实验室低速离心机的工作原理

实验室低速离心机是一种利用离心力对混合液体进行分离的常用设备，其工作原理基于密度差异和离心力作用，适用于对剪切力敏感或沉降速度较慢的样品（如细胞、大分子蛋白质等）。以下是其核心工作原理和关键点：

1. 基本原理
离心力驱动分离：
当离心机转子高速旋转时，样品管中的混合物质受到向外的离心力，密度较大的组分（如细胞、沉淀物）会向外侧（管底）沉降，密度较小的组分（如上清液）则靠近旋转中心，从而实现分离。
低速特点：
低速离心机转速通常为 1,000~10,000 rpm（相对高速离心机更低），产生的离心力较小（通常标注为 ×g，如2,000×g），适合温和分离，避免破坏脆弱样本（如活细胞）。

2. 核心组件与工作流程
转子：
承载样品管，分为固定角转子（角度固定，分离路径短）和水平转子（甩平式，分离路径长）。
低速离心机多采用水平转子，减少对样品的冲击。
电机驱动系统：
通过电机带动转子旋转，低速离心机通常使用无刷电机或碳刷电机，噪音较低，稳定性强。
控制系统：
调节转速（rpm）和时间，部分机型可设置缓启动/缓停功能，防止样品重悬。
安全机制：
配备盖锁（运行时自动锁定）、不平衡检测（避免振动损坏）和过热保护。

3. 关键参数
相对离心力（RCF）：
实际分离效果取决于RCF（单位×g），计算公式：
\[
RCF = 1.118 \times r \times (rpm/1000)^2
\]
（\( r \)为旋转半径，单位厘米）
转速与样品适配性：
低速离心机适用于：
细胞培养物（如离心收集细胞）。
血液分层（分离血清与血细胞）。
大分子沉淀（如蛋白质、核酸）。

4. 应用场景
生物样本处理：分离全血中的血浆/血清、细胞悬液浓缩。
化学实验：沉淀结晶、固液分离。
环保领域：污泥沉降分析。

5. 注意事项
平衡对称：样品管必须对称放置并等重，否则易损坏转子。
转速选择：需根据样品密度差调整，过高转速可能导致样本损伤。
离心管材质：需耐腐蚀（如PP材质）且匹配转子规格。

低速离心机通过可控的离心力实现温和分离，是实验室处理敏感样品的可靠工具。使用时需严格遵循操作规范，以确保分离效果和设备寿命。