高數(shù)冷凍離心機(jī)原理及應(yīng)用

1、高數(shù)冷凍離心機(jī)原理及應(yīng)用第1頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四掌握離心分離的原理熟悉離心機(jī)主機(jī)的基本構(gòu)件及操作程序了解離心機(jī)的安全使用和日常保養(yǎng)【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹康?頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四離心分離原理重力分離離心分離地球引力離心力沉淀池內(nèi) 高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓內(nèi) 需要很長(zhǎng)時(shí)間，占用很多面積，特別當(dāng)密度差很小、粘度較大時(shí)，分離難以實(shí)現(xiàn)。只需較短的時(shí)間即能獲得重力沉降的效果 【實(shí)驗(yàn)原理】第3頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四 當(dāng)懸浮液繞軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，懸浮中的微粒就同時(shí)受到背向轉(zhuǎn)軸方向的離心力和正向轉(zhuǎn)軸方向的介質(zhì)浮力的雙向作用，微粒

2、的運(yùn)動(dòng)軌跡取決于所受合力的方向。根據(jù)物理學(xué)原理推導(dǎo)可知： F合=F離-F介=Vr4p2N2r/3600-Vs4p2N2r/3600= V4p2N2r/3600（r-s）式中V表示微粒的體積，N表示每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，r表示微粒至轉(zhuǎn)軸的距離，p與s分別表示微粒與其介質(zhì)的密度。當(dāng)r=s時(shí)，F(xiàn)合=0，微粒受力平衡，故將維持距轉(zhuǎn)軸恒定的距離轉(zhuǎn)動(dòng)，也就不可能被分離開；當(dāng)rs時(shí)，F(xiàn)合s時(shí)，F(xiàn)合0，微粒主要受離心力作用而向遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸方向移動(dòng)，直至沉淀到容器底部。 因此，rs是微粒從懸浮液中進(jìn)行離心分離的基本條件。使用普通離心機(jī)的根本目的就在于使這樣的微粒從懸浮液中分離出來。離心力及其作用第4頁，共28頁，2022年

3、，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四 從理論上講，凡是能通過離心分離的微粒在懸浮液靜置時(shí)，受重力與浮力的共同作用也能自動(dòng)沉降而得以分離，只是分離所需時(shí)間較長(zhǎng)，效果較差，沉降本領(lǐng)較弱。一般常用相對(duì)離心力（RCF）的大小來表示離心分離的本領(lǐng)強(qiáng)弱。相對(duì)離心力是指微粒在離心分離時(shí)所受的合力（F合）與在靜置分離時(shí)所受合力（F合）的比值。 F合= Vrg- Vsg= Vg（r-s） 故RCF= F合/F合=4p2N2r/3600g 由于4p2N2r/3600就是微粒處的角加速度，所以相對(duì)離心力又是微粒在離心時(shí)的角加速度與在靜置時(shí)的重力加速度之比。很明顯，只要調(diào)節(jié)N或/和r就可影響RCF的值，從而改變其離心分

4、離本領(lǐng)。實(shí)驗(yàn)中RCF的值常用多少倍于重力加速度表示，如1000g。第5頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四離心力與作用時(shí)間的積累效應(yīng) 微粒在懸浮液中被分離的速度快慢除與轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)數(shù)大小有關(guān)外，還與離心時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，即離心力作用于微粒上具有時(shí)間積累效應(yīng)。衡量時(shí)間積累效應(yīng)高低的物理量常用沖量矩的大小來表示，沖量矩（Lt）的值等于離心力的力矩（L）與離心時(shí)間(t)的乘積，依物理學(xué)原理可推導(dǎo)出：Lt=（2pRn/60）2t，即沖量矩的大小與轉(zhuǎn)速（N）的平方和時(shí)間的乘積成正比。 由此可見，在同一離心轉(zhuǎn)頭的條件下（N，r一定），轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，沖量矩越大，分離效果越好。對(duì)同一懸浮液，因轉(zhuǎn)

