離心機(jī)技術(shù)進(jìn)展

離心機(jī)是通過高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力場對不同沉淀系數(shù)物質(zhì)進(jìn)行分離、濃縮和提純的醫(yī)學(xué)儀器，廣泛應(yīng)用于生化分析實驗室、血站(庫)、生化制藥廠等。離心機(jī)按轉(zhuǎn)速分為低速、高速、超速三種，型式有臺式和立式兩種。低速離心機(jī)的*高轉(zhuǎn)速一般不超過6000轉(zhuǎn)／分，主要用于血液或細(xì)胞制備、蛋白質(zhì)和酶沉

淀物的分離，由于不能產(chǎn)生足夠大的離心力場，低速離心機(jī)不能分離超小粒子(如病毒，DNA分子)和大分子，或進(jìn)行密度梯度離心；高速離心機(jī)的轉(zhuǎn)速為1 2000-28000轉(zhuǎn)／分，能分離病毒、**、細(xì)胞核、細(xì)胞膜、線粒體等，以及DNA 制備{超速離心機(jī)的轉(zhuǎn)速在50000轉(zhuǎn)／分以上，配合光學(xué)儀器，可作分子量測定、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及其聚集狀態(tài)分析、化合物純度檢定等。

近年來，隨著微電子技術(shù)和機(jī)械工業(yè)的迅速發(fā)展，離心機(jī)在性能、可靠性等方面有了很大的提高，本文介紹其中的一些近期進(jìn)展。

1 小型高效的制冷和真空系統(tǒng)

許多試樣對溫度較敏感 需要在室溫或低于室溫的環(huán)境下進(jìn)行分離。高效無氟制冷系統(tǒng)，體積小、噪音低，不破壞大氣臭氧層，可使離心室溫度范圍達(dá)到一2o℃ ～+40℃ ，土1℃為減小風(fēng)阻以加快到達(dá)*高工作轉(zhuǎn)速和加快冷卻轉(zhuǎn)頭，延長電機(jī)壽命及確保溫度控制，超速離心機(jī)、某些高速離心機(jī)和低速大容量離心機(jī)設(shè)置有真空系統(tǒng)。BECKMANJ2系列離心機(jī)附有自動真空系統(tǒng)，真空度o．5個大氣壓。臺式離心機(jī)目前還出現(xiàn)了采用半導(dǎo)體器件制冷。

2 先近的傳動技術(shù)減少噪音和振動

離心機(jī)過去通?？縯)C電機(jī)驅(qū)動，也有的以高壓氣流為動力。由于IX：電機(jī)的碳刷和換向器是產(chǎn)生火花干擾、噪聲和影響電機(jī)壽命的重要因素，因此近年來越來越多地離心機(jī)采用變頻電機(jī)或無刷DC電機(jī)。變頻電機(jī)驅(qū)動方式不僅省掉了更換碳刷的工作，避免了碳塵的污染，而且變頻調(diào)速騷動系統(tǒng)在微機(jī)控制下更易于實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的調(diào)控，使制動和加速度時間*佳化，即使當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到很高時，也可使噪音和振動降至*低。此外，變頻驅(qū)動方式還可節(jié)省電能。無劇DC電機(jī)用位置傳感器或單片微處理器實現(xiàn)電機(jī)的啟動和調(diào)控 普通IX：電機(jī)電刷的耐磨性也有了較大提高，有些電刷壽命可達(dá)到4000小時。

有些離心機(jī)在傳動系統(tǒng)中設(shè)計有減消磨擦部件和穩(wěn)定器套筒， 及電動快速剎車，使離心機(jī)在升降速時可太大提高加速度，并平穩(wěn)地通過轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速，將轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速時引起的系統(tǒng)共振降至*低 采用電機(jī)緩沖底座或懸掛架、彈性聯(lián)軸節(jié)、聲浪壓抑系統(tǒng)降低噪聲，令工作環(huán)境更寧靜舒適。

 3.微機(jī)控制和計算系統(tǒng)，操作極為方便

控制和計算普遍采用微機(jī)進(jìn)行，用戶視需要方便地選擇操作參數(shù)，一般有九種以上的加速度曲線供選擇?？蓛Υ鎠2種或更多的應(yīng)用離心程序。CTR或LED顯示器將速度、加速度、離心力值、轉(zhuǎn)子參數(shù)、離心室溫度等數(shù)據(jù)的預(yù)選值和實際狀況一目了然地顯示出來，所有操作參數(shù)具有可重復(fù)性。一些離心機(jī)有RS232標(biāo)準(zhǔn)接口供外接計算機(jī)，用以從外接計算機(jī)上記錄、設(shè)置或修改操作參數(shù)。某些離心機(jī)能在轉(zhuǎn)子運(yùn)行中進(jìn)行有關(guān)的計算和換算，如自動計算相關(guān)離心力場(RCF)和防止氯化銫(CsCI)沉淀的降速計算，自動優(yōu)選及模擬*佳運(yùn)轉(zhuǎn)條件。美國BECKMAN公司oPtima系列分析超速離心機(jī)配備了光學(xué)檢測系統(tǒng)，在樣品分離時掃描樣品的光密度，特別適用于：受體／自身受體研究、測定分子量、計算沉淀系數(shù)、生物制品質(zhì)控
4 多種類轉(zhuǎn)子系列，滿足不同離心操作

