離心機(jī)教學(xué)指導(dǎo)

其次章離心機(jī)首其次章離心機(jī)首頁根本要求重點(diǎn)難點(diǎn)講授學(xué)時(shí)內(nèi)容提要11．根本要求了解離心力與相對(duì)離心力離心機(jī)的分類與根本構(gòu)造離心機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)及性能指標(biāo)(4)離心機(jī)的進(jìn)展熟悉離心機(jī)的工作原理離心機(jī)常見故障及排解方法掌握(1)常用的離心方法(差速離心法、密度梯度離心法、分析性超速離心法)(2)專用離心機(jī)的臨床使用范圍(3)低速離心機(jī)、高速〔冷凍〕離心機(jī)、超速〔冷凍〕離心機(jī)的臨床使用范圍22．重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)(1)常用的離心方法(2)離心方法的選擇(3)離心機(jī)的構(gòu)造〔低速離心機(jī)、高速〔冷凍〕離心機(jī)、超速〔冷凍〕離心機(jī)〕難點(diǎn)離心力與相對(duì)離心力液體中的微粒在重力場(chǎng)中的分別液體中的微粒在離心力場(chǎng)中的沉降分析性超速離心法33．講授學(xué)時(shí)磁鋼片傳感器4磁鋼片傳感器44．內(nèi)容提要第一節(jié)其次節(jié)第三節(jié)第四節(jié)第五節(jié)第六節(jié)離心機(jī)的工作原理離心機(jī)的工作原理離心是利用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的離心力以及物質(zhì)的沉降系數(shù)或浮力密度的差異進(jìn)展分別、濃縮和提純生物樣品的一種方法。懸浮液在高速旋轉(zhuǎn)下，由于巨大的離心力作用，使懸浮的微小顆?！布?xì)胞器、生物大分子的沉淀等〕以肯定的速度沉降，從而使溶液得以分別，顆粒的沉降速度取決于離心機(jī)的轉(zhuǎn)速、顆粒的質(zhì)量、大小和密度。當(dāng)含有細(xì)小顆粒的懸浮液靜置不動(dòng)時(shí)，由于重力場(chǎng)的作用可使得懸浮的顆粒漸漸下沉，顆粒越重，下沉越快。微粒在重力場(chǎng)下移動(dòng)的速度與微粒的大小、形態(tài)、密度、重力場(chǎng)的強(qiáng)度及液體的黏度有關(guān)。如紅細(xì)胞顆粒，直徑為數(shù)微米，可以在通常重力作用下觀看到它們的沉降過程。此外，物質(zhì)在介質(zhì)中沉降時(shí)還伴隨有集中現(xiàn)象〔集中是由于微粒的熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的質(zhì)量遷移現(xiàn)象,主要是由于密度差引起的。對(duì)小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質(zhì)等，它們?cè)谌芤褐谐赡z體或半膠體狀態(tài)，僅僅利用重力是不行能觀察到沉降過程的，由于顆粒越小沉降越慢，而集中現(xiàn)象則越嚴(yán)峻。集中現(xiàn)象是不利于樣品分別的，假設(shè)加大重力，就可能抑制集中現(xiàn)象的不利影響,實(shí)現(xiàn)生物大分子的分別。離心機(jī)就是利用離心機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力，迫使液體中微粒抑制集中加快沉降速度，把樣品中具有不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分別開。圖2-1離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)示意圖離心力與相對(duì)離心力圓心運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象稱為離心現(xiàn)象也叫離心運(yùn)動(dòng)。