5、動(dòng)的時(shí)間不同而有不同的沖量矩，若調(diào)節(jié)影響沖量矩的兩個(gè)可變因子即轉(zhuǎn)速(N)和時(shí)間（t），可以在較低轉(zhuǎn)、速較長(zhǎng)時(shí)間得到較高轉(zhuǎn)速、較短時(shí)間同樣的沖量矩，從而得到相同的分離效果。但是，若轉(zhuǎn)速相差太大，則會(huì)受擴(kuò)散作用影響而使較低轉(zhuǎn)速離心的分離效果下降。第6頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四 實(shí)驗(yàn)過程中，欲使沉淀與母液分開，常使用過濾和離心兩種方法。但在下述情況下，使用離心方法效果較好。 沉淀有粘性或母液粘稠。 沉淀顆粒小，容易透過濾紙。 沉淀量過多而疏松。 沉淀量很少，需要定量測(cè)定?；蚰敢毫亢苌?，分離時(shí)應(yīng)減少損失。 沉淀和母液必須迅速分開。 一般膠體溶液。 第7頁，共28頁，20

6、22年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四離心技術(shù)概述 離心技術(shù)就其原理來說屬于一種物理的技術(shù)手段，目前在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品衛(wèi)生、生物制品、生物工程、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和生物化學(xué)等諸多領(lǐng)域里得到了廣泛的應(yīng)用，使離心機(jī)，尤其是超速離心機(jī)已成為現(xiàn)代生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中不可缺少的必備設(shè)備。為了滿足生產(chǎn)、科研和教學(xué)的不同需要，不同類型、不同規(guī)格和不同用途的離心機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，且隨著整個(gè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷地得到改進(jìn)、提高和更新。離心機(jī)的種類工業(yè)用途 低速（N 30,000 rpm）實(shí)驗(yàn)用途分析用途：分析超速離心機(jī)制備用途普通離心機(jī)水平式離心機(jī)斜角式離心機(jī)冰凍離心機(jī)大容量冷凍離心機(jī)高速冷凍離心機(jī)超高速冷凍離心機(jī)第

7、8頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四不同類型的離心機(jī)不僅具有不同的構(gòu)造，而且具有不同的應(yīng)用范圍。普通離心機(jī)的最大轉(zhuǎn)速在10000 rpm以下，最大相對(duì)離心力小于10000g，容量從幾十毫升至幾升，分離形式是固液沉降分離，轉(zhuǎn)子有角式和外擺式，其轉(zhuǎn)速不能嚴(yán)格控制，通常不帶冷凍系統(tǒng)，于室溫下操作。這種離心機(jī)多用交流整流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)碳刷易磨損，轉(zhuǎn)速由電壓調(diào)壓器調(diào)節(jié)，起動(dòng)電流大，速度升降不均勻，一般轉(zhuǎn)頭是置于一個(gè)硬質(zhì)鋼軸上，因此離心前精確平衡離心管及其內(nèi)容物極為重要，否則易造成的離心機(jī)損壞。 在現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室中，普通離心機(jī)通常在下列情況下用于物質(zhì)的分離和提?。?（1）沉淀有粘滯；

8、（2）沉淀顆粒小，容易透過濾紙；（3）沉淀量過多而疏松；（4）沉淀量過少，而需要定量分析；（5）母液粘稠；（6）母液量很少，分離時(shí)需減少損失；（7）沉淀和母液需迅速分離；（8）一般膠體溶液。第9頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四高速離心機(jī)能夠?qū)悠啡芤褐械膽腋∥镔|(zhì)進(jìn)行高純度的分離、濃縮、精制和提取，多用于血液、細(xì)胞、蛋白質(zhì)、酶、病毒、激素等的分離制備和收集。高速冷凍離心機(jī)一般最大轉(zhuǎn)速為1000030000rpm，最大相對(duì)離心力為90000g左右，最大容量可達(dá)3升，分離形式也是固液沉降分離，轉(zhuǎn)頭配有各種角式轉(zhuǎn)頭、蕩平式轉(zhuǎn)頭、區(qū)帶轉(zhuǎn)頭、垂直轉(zhuǎn)頭和大容量連續(xù)流動(dòng)式轉(zhuǎn)頭、一般都

