле центрифугирования, обычно представлен как 'M × n '. (Здесь 'M ' обозначает максимальное количество центрифужных трубок, размещенных одновременно, а 'n ' представляет максимальный объем выборки, который можно разделить в двух пробирках центрифуги, измеренные в 'Ml ').
4. Диапазон скорости (диапазон настройки скорости): Регулируемый диапазон скоростей ротора на центрифуге.
5. Диапазон контроля температуры: Диапазон температуры образца, которые можно контролировать во время операции центрифуги.
6. Рабочее напряжение: Напряжение, необходимое для эксплуатации для работы.
7. Потребление энергии: обычно относится к рейтингу мощности центрального двигателя.
Применение и обслуживание центрифуг
Из -за высокой скорости вращения и существенной центробежной силы, полученной центрифугами, серьезные аварии могут произойти, если они используются неправильно или не имеют регулярного осмотра и обслуживания. Следовательно, процедуры эксплуатации и техническое обслуживание должны строго соблюдать во время использования.
1. Сохраняйте равновесие : центрифужные трубки и их содержание должны быть сбалансированы заранее и расположены симметрично. Нечетное количество трубок никогда не должно быть загружено в ротор, чтобы убедиться, что нагрузка равномерно распределена по ротору.
2. Нагрузка надлежащим раствором : открытая центрифуга не должна быть загружена чрезмерным раствором, чтобы предотвратить его выбросить во время центрифугирования, вызывая дисбаланс ротора, ржавчину или коррозию.
3. Сохраняйте наблюдение : во время процесса центрифугирования инструменты на центрифуге должны постоянно наблюдать, чтобы определить, функционируют ли они должным образом. Если произойдет какая -либо ненормальная, машина должна быть немедленно остановлена для проверки, а неисправности должны быть быстро устранены. Он не должен продолжать работать до тех пор, пока не будет идентифицирована основная причина.
4. Проверка перед каждым использованием : апертуры ротора должны быть строго проверены на любые посторонние объекты и грязь, чтобы поддерживать равновесие. Ротор также должен быть проверен на наличие признаков повреждения или износа.
5. Обратите внимание на пластиковые трубки : контролируйте частоту использования пластиковых пробирков центрифуги и проверьте соответствующие спецификации. Различные типы центрифужных труб имеют разные свойства материала и максимальные ограничения скорости.
6. Предварительное охлаждение : при центрифугировании образцов при низких температурах необходимо предварительное охлаждение в течение определенного периода времени.
7. Регулярное обслуживание : горизонтальта основного тела центрифуги должна быть откалибрована раз в три месяца. Когда он не в регулярном использовании, его следует начинать с низкой скорости в течение 1-2 раза в месяц, каждый раз в течение 0,5 часов.
Общие сбои в центрифуге и методы устранения неполадок
Общие неудачи
1. Двигатель не работает
2. Мотор не может достигать номинальной скорости
3. Повреждение ротора
4. Недостаток морозильной камеры для начала или плохая производительность охлаждения
5. Чрезмерная вибрация или необычный шум от тела центрифугии
Методы устранения неполадок
Для мотора не работает
1. Основной индикатор питания.
2. Основной индикатор мощности, но двигатель не может запустить:
(1) Проверьте, поврежден ли отключен полосовой переключатель или фарфоровый переменный резистор, или их соединительные провода отключены.
(2) Проверьте на наличие отключенных или внутренне коротких соединений в катушке магнитного поля.
3. Проверьте вакуумный насос и значения индикатора давления масла.
Для невозможного моторного достижения номинальной скорости
1. Приводите повреждение вала или обструкцию. Это должно быть очищено и заменено быстро.
2. Очистите коммутатор и кисти, чтобы обеспечить хороший контакт или заменить их.
3. Проверьте наличие любых коротких замыканий или открытых цепей в обмотках катушки ротора.
Для повреждения ротора
1. Головки ротора могут разрываться в центрифужных трубках из -за таких факторов, как усталость металлов, чрезмерная скорость, чрезмерная стресса, химическая коррозия, неправильный отбор, несбалансированное использование во время работы и сбой контроля температуры, что приводит к утечке пробы и повреждению головки ротора. Электродвигатель имеет верхний и нижний подшипник, которые требуют периодической смазки (каждые шесть месяцев или ежегодно).
2. Операторы должны быть опытными в эксплуатационных процедурах, правильно выбирать подходящие центрифужные трубки и головки ротора, а также придерживаться коэффициентов безопасности и гарантийных периодов для использования головки ротора.
За неудачу морозильной камеры или плохую производительность охлаждения
1. Отказ питания, проверьте шнур питания и предохранители отдельно.
2. Низкое напряжение запускает устройства безопасности, предотвращая запуск морозильной камеры.
3. Когда напряжение мощности падает до 180 В до 190 В, морозильник не может начать, влияя на эффективность охлаждения.
4. Плохая производительность вентиляции также может повлиять на эффективность охлаждения.
Для чрезмерной вибрации или необычного шума из тела центрифугии
1. Вес центрифужных труб не сбалансирован, и они расположены асимметрично.
2. В отверстиях ротора есть посторонние предметы, нагрузка является несбалансированной, или используются неквалифицированные трубчатые рукава.
3. Фиксирующая гайка в верхнем конце вала ротора является свободной, вызывая трение или изгиб вала ротора.
4. Ротор двигателя, не находящийся в центре магнитного поля, будет генерировать шум.
5. Фиксирующие винты демпфирующих пружин на основании свободны, или один из пружин сломается.
6. сам ротор поврежден.
