掌上离心机是一类小型便携、专用于微量样品离心处理的实验室基础设备,核心通过高速旋转产生的离心力,实现微量样品中不同密度组分的快速沉降、分层或集液,替代传统大型离心机完成小体积样品的快速分离操作,是生物实验、临床检验、现场快速检测等场景的常备的基础仪器。其体积小巧、操作简便,可直接置于实验台面甚至手持操作,广泛应用于分子生物学、临床生化、食品检测、环境监测、高校科研等需要处理微量离心管样品的场景,是微体积样品前处理的核心工具。
一、核心定位与应用价值
在生物、化学等实验检测中,常需处理微体积的样品溶液,比如核酸提取的离心管样品、临床微量血样、环境水样浓缩液等,这类样品体积小、用量少,使用大型台式离心机不仅操作繁琐、启动耗时,还易造成样品损耗,而掌上离心机正是针对这一需求设计的专用设备。
其核心价值体现在快速、便捷、高效的微量样品离心处理,一方面能快速实现微量样品的固液分离、液液分层,比如将样品中的沉淀、细胞、菌体等固相物质快速沉降至管底,或将上清液与沉淀快速分离,为后续的检测、提取实验做准备;另一方面可完成微量样品的集液操作,比如将粘附在离心管管壁、管盖的样品溶液通过离心力快速汇集至管底,避免样品浪费,提升后续移液、检测的准确性。同时,其便携性还能满足现场快速检测的需求,比如户外采样、现场临床检验中,无需专业实验台即可完成样品的即时离心处理,打破了大型离心机对实验场地的限制。
该设备主要应用于分子生物学实验的核酸/蛋白提取、PCR样品预处理,临床检验的微量血样、尿液样品快速分离,食品与环境监测的现场微量样品前处理,以及高校基础生物、化学实验的微量样品离心操作等场景。
二、核心工作原理
掌上离心机的工作原理与常规离心机一致,均基于离心力分离的核心逻辑,只是针对微量样品做了小型化、高速化的适配设计:通过设备内置的小型高速驱动电机,带动适配微量离心管的转子高速旋转,转子上的样品随转子做圆周运动,在旋转过程中产生离心力。
样品中的不同组分因密度存在差异,受到的离心力作用效果不同,密度大的组分(如沉淀、细胞、固相颗粒)会在离心力作用下快速向离心管底部沉降,密度小的液相组分(如上清液)则留在上层,从而实现不同组分的快速分离;而针对管壁粘附的样品,离心力会直接将液体从管壁、管盖处快速“甩向”管底,完成集液,整个过程因样品体积小、转子转速适配,能在短时间内完成,且不会造成样品的损耗。
整体设计贴合微量样品的处理特点,旋转过程稳定,离心力大小适配微体积样品的分离需求,避免因离心力过大导致微量离心管破损,或离心力不足导致分离失败。
三、设备核心组成
掌上离心机为高度集成的小型化设备,整体结构紧凑、无冗余设计,所有部件均围绕便携、快速、适配微量样品的核心需求打造,操作部件简化,核心组成部件分工明确,兼顾使用便捷性和运行安全性,具体包括:
机身主体:采用轻量化、防滑的一体式设计,体积小巧、重量轻,可直接置于实验台面,部分机型底部配有防滑垫,防止高速旋转时出现机身晃动,同时机身外壳做了隔热、防刮处理,兼顾使用手感和耐用性。
高速驱动电机:设备的核心动力部件,为小型高速静音电机,能快速启动并带动转子达到指定转速,产生适配微量样品分离的离心力,同时电机运行稳定性好,无明显震动,避免因震动导致微量离心管移位或破损。
适配转子:专用于放置微量离心管的核心部件,与电机输出轴连接,转子上的卡位准确匹配微量离心管的外形,可实现单管或多管同时离心,部分机型配备可更换转子,能适配不同类型的微量离心管,满足多样的微量样品处理需求。转子的卡位设计为卡扣式,能快速固定离心管,防止高速旋转时样品管脱落。
简易操作控制单元:掌上离心机的操作部件高度简化,多为一键式按键设计,包含启动/停止键,部分机型配有短按快速离心的功能,无需复杂的参数设置,一键即可启动离心,操作门槛低,同时机身配有运行指示灯,直观显示设备工作状态。
安全防护单元:针对高速旋转设备设计的基础防护部件,核心包含开盖即停保护和过载保护,设备运行时机盖通过卡扣锁紧,若强行打开机盖,电机会立即停止旋转,避免高速旋转的转子造成人员伤害;当转子出现失衡、卡滞等过载情况时,设备会自动断电停机,防止电机损坏和机身失控。
电源单元:适配便携和实验室使用的双模式供电设计,主流机型分为交流供电和充电式直流供电两类,交流供电款可直接接实验室电源使用,充电式款内置可充电电池,充满电后可脱离电源使用,满足现场快速检测、户外采样等无电源场景的需求。
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