9、有制冷系統(tǒng)，以消除高速旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)頭與空氣之間摩擦而產(chǎn)生的熱量，離心室的溫度可以調(diào)節(jié)和維持在040，轉(zhuǎn)速、溫度和時(shí)間都可以嚴(yán)格準(zhǔn)確地控制，并有指針或數(shù)字顯示，通常用于微生物菌體、細(xì)胞碎片、大細(xì)胞器、硫酸銨沉淀物和免疫沉淀物等的分離與純化工作，但不能有效地沉降病毒、小細(xì)胞器(如核蛋白體)或單個(gè)分子。第10頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四 超速離心機(jī)目前主要用于： （1）測(cè)定生物大分子和高分子聚合物的沉降系數(shù)（S）、擴(kuò)散系數(shù)（D）和分子量（M）； （2）研究生物大分子的大小和形狀； （3）研究生物大分子的締合、離解和降解； （4）追隨分離高分子的提純過程，鑒定其均一程度，測(cè)定

10、其組成和濃度； （5）分離提純血清脂蛋白； （6）發(fā)現(xiàn)異常血清蛋白質(zhì)成分等。第11頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四離心機(jī)的構(gòu)造與轉(zhuǎn)速的關(guān)系構(gòu)造低速離心機(jī)高速冷凍離心機(jī)超速離心機(jī)殼體部分（轉(zhuǎn)頭室、轉(zhuǎn)頭）控制部分（電機(jī)及傳動(dòng)裝置、速度控制、安全保護(hù)裝置）冷凍部分（制冷機(jī)）真空部分（真空泵、擴(kuò)散泵）輔助裝置（增速輔助、密度成型器）：有； ：無。第12頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四Sigma 3K-30 高速冷凍離心機(jī)Sigma 1-15K 高速冷凍離心機(jī)第13頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四簡(jiǎn)要說明A所有相關(guān)參數(shù)，如轉(zhuǎn)速

11、、離心力、時(shí)間和溫度均可以設(shè)定B轉(zhuǎn)速、離心力參數(shù)可以放大觀察C適用轉(zhuǎn)頭的參數(shù)可以檢索顯示D離心設(shè)定程序可以調(diào)用修改產(chǎn)品規(guī)格 H x W x D 400 x 550 x 650 mm 最大容量6 x 85 ml凈重( 無轉(zhuǎn)子 )100 kg電源230 V / 50 Hz電機(jī)免維護(hù)無碳刷電機(jī)噪音64 dB離心功率700 W制冷功率560 W 最大轉(zhuǎn)速30000 rpm最小轉(zhuǎn)速100 rpm最快加速時(shí)間30 sec最小減速時(shí)間14 se c技術(shù)指標(biāo) Sigma 3K-30 高速冷凍離心機(jī)第14頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四詳細(xì)說明：1、臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，最大離心力可達(dá)6

12、0000 g以上2、離心轉(zhuǎn)速范圍100 rpm 30000 rpm，設(shè)定步長(zhǎng)1 rpm3、所有可能的運(yùn)行參數(shù)均可以任意設(shè)定4、離心轉(zhuǎn)頭自動(dòng)識(shí)別，可以防止轉(zhuǎn)子過速運(yùn)轉(zhuǎn)5、多種規(guī)格角轉(zhuǎn)頭可選，適配離心管范圍從微量管到85 mL(10mL)6、可選配一種水平轉(zhuǎn)頭7、配置高效致冷系統(tǒng)，溫度范圍-20 408、無需離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)即可完成轉(zhuǎn)頭預(yù)冷9、無碳刷免維護(hù)變頻電機(jī)，使用壽命長(zhǎng)10、高品質(zhì)的電機(jī)系統(tǒng)11、自動(dòng)離心機(jī)蓋閉鎖功能12、產(chǎn)品符合IEC 1010等國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)Sigma 3K-30 高速冷凍離心機(jī)第15頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四產(chǎn)品規(guī)格 H x W x D 300

