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        離心機角轉子和水平轉子的區別


        離心機的轉子是其主要的工作部件,一臺離心機的全套轉子甚至比離心機主機還要貴。且轉子的規格、品種的多少也是衡量離心機生產技術掌握程度的重要標志,常見的轉子類型為固定角轉子、水平轉子,此外還有區帶轉子、連續流動轉子、垂直轉子等。


        1、固定角轉子

        離心管與轉子的轉軸之間有一定的角度,角度變化范圍通常在14°-45°。此種轉子重心低,壽命長,容量較大,轉速較高,能承受的最大離心力可達800000g。主要用于分離沉降速度有明顯差異的顆粒樣品。顆粒在扇形溶液移動的距離很短,碰到外壁的顆粒沿著管壁滑到管底,形成沉淀,因此這種轉子能很快地收集沉淀物。分離過程中,由于管壁的作用,在離心管內將會引起強烈的對流,對具有相同沉降速率的顆粒會產生不良影響。


        2、水平轉子

        又稱甩平轉子、蕩平轉子。轉頭靜止時,處于轉頭中的離心管中心線與旋轉軸平行。轉頭旋轉加速時,離心管中心線由平行位置逐漸過渡到垂直位置,即與旋轉軸成90°角。此種轉子主要用于樣品做密度梯度離心。顆粒移動距離長,相應離心時間一般也較長,溶液中的組分相對于管壁的位置在離心過程中和離心后不發生改變,因此離心效果好,但因顆粒在離心場中是從旋轉中沿徑向散離出去,而不是按相互平行的路線沉降。顆粒碰到外壁沿著管壁滑到管底,因此也會產生對流,但比固定角轉子小。低速啟動或停機時會產生振動,影響分離效果。水平轉子又分為敞開式和封閉式兩種,一般制備容量大,轉速小于10000rpm,離心力場在16000×g以內的,作為敞開式,主要用于樣品的初分離。制備容量較前者小,轉速大于10000rpm,離心力場在16000×g以上的,為了減少風力的影響,一般作為封閉式,主要用于線粒體、葉綠體、細胞核等的分離和密度梯度離心。此外,用于離心酶標板的轉子也可歸納為水平轉子。


        3、區帶轉子

        區帶轉子無離心管,主要由帶有四塊葉片的轉子體和密封系統組成,轉子體和四塊葉片將離心池分為四個扇形小室,阻止溶液在離心池中旋轉,葉片上有徑向導管,溶液通過導管從中心流向轉子體外壁。裝樣和取樣時應小心,裝樣一般在2500-3000rpm運轉中進行。首先將梯度液中較輕的部分通過密封管道泵入轉子內,由于慣性力的存在,梯度液在轉子外壁的垂直方向形成均勻的一層。再依次將密度較高的梯度液泵入,隨著密度的增高和梯度液的不斷泵入,密度較低的梯度液被推向中心,直到轉子完全裝滿。然后通過密封組件中心輸液管把待分離的樣品(其密度與梯度液中最輕的密度部分還低)加入,接著把密度更低的溶液注入,用以取代中心附近的樣品。裝完后,移去密封組件,蓋上轉子蓋,在一定轉速離心一定時間后,轉速降至2500-3000rpm,裝上密封組件及輸液管,通過泵入較密的液體到轉子的液體由輕至重依次擠出。此種轉子主要用于大容量的密度梯度離心,當實驗所需制備的樣品量多,而水平轉子因受到量的限制時,采用區帶離心是較好的。沉降的樣品顆粒在區帶轉頭中的沉降情況不同于角式和外擺式轉子,在徑向的散射離心力作用下,顆粒的沉降距離不變,因此區帶轉頭的“壁效應”極小,可以避免區帶和沉降顆粒的紊亂,分離效果好。只是區帶轉子中樣品和介質直接接觸轉頭,耐腐蝕要求高,操作復雜。


        4、連續流動轉子

        連續流動轉子與區帶轉子類似,由轉頭主體和有入口、出口的轉頭蓋及附屬裝置組成。此種轉頭主要用于懸浮介質中高速分離較小的顆粒物質,如在培養液中分離細胞,大量培養液或提取液的濃縮與分離等。在運轉過程中,懸浮樣品以一定速度從轉子體中心流入離心池,由于溶液中的組分輕重不同,在離心力場作用下,重粒子具有較大的慣性離心力、沉降快。當流速增大(降低)到一定值時,重粒子將留在離心池外緣底部,而介質將從出口流出并帶走較輕的粒子。收集組分的方法是把組分沖洗出離心池或者留在轉子體內。連續流動轉子是利用離心淘析技術對整細胞或大的亞細胞粒子進行分離。在無菌和低溫條件下,被分離的組分能保持活性、回收率高。如果液流方向與離心力方向相反,即降低了粒子運行速度,相當于增長了運行距離,從而提高了分辨能力。


        5、垂直轉子

        垂直轉子的離心管垂直插入轉頭孔內,在離心過程中始終與旋轉軸平行,而離心時液層發生角度變化,從開始的水平方向改成垂直方向,當轉頭降速時,垂直分布的液層又逐漸趨向水平,待旋轉停止后,液面又完全恢復成水平方向,如圖8。此種轉子主要用于樣品在短時間做密度梯度離心。水平轉子分離粒子位移距離長,分辨能力高,分離后組分的區帶較寬,便于回收,但所需時間長。垂直轉子分離的粒子位移距離等于離心管直徑,離心時間比水平轉子短,但粒子得不到充分分離,將會失去一些組分,又因區帶與梯度介質的接觸面大,易于擴散,停機后密度重新定向,易于混合,所以作區帶離心的效果,垂直轉子比不上水平轉子。


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