隨著離心機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，轉(zhuǎn)子種類目前已有十多類上百個品種。角轉(zhuǎn)子、垂直轉(zhuǎn)子、甩平轉(zhuǎn)子和滾筒轉(zhuǎn)子等，以及各種試管及托架系列，可滿足幾乎所有的離心操作。為方便用戶，增加互換性，DHPONT公司、KNTRON公司等離心機(jī)制造廠家的超速離心機(jī)轉(zhuǎn)子可與BECKMAN公司的轉(zhuǎn)子通用。大容量離心機(jī)采用甩平轉(zhuǎn)子風(fēng)罩可使甩平轉(zhuǎn)子在運(yùn)行中大大減少風(fēng)阻，在同等電機(jī)功耗下，使一次分離6升容量的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速由3200轉(zhuǎn)／分提高到4200轉(zhuǎn)／分。

除臺式低速機(jī)有的采用塑料轉(zhuǎn)子外，離心機(jī)均采用超硬鋁合金或鈦合金作為轉(zhuǎn)子材料，新的成型工藝采取模鍛超速成型，細(xì)化材質(zhì)晶粒，增加轉(zhuǎn)子強(qiáng)度，切削加工采用五面加工中心，提高加工精度和效率。

5 離心機(jī)的**性和可靠性

離心機(jī)通常是在極高轉(zhuǎn)速下工作的，當(dāng)轉(zhuǎn)子所承受的離心力超過轉(zhuǎn)子材料的抗拉強(qiáng)度或轉(zhuǎn)子材料有內(nèi)部缺陷時，轉(zhuǎn)子便有可能發(fā)生爆炸，毀壞設(shè)備，危及操作者的人身**，因此，每個轉(zhuǎn)子都有所允許的*高工作轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子自動識別和過速保護(hù)功能通過掃描轉(zhuǎn)子表面的條碼來驗明轉(zhuǎn)子，排除了操作人員輸入錯誤數(shù)據(jù)或離心機(jī)失控造成轉(zhuǎn)子過速運(yùn)轉(zhuǎn)的可能性，并將轉(zhuǎn)子的信息(如轉(zhuǎn)子總運(yùn)行時間，總轉(zhuǎn)數(shù))自動輸入微機(jī)和儲存，以監(jiān)測轉(zhuǎn)子的壽命。離心機(jī)的綜合**系統(tǒng)包括電子門鎖、由鋼結(jié)構(gòu)組成的室門和三層**保護(hù)機(jī)殼、轉(zhuǎn)子自動識別和過速保護(hù)、轉(zhuǎn)子動態(tài)不平衡檢測器、離心室超溫保護(hù)。某此離心機(jī)設(shè)有自診斷系統(tǒng)，始終監(jiān)控離心機(jī)的各個功能，并直接顯示故障部位，發(fā)出報警信號，使維修保養(yǎng)更為方便 傳動部分采用長久潤滑軸承和強(qiáng)制封閉式自身潤滑，在意外斷電時不致?lián)p壞主機(jī)，恢復(fù)供電后，自動啟動。

為確保離心機(jī)工作時有一定的生物**度，預(yù)防可能具有危險性的生化物質(zhì)在離心時從樣品容器里逃逸出來，造成污染，還設(shè)計出了密封轉(zhuǎn)子。有的轉(zhuǎn)子外表貼上一層透明的高分子樹脂，操作者能檢查轉(zhuǎn)子在運(yùn)轉(zhuǎn)后是否有試樣溢出或容器有否泄漏。一些離心機(jī)還增添了引流管，消除試樣溢出和容器破損的影響，還有用于處理毒性或傳染性試樣的密封試杯。

因為采用微機(jī)控制和模塊化的功率驅(qū)動部件，電子系統(tǒng)的故障率大大降低，加上材料工業(yè)、機(jī)械制造業(yè)技術(shù)水平的提高，使離心機(jī)的壽命普遍達(dá)到5000小時以上，超速離心機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)不少于200億轉(zhuǎn)。