13、x 365 x 585 mm 最大容量30 x 1.5-2.2mL 凈重( 無轉(zhuǎn)子 )100 kg電源220 V / 50 Hz電機(jī)免維護(hù)無碳刷電機(jī)噪音56 dB (最大轉(zhuǎn)速時(shí)) 離心功率200 W制冷功率300 W 最大轉(zhuǎn)速14000 rpm最小轉(zhuǎn)速100 rpm最快加速時(shí)間18 sec最小減速時(shí)間20 sec技 術(shù) 指 標(biāo) Sigma 1-15K-高速冷凍離心機(jī)第16頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，用于微量管的離心沉降處理24孔水平轉(zhuǎn)頭，用于1.5mL至2.2mL微量離心管的離心30孔或24孔角轉(zhuǎn)頭，包括離心蓋40孔角轉(zhuǎn)頭，用于0.25mL至0

14、.4mL微量離心管的離心最高轉(zhuǎn)速時(shí)最低溫度： 4 免維護(hù)無碳刷變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并具有“正?！焙汀叭岷汀敝苿?dòng)功能液晶顯示運(yùn)行溫度、離心速度和離心力及時(shí)間預(yù)設(shè)運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)可達(dá)30分鐘或持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)以秒為單位顯示“短時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)”鋼制機(jī)身，保證安全性和穩(wěn)定性，低噪音 頂蓋關(guān)閉鎖定裝置，安全可靠，符合國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)（IEC 1010） Sigma-1-15K-高速冷凍離心機(jī)詳細(xì)說明：第17頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四一、離心機(jī)的準(zhǔn)備 在離心操作前必需首先準(zhǔn)備好離心機(jī)。備機(jī)包括：1.機(jī)型的選擇：即根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求選擇水平式離心機(jī)或斜角式離心機(jī)。2.離心套筒的準(zhǔn)備：檢查離心套筒內(nèi)是否有橡

15、皮緩沖膠墊，膠墊上若附著碎玻璃等雜物應(yīng)清除。3. 離心機(jī)檢查：檢查離心機(jī)安放是否平穩(wěn)，轉(zhuǎn)軸是否牢固，潤(rùn)滑是否良好，離心腔內(nèi)有無異物，缸蓋能否鎖緊等。 二、電源的準(zhǔn)備 電源應(yīng)選擇與離心機(jī)使用說明書相吻合的電源，電原插座必須有地線以保證離心安全。若實(shí)驗(yàn)室沒有合適的電源，則應(yīng)重新安裝電源線，電源插座應(yīng)靠近離心機(jī)以方便操作。三、平衡附件的準(zhǔn)備 平衡附件包括：1.天平：普通離心機(jī)用11000的臺(tái)秤進(jìn)行離心平衡，臺(tái)平上固定兩個(gè)等重的燒杯，以備平衡之用。2.離心管和配平管：離心管用于裝離心液，配平管用于裝配乎液 (注意：配平管的長(zhǎng)度一般不宜超過離心管的長(zhǎng)度，以避免水平離心時(shí)被轉(zhuǎn)軸打碎)。3.燒杯與皮頭吸管：

16、燒瓶用來盛配平液，皮頭吸管用來吸配平液進(jìn)行配平。四、離心液的準(zhǔn)備 離心液應(yīng)根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行準(zhǔn)備。五、試機(jī) 在以上準(zhǔn)備完成以后，應(yīng)先讓離心機(jī)進(jìn)行空載運(yùn)轉(zhuǎn)，密切觀察空載運(yùn)轉(zhuǎn)情況是否正常，在無異常時(shí)方可進(jìn)行離心。【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】第18頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四1取離心管裝上離心液放于一對(duì)重量相近的離心套筒的橡膠孔中，離心液面距離心管口至少應(yīng)留2cm的距離，以免離心時(shí)離心液濺出。2調(diào)平稱量天平，將置于離心機(jī)對(duì)稱位置上的離心套筒、離心管及內(nèi)盛物配平，相差不超過0.05克，將平衡好的離心套筒放于離心機(jī)支架對(duì)稱位置的吊環(huán)中，上離心機(jī)缸蓋，鎖牢。3檢查離心機(jī)是否安放平穩(wěn)，電源