離心運(yùn)動(dòng)是由于向心力消逝或缺乏而造成的。相對(duì)離心力是指在離心場(chǎng)中，作用于顆粒的離心力相當(dāng)于地球重力的倍數(shù)，單位是重力加速度“g液體中的微粒在重力場(chǎng)中的分別液體中的微粒受重力的作用，較重的微粒下沉與液體分開，這個(gè)現(xiàn)象稱為重力沉降。沉降速度指在強(qiáng)大離心力作用下，單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的距離。沉降時(shí)間在實(shí)際工作中，常常遇到要求在已有的離心機(jī)上把某一種溶質(zhì)從溶液中全部沉降分別出來需用多大轉(zhuǎn)速與多長時(shí)間可到達(dá)目的的問題。假設(shè)轉(zhuǎn)速，則需確定分別某粒子所需的時(shí)間即沉降時(shí)間。液體中的微粒在重力場(chǎng)中的沉降當(dāng)離心機(jī)開動(dòng)時(shí)，離心管繞離心轉(zhuǎn)頭的軸旋轉(zhuǎn)，作圓周運(yùn)動(dòng)〔2-2將同樣運(yùn)動(dòng)。假設(shè)顆粒是處于真空中〔即沒有介質(zhì)阻力時(shí)0位轉(zhuǎn)到1位時(shí)，顆粒到達(dá)離心管底部A位。對(duì)于離心管而言，樣品顆粒由頂位移到了A位，也就是由離心管頂。顆粒作切線運(yùn)動(dòng)時(shí)將由于介質(zhì)的摩擦阻力，使其在離心管中依圖2-2中虛線所示的曲線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)離心管由0位轉(zhuǎn)到2位時(shí)，顆粒由頂位移到B位。介質(zhì)的阻力越大，顆粒在離心管中沉降速度越小，沉降的距離也越短。旋轉(zhuǎn)速度越大，顆粒在離心管中沉降越快。離心機(jī)的分類與根本構(gòu)造

圖2-2離心沉降示意圖離心機(jī)的分類通常國際上對(duì)離心機(jī)的分類有三種方法：即按轉(zhuǎn)速分、按用途分、按構(gòu)造分。按轉(zhuǎn)速可分為低速、驅(qū)動(dòng)軸聯(lián)軸器下減振器驅(qū)動(dòng)軸聯(lián)軸器下減振器滾珠軸承離心機(jī)的根本構(gòu)造低速離心機(jī)、高速〔冷凍〕離心機(jī)及超速〔冷凍〕離心機(jī)的構(gòu)造:①低速離心機(jī)的構(gòu)造由電動(dòng)機(jī)、離心轉(zhuǎn)盤〔轉(zhuǎn)頭、調(diào)速器、定時(shí)器、離心套管與底座等主要部件構(gòu)成。②高速〔冷凍〕離心機(jī)的構(gòu)造由轉(zhuǎn)動(dòng)裝置、速度掌握系統(tǒng)、溫度掌握系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、離心室、離心轉(zhuǎn)頭及安全保護(hù)裝置等。③超速(冷凍)離心機(jī)主要由驅(qū)動(dòng)和速度掌握、溫度掌握、真空系統(tǒng)和轉(zhuǎn)頭四局部組成。圖2-3離心機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)造離心機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)及性能指標(biāo)離心機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)及性能指標(biāo)主要參數(shù)包括：最大轉(zhuǎn)速；最大離心力；最大容量；電源功率；溫度掌握范圍；工作電壓；調(diào)速范其次局部為數(shù)字；第三局部為標(biāo)識(shí)轉(zhuǎn)頭由不同的金屬組成。轉(zhuǎn)頭參數(shù)有，R、R、RCF、RCF、max min max minRPM、Ｋ等。max流淌轉(zhuǎn)頭④區(qū)帶轉(zhuǎn)頭⑤垂直轉(zhuǎn)頭。