离心在医学实验室是一重要的样品分离、分析技术，在许多实验室乃至相关领域得到广泛应用。
 

一、离心技术及离心机分类
 

离心是在离心力的作用下，利用被离心样品物质的沉降系数、浮力、密度的差别，进行分离、浓缩、提取制备样品以及分析测定生物大分子分子量和纯度。按其工作方式可分为离心过滤、离心沉降（或澄清）及离心分离。
 

离心机的设计原理是利用驱动转头旋转时所产生的离心场力加快样品粒子的沉降速度，把样品中不同沉降系数或浮力密度差的物质分离开。决定离心力大小的因素除转速(Revolved per minute,r/min)和离心(转头半径外，还与粒子在旋转运动中所受到的力（重力、浮力、摩擦力）之作用影响有关（如图1所示），离心力方向与重力呈垂直，故常用相对离心力(Relative centrifugal force,rcf)表示，即相对于重力作用在旋转粒子上的离心力用重力加速度g980cm/s2）作为量值，也称为"g-Force"表达式为：RCF=or/980。

离心技术的关键是如何根据样品粒子和介质的性质以及转子的技术参数来确定离心力、转速和离心时间设置。粒子（细胞、细胞器及大分子的统称）的沉降或分离速率取决于离心力、粒子的大小、形状和密度以及沉降介质的密度和粘度。根据用途、转速、功能配置可将医学实验室常用离心机大致分为以下几种类型（见图2）：不同转速的离心机产生不同的离心力具有不同的用途。

低速机型设计有较大容量(Large capacity centrifuge，≥12L)，主要用于细胞、血清、血浆以及批量样品的分离制备，另在生物制药领域发挥着较大作用；

高速离心机(High speed cen-trifuge)主要用于某些亚细胞器结构、核酸、蛋白质、质粒、细菌的分离和制备；而超速离心机(Ultracentrifuge）则适应于病毒、核酸及蛋白质的分离纯化，进一步的分析研究还可采用分析型超速离心机。
 

近年来，有一种称之为“通用实验室离心机(Universal lab-oratory centrifuge)"的机型进入医学实验室，在性能上顺应了分子生物学、细胞生物学等相关领域实验技术的需要，倍受实验室工作者的关注。其特点是兼顾了低速机和高速机、微量和较大容量的性能，但体积小、重量轻、耗电小、操作简便；常见机型最高转速≥13 000r/min，个别机型超过20000r/min，起始转速可低到100r/min；最大rcf一般可达20000xg以上，个别机型达到60000×g；离心容量最大可达3000ml。
 

2离心机技术的主要进展
 

通用实验室日立离心机在构造上与高速离心机基本相同，主要包括：驱动、各式转头、温度控制（低温机型）、整机控制4个主要部分，但为实现其通用性能可谓浓缩了近代离心机制造方面的高新技术。
 

2.1驱动系统
 

采用无碳刷变频电机取代了直流串激电机是离心技术史上的革命，随之而来的优点体现在以下几个方面：

（1）在不同转速都能输出最大扭矩，为开发一机多功能型的通用离心机提供了重要前提
（2）维护简便，直流串激电机需定期更换碳刷（一般在100~1000h）给使用者带来诸多不便，而使用变频电机驱动部分维护主要是更换轴承，且周期延长
（3）低噪声，免除了碳刷摩擦产生的高频噪声，在15000r/min运转时可控制在65dB以下，不需要安装在专门房间；且因没有了碳粉污染，还可在特定样品分离要求的无菌、无尘实验室内使用
（4）起动速度快
（5）电子不平衡检测；
（6）减小了整机体积、重量和功耗，故大多制作成台式机型。
 

2.2离心转头
 

不同形式、不同技术性能的转头(Rotors)代表着离心功能，通用离心机所配置的转头充分体现了离心技术的进展。主要可概括为
1）高速转头多用铝合金制作，经计算机三维计算优化设计具有体轻、转速高等优点
2）用碳纤维制造高速转头，容量大、重量轻、耐腐蚀性





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