台式高速离心机的核心原理是利用高速旋转产生的强大离心力,迫使混合物中密度不同的成分产生不同沉降速度,从而实现分离。
1.离心力的产生:设备通过电机驱动转子高速旋转(转速通常为10000-25000rpm),转子带动内部的样品离心管做圆周运动。运动过程中会产生远超重力的离心力(通常以重力加速度g的倍数衡量,可达数千g),为成分分离提供动力。
2.沉降分离的关键:密度差异
混合物中各成分的密度不同,在相同离心力作用下,会产生不同的沉降速度:
密度大于周围介质(如溶液)的成分(如细胞、固体颗粒),会受到指向转子外侧的离心力,向离心管底部沉降。
密度小于周围介质的成分(如油脂、气泡),会受到指向转子中心的浮力,向离心管顶部上浮。
密度相近的成分,则需通过调整转速或延长离心时间,依靠微小的沉降速度差异实现分离。
3.沉降系数(S)的影响
沉降系数是衡量物质沉降速度的指标,与物质的质量、形状、密度,以及介质的密度、黏度相关。简单来说,质量越大、形状越规则(如球形)的物质,沉降系数越大,越容易快速沉降,这也是分离不同大小细胞器(如细胞核、线粒体)的核心依据。
台式高速离心机的的核心结构设计均围绕“强化离心力作用”和“确保分离稳定性”展开,各部件与原理的配合如下:
转子:作为承载样品的核心部件,其形状(如角转子、水平转子)决定了离心力的方向和作用方式。例如,角转子可让离心力直接作用于样品,加速沉降;水平转子在旋转时会让离心管水平放置,增大沉降面积。
电机与控制系统:通过高精度电机实现转子的高速稳定旋转,同时控制系统准确调节转速、时间和温度,确保离心力大小和作用时长符合分离需求,避免因转速波动影响分离效果。
安全门锁与减震系统:高速旋转产生的离心力大,安全门锁可防止设备运行时舱门意外打开,减震系统则减少转子不平衡带来的震动,保障设备稳定运行,间接确保离心力均匀作用于样品。
- 下一篇:这么好用的大容量离心机,赶紧了解下吧!