離心機(jī)的日常維護(hù)、常見故障及排解離心機(jī)的日常維護(hù)各類離心機(jī)因其轉(zhuǎn)速高，產(chǎn)生的離心力大，使用不當(dāng)或缺乏定期的檢修和保養(yǎng)，都可能發(fā)生嚴(yán)峻事故，因此使用離心機(jī)時(shí)都必需嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。離心機(jī)常見故障及排解方法電機(jī)不轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)頭的損壞機(jī)體震驚猛烈、響聲特別。高速〔冷凍〕離心機(jī)不制冷有很多故障為不正確操作所致，正確操作可削減或消退故障。在工作過程中，如消滅任何特別現(xiàn)象均應(yīng)馬上停機(jī)，檢查緣由，不得強(qiáng)行運(yùn)轉(zhuǎn)，以免產(chǎn)生不必要的損失。常用的離心方法及臨床應(yīng)用差速離心法(又稱分步離心法)承受不同的離心速度和離心時(shí)間,使沉降速度不同的顆粒分步離心的方法,稱為差速離心.操作時(shí),將含有兩種不同顆粒的混懸液,以常速離心，使大的顆粒下沉，將上清液傾倒于另一離心管中，再加大離心力，離心肯定時(shí)間，分別小的顆粒，反復(fù)屢次分別，到達(dá)分別目的。差速離心主要用于分別大小和密度差異較大的顆粒。差速離心法的優(yōu)點(diǎn)是：操作簡潔，離心后用傾倒法即可將上清液與沉淀分開，并可使用容量較大的角式轉(zhuǎn)子；分別時(shí)間短、重復(fù)性高；樣品處理量大。缺點(diǎn)是：區(qū)分率有限、分別效果差，沉淀系數(shù)在同一個(gè)數(shù)量級(jí)內(nèi)的各種粒子不簡潔分開，不能一次得到純顆粒；壁效應(yīng)嚴(yán)峻，特別是當(dāng)顆粒很大或濃度很高時(shí)，在離心管一側(cè)會(huì)消滅沉淀；顆粒被擠壓，離心力過大、離心時(shí)間過長會(huì)使顆粒變形、聚攏而失活。圖2-4差速離心法原理示意圖密度梯度離心法(又稱區(qū)帶離心法)該法又分為速率區(qū)帶離心法和等密度區(qū)帶離心法。樣品在肯定惰性梯度介質(zhì)中進(jìn)展離心沉淀或沉降平衡，在肯定離心力下把顆粒安排到梯度液中某些特定位置上，形成不同區(qū)帶的分別方法。該法的優(yōu)點(diǎn)是：具有很好的區(qū)分率，分別效果好，可一次獲得較純顆粒；適用范圍廣，既能分別沉淀系數(shù)差的顆粒，又能分別有肯定浮力密度的顆粒；顆粒不會(huì)積壓變形，能保持顆粒活性，并防止已形成的區(qū)帶由于對(duì)流而引起混合。缺點(diǎn)是：離心時(shí)間較長；需要制備梯度液；操作嚴(yán)格，不宜把握。速率區(qū)帶離心法是依據(jù)分別的粒子在離心力作用下，在梯度液中沉降速度的不同，離心后具有不同沉降速度的粒子處于不同的密度梯度層內(nèi)形成幾條分開的樣品區(qū)帶，到達(dá)彼此分別的目的。臨床常使用的分別液是Ficoll、Percoll及蔗糖。把靜脈血中單個(gè)核細(xì)胞分別出來，前一種分別液將血液中單個(gè)核細(xì)胞〔淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞〕分為一個(gè)層，同時(shí)提出。而Percoll分別液將血中淋巴細(xì)胞和單核細(xì)胞分為二個(gè)梯度層，分別提取。后者分別效果優(yōu)于前者，但操作繁瑣。圖2-5速率區(qū)帶離心示意圖等密度區(qū)帶離心法當(dāng)不同顆粒存在浮力密度差時(shí)，在離心力場(chǎng)下，顆?；蛳蛳鲁两?，或向上浮起，始終沿梯度移動(dòng)到它們密度恰好相等的位置上〔即等密度點(diǎn)〕形成區(qū)帶，稱為等密度區(qū)帶離心法。等密度區(qū)帶離心的有效分別取決于顆粒的浮力密度差，密度差越大，分別效果越好，與顆粒的大小和外形無關(guān)，但后兩者打算著到達(dá)平衡的速率、時(shí)間和區(qū)帶的寬度。