17、開關(guān)及調(diào)速桿。 4設(shè)置離心機(jī)的操作參數(shù)（速度、時(shí)間、溫度）。5插上電源插頭，打開電門開關(guān)。6按Start鍵，離心機(jī)運(yùn)行。，離心完畢，將調(diào)速桿緩慢退回到零位”，關(guān)掉電門，拔下電源插頭，任離心機(jī)自停（切記：不能用手助停，以免沉淀物泛起、損壞離心轉(zhuǎn)軸、碰傷人的肢體）。7待離心機(jī)完全停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，打開缸蓋取出離心套筒及離心管。8清潔離心套筒、離心管及離心腔。9.紀(jì)錄離心機(jī)的使用情況?！緦?shí)驗(yàn)操作】第19頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四1.離心前必需將放置于對(duì)稱位置上的離心套筒、離心管及離心液進(jìn)行精確平衡，重量差不超過0.05克。對(duì)于高速和超速離心機(jī)，不僅要求重量平衡，而且要求配平

18、液的密度與離心液的密度相等，以達(dá)到力矩平衡。2.離心機(jī)安放要求水平、穩(wěn)固，轉(zhuǎn)軸上的支架要牢固，轉(zhuǎn)軸潤(rùn)滑良好，吊欄應(yīng)活動(dòng)自如，保證離心機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。3.離心管盛液不宜過滿，避免腐蝕性液體濺出腐蝕離心機(jī)，同時(shí)造成離心不平衡。4.離心開始前應(yīng)檢查轉(zhuǎn)頭是否擰緊。放入離心套筒后應(yīng)緊蓋、鎖牢，防止意外事故的發(fā)生。離心完畢應(yīng)關(guān)電門、拔掉電源插頭任機(jī)自停，嚴(yán)禁用手助停，以免傷人損機(jī)，使沉淀泛起。5.注意離心機(jī)的保養(yǎng)和“四防”。離心機(jī)使用完畢，要及時(shí)清除離心機(jī)內(nèi)水滴、污物及碎玻璃渣，擦凈離心腔、轉(zhuǎn)軸、吊環(huán)、套筒及機(jī)座。經(jīng)常做好離心機(jī)的防潮、防過冷、防過熱、防腐蝕藥品污染，延長(zhǎng)使用壽命。6.離心過程若發(fā)現(xiàn)異常情況

19、應(yīng)立即按Stop鍵，然后，再進(jìn)行檢查。如聽到碎玻璃渣聲響，可能是試管被打碎，應(yīng)重新更換試管。若整個(gè)離心機(jī)座轉(zhuǎn)動(dòng)起來，則是嚴(yán)重不平衡所至。若離心機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，則可能是電泳無電或保險(xiǎn)絲燒斷，應(yīng)重新更換保險(xiǎn)絲。若發(fā)生機(jī)械或電機(jī)故障，應(yīng)報(bào)告指導(dǎo)教師請(qǐng)專門維修人員檢修?！咀⒁馐马?xiàng)】第20頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四一. 離心機(jī)在預(yù)冷狀態(tài)時(shí)，離心機(jī)蓋必須關(guān)閉，離心結(jié)束后取出轉(zhuǎn)頭要倒置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，擦干腔內(nèi)余水，離心機(jī)蓋處于打開狀態(tài)。 二. 轉(zhuǎn)頭在預(yù)冷時(shí)轉(zhuǎn)頭蓋可擺放在離心機(jī)的平臺(tái)上，或擺放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，千萬不可不擰緊浮放在轉(zhuǎn)頭上，因?yàn)橐坏┱`啟動(dòng)，轉(zhuǎn)頭蓋就會(huì)飛出，造成事故！ 三. 轉(zhuǎn)頭蓋