圖2-6等密度區(qū)帶離心示意圖分析性超速離心法分析型超速離心機(jī)的工作原理①分析型超速離心機(jī)主要由一個(gè)橢圓形的轉(zhuǎn)子、一套真空系統(tǒng)和一套光學(xué)系統(tǒng)所組成。該轉(zhuǎn)子通過一個(gè)柔性的軸連接成一個(gè)高速的驅(qū)動(dòng)裝置，此軸可使轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí)形成自己的軸。②轉(zhuǎn)子在一個(gè)冷凍的真空腔中旋轉(zhuǎn)，其容納兩個(gè)小室：分析室和配衡室。③分析室的容量一般為1ml，呈扇形排列在轉(zhuǎn)子中，其工作原理與一個(gè)一般水平轉(zhuǎn)子一樣。④分析室有上下兩個(gè)平面的石英窗，離心機(jī)中裝有的光學(xué)系統(tǒng)可保證在整個(gè)離心期間都能觀看小室中正在沉降的物質(zhì)，可以通過對(duì)紫外光的吸取〔如對(duì)蛋白質(zhì)和DNA〕或折射率的不同對(duì)沉降物進(jìn)展監(jiān)測(cè)。⑤在分析室中物質(zhì)沉降時(shí)重粒子和輕粒子之間形成的界面就像一個(gè)折射的透鏡，結(jié)果在檢測(cè)系統(tǒng)的照相底板上產(chǎn)出一個(gè)“峰”，由于沉降不斷進(jìn)展，界面對(duì)前推動(dòng)，故“峰”也在移動(dòng)，從峰移動(dòng)的速度可以得到物質(zhì)沉降速度的指標(biāo)。圖2-7分析型超速離心系統(tǒng)示意圖分析性超速離心法的臨床應(yīng)用分析型超速離心機(jī)最大轉(zhuǎn)速40000r/min，檢測(cè)波長范圍200nm～800nm100000r/min，最大離心力802400×g密度梯度泵、各種加樣、取樣器等附件。分析型超速離心機(jī)主要用于生物制藥領(lǐng)域測(cè)定生物大分子的相對(duì)分子重量。應(yīng)用最廣的是沉降速度法承受照相記錄，即可求出粒子的沉降系數(shù)。生物大分子的純度估計(jì)。分析型超速離心機(jī)目前廣泛應(yīng)用于爭論DNA制劑、病毒和蛋白質(zhì)的純度。分析生物大分子中的構(gòu)象變化?？梢酝ㄟ^檢查樣品在沉降速度上的差異來證明。臨床試驗(yàn)室根本不用。制備型超速離心機(jī)主要用于生物學(xué)爭論方面，是分別純化細(xì)胞的主要工具，可用于細(xì)胞器、病毒的分別和濃縮。低速離心機(jī)的臨床應(yīng)用低速離心機(jī)是臨床試驗(yàn)室常規(guī)使用的一類離心機(jī)。最大轉(zhuǎn)速在 4000r/min以內(nèi)，相對(duì)離心力在2810×g，分別形式是固液沉降分別。臨床試驗(yàn)室主要用于全血中的血漿、血清的分別及尿液、胸腹水、腦脊液等有形成分的分別。高速離心機(jī)的臨床應(yīng)用最大轉(zhuǎn)速為20230r/min，最大相對(duì)離心力為17000×g，分別形式是固液沉降分別。臨床試驗(yàn)室主要用于PCRDNARNA根底試驗(yàn)室對(duì)各種生物細(xì)胞、無機(jī)物溶液、懸浮液及膠體溶液的分別,濃縮和提純等。為了防止高速離心過程中溫度上升而使酶類物質(zhì)破壞，以及生物分子變性失活，有的高速離心機(jī)還裝設(shè)了制冷系統(tǒng)，此種離心機(jī)又稱高速冷凍離心機(jī)。超速離心機(jī)的臨床應(yīng)用最大轉(zhuǎn)速為50000-80000r/min510000×g，分別形式是差速沉降分別和密度梯度區(qū)帶分別。臨床試驗(yàn)室根本不用。主要用于科研上，對(duì)樣本中亞細(xì)胞器的分別，病毒、核酸、蛋白質(zhì)及多糖的分別。專用離心機(jī)輸血專用離心機(jī)用于臨床輸血、血型鑒定、穿插配血、血小板血型鑒定、血小板抗體的檢查及抗人球蛋白試驗(yàn)等。微量毛細(xì)管離心機(jī)用于血溶比試驗(yàn)，微量血細(xì)胞比積以及同位素微量標(biāo)記物的測(cè)定。尿沉渣分別離心機(jī)