20、在擰緊后一定要用手指觸摸轉(zhuǎn)頭與轉(zhuǎn)蓋之間有無縫隙，如有縫隙要擰開重新擰緊，直至確認(rèn)無縫隙方可啟動(dòng)離心機(jī)。 四. 在離心過程中，操作人員不得離開離心機(jī)室，一旦發(fā)生異常情況操作人員不能關(guān)電源(POWER），要按STOP。在預(yù)冷前要填寫好離心機(jī)使用記錄。 五. 不得使用偽劣的國(guó)產(chǎn)離心管，不得使用老化、變形、有裂紋的離心管。 六. 在節(jié)假日和晚間最后一個(gè)使用離心機(jī)例行安全檢查后方能離去。 七. 在儀器使用過程中發(fā)生機(jī)器故障，部件損壞情況時(shí)要及時(shí)與我們聯(lián)系。【離心機(jī)使用守則】第21頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四1離心機(jī)的保養(yǎng)應(yīng)做到哪“四防”?2普通離心機(jī)在使用前應(yīng)先檢查哪些項(xiàng)目

21、?3離心平衡的要點(diǎn)有哪些?4離心機(jī)的操作全過程有哪些要點(diǎn)?5. 離心過程中發(fā)現(xiàn)異常情況首先應(yīng)如何處理?6離心完畢為什么只能任機(jī)自停而不能用手或其它方法助停?7離心機(jī)使用完畢，還需做哪些善后工作?8高速離心機(jī)主要由哪些系統(tǒng)構(gòu)成?9. 離心操作的注意事項(xiàng)有哪些?10. 在使用高速離心機(jī)時(shí)試樣為何必須等量、對(duì)稱放置？ 測(cè) 試 題第22頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四第23頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四 超速離心機(jī)一般轉(zhuǎn)速可達(dá)5000080000 rpm，相對(duì)離心力最大可達(dá)510000g左右，最著名的生產(chǎn)廠商有美國(guó)的貝克曼公司和日本的日立公司等，離

22、心容量由幾十毫升至2升，分離的形式為差速沉降分離和密度梯度區(qū)帶分離。超速離心機(jī)的出現(xiàn)，使生物科學(xué)的研究領(lǐng)域有了新的擴(kuò)展，它既可以分離細(xì)胞的亞細(xì)胞器結(jié)構(gòu)，也可以分離病毒、核酸、蛋白質(zhì)和多糖等生物大分子。 超速離心機(jī)主要由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、速度和溫度控制系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和轉(zhuǎn)頭四部分組成。超速離心機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置由水冷或風(fēng)冷電動(dòng)機(jī)通過精密齒輪箱或皮帶變速，或直接用變頻感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并由微機(jī)精確控制。驅(qū)動(dòng)軸的直徑較細(xì)，在旋轉(zhuǎn)時(shí)有一定的彈性彎曲，以適應(yīng)轉(zhuǎn)頭輕度的不平衡，而不致于引起震動(dòng)或轉(zhuǎn)軸損傷。除速度控制系統(tǒng)外，超速離心機(jī)還有過速保護(hù)系統(tǒng)，以防止轉(zhuǎn)速超過轉(zhuǎn)頭最大規(guī)定轉(zhuǎn)速時(shí)引起轉(zhuǎn)頭的撕裂或爆炸。離心腔一般抗爆炸裝甲鋼

23、板密閉，以增加安全性能。溫度控制由安裝在轉(zhuǎn)頭下面的紅外線感受器直接連續(xù)監(jiān)調(diào)離心腔的溫度，以保證準(zhǔn)確靈敏的溫度調(diào)控。超速離心機(jī)裝有真空系統(tǒng)。一般離心速度在2000 rpm以下時(shí)，空氣與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)頭之間的磨擦產(chǎn)生的熱量少，速度超過20000 rpm時(shí)，磨擦產(chǎn)生的熱量顯著增大，當(dāng)速度在40000 rpm以上時(shí)，由磨擦產(chǎn)生的熱量就成為嚴(yán)重問題。為此，將離心腔密封，并由真空泵系統(tǒng)抽成真空，減小磨擦力，這樣才能保證超速離心機(jī)正常工作，達(dá)到所需的超高轉(zhuǎn)速。第24頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四 分析性離心機(jī)使用了特殊設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)頭和光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)，以便連續(xù)監(jiān)視物質(zhì)在離心場(chǎng)中的沉降過程。從而確定

24、其物理性質(zhì)。分析性超速離心機(jī)的轉(zhuǎn)頭為橢圓形，以避免應(yīng)力集中于孔處。轉(zhuǎn)頭通過一個(gè)柔性軸聯(lián)接到一個(gè)高速驅(qū)動(dòng)裝置上，轉(zhuǎn)頭在冷凍真空腔中旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)頭上有26個(gè)裝離心杯的小室，離心杯為上下透光的扇形石英杯，離心機(jī)中裝有光學(xué)系統(tǒng)，在整個(gè)離心過程中可通過紫外吸收或折射率的變化監(jiān)測(cè)離心杯中的沉降物質(zhì)，在預(yù)定期間可以拍攝沉降物質(zhì)的照片，分析離心杯中物質(zhì)的沉降情況，計(jì)算出樣品顆粒的沉降速度。分析性超速離心機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)就是在短時(shí)間內(nèi)，用少量樣品就可以得到被離心物質(zhì)的許多重要信息，如某種生物大分子是否存在、大致含量、沉降系數(shù)、分子大小，是否均一、各組份的比例，以及測(cè)定生物大分子的分子量，檢測(cè)生物大分子的構(gòu)象變化等。 第

25、25頁，共28頁，2022年，5月20日，20點(diǎn)46分，星期四 從離心機(jī)的分類不難看出離心機(jī)的研制歷史經(jīng)歷了一個(gè)由低級(jí)到高級(jí)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的發(fā)展過程。高速離心機(jī)的出現(xiàn)，使離心機(jī)的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。它不僅可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的制備分離，而且能夠進(jìn)行沉降、差速離心、區(qū)帶離心等研究分析。為了降低高速離心機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的空氣阻力、摩擦阻力、熱量，以及噪聲，保持被分離生物制品的天然性質(zhì)，現(xiàn)代高速離心機(jī)都采用了制冷設(shè)備以降低溫度，采用真空設(shè)備以降低空氣阻力。此舉進(jìn)一步提高了離心機(jī)的轉(zhuǎn)速，為超速離心機(jī)的誕生奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。超速離心機(jī)是二十世紀(jì)二十年代才發(fā)展起來的一種先進(jìn)設(shè)備。1924年瑞典科學(xué)家Svedberg首先設(shè)計(jì)制造了分析超速離心機(jī)，其轉(zhuǎn)速可達(dá)10，00015，000rpm。1947年應(yīng)用Svedberg設(shè)計(jì)的油渦輪機(jī)超速離心機(jī)和Beams-Pickels的空氣渦輪超速離心機(jī)商品相繼問市。1959年出現(xiàn)了電動(dòng)超速離心機(jī)，二十世紀(jì)七十年代初研制出了制備型超速離心機(jī)，七十年代末至八十年代初，采用調(diào)頻電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)、電子計(jì)算機(jī)程控和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)微機(jī)自動(dòng)化處理的超速離心機(jī)面市，使超速離心機(jī)的控制功能和數(shù)據(jù)處理更加精確可靠，操作簡(jiǎn)便，轉(zhuǎn)速不斷提高。1979年報(bào)道，實(shí)驗(yàn)用超速離心機(jī)的最高轉(zhuǎn)速可達(dá)120，000rpm。二十世紀(jì)八十年代中期，超速離心機(jī)的最高轉(zhuǎn)速已高達(dá)160，000rpm。 隨著超速離心機(jī)