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分离分析仪器 离心机 centrifuge 青海省血液中心检验科 2 内容提纲 一 离心机基本原理二 离心力和相对离心力三 离心机的分类与结构四 离心机的使用和维护 3 在临床核酸检测中 从血液标本中把特定靶核酸纯化至适用于扩增检测 常需台式高速离心机 离心分离对于血液核酸检测来说 是一个必不可少的手段 充分了解离心机的性能特性 并正确使用离心机 对保证核酸提取的成功极为重要 引言 一 离心机的基本原理 生物学领域 分离出化学反应后的沉淀物 天然的生物大分子 无机物 有机物 医学领域 主要用于分离 纯化细胞 病毒 蛋白质 酶和核酸 离心技术应用很广 在生命科学和工业生产的各个领域都有相应的使用 5 一 离心机的基本原理 离心机对旋转颗粒进行沉降分离的物理学基础是通过离心力对旋转颗粒的作用 当将样品放入离心机转头的离心管内 离心机驱动时 样品液就随离心管做匀速圆周运动 于是就产生了一个向外的离心力旋转区域的半径越大 旋转的速度越快 则离心力越大 颗粒沉降也越快 6 一 离心机的基本原理 由于不同颗粒的质量 密度 大小及形状等彼此各部相同 在同一大小的离心场中沉降速度也就不相同 颗粒沉降的顺序有颗粒密度的大小所决定的 密度越大越先沉降 由此便可以得到相互间的分离 7 二 离心力和相对离心力 液体中的固相颗粒做圆周运动时产生一个向外的力 称之为离心力 F mr 2F为离心力的强度m为沉降颗粒的有效质量 为离心转子转动的角速度 其单位为rad sr为离心半径 cm 即离心机轴中央到水平离心机试管底部的距离 或垂直式离心机试管口中央的距离 8 二 离心力和相对离心力 离心力与转速 颗粒质量和离心半径相关 转速和颗粒质量越大 离心力越大 也随着离心半径的减小而降低 相对离心力 RCF Relativecentrifugalforce 是指在离心场中 作用于颗粒的离心力相当于地球重力的倍数 单位是重力加速度 g 例如25000 g 则表示相对离心力为25000 9 二 离心力和相对离心力 离心力通常以相对离心力 Relativecentrifugalforce RCF 表示 即离心力F的大小相对地球引力 G 的多少倍 单位为g相对离心力RCF的值 g值 取决于转子的转速 rpm 和旋转半径 r 以mm计算 可用如下公式表示 rpm revolutionsperminute每分钟转数 r min 10 二 离心力和相对离心力 根据RCF值 g rpm值 r min r值 mm 之间的关系 如已知其中两个值即可计算出未知值 如某离心机转速为8000r min 旋转半径为20mm时 相对离心力RCF值约为150000g如某离心机转速为5000r min 旋转半径为40mm时 相对离心力RCF值约为1100g 此外 根据RCF值 g值 rpm值和r值之间的关系 可以从图A图B中大致读出各种数值 12 二 离心力和相对离心力 卫生部临检中心建议核酸样本离心条件为800 1600g20min检验科自动平衡恒温离心机旋转半径为100mm 则应选择转速为 2700 3800r min由于F值的不同 RFC相差也会很大 实际应用时一般取平均值 检验科对核酸样本的离心条件为 离心机内温度2 8 转速在3000r min 离心20分钟 13 三 离心机的分类与结构 根据离心机的转速 离心机可分为 低速离心机高速离心机超高速离心机 14 三 离心机的分类与结构 低速离心机 最大转速10000rpm 容量为几十毫升至几升 转子有角式和外摆式 其转速不能严格控制 通常不带冷冻系统 于室温下操作 用于收集易沉降的大颗粒物质 如血细胞的分离等 15 高速离心机 最大转速为20000 25000rpm 最大容量可达3升 转头多样 一般都有制冷系统 以消除高速旋转转头与空气之间摩擦而产生的热量 离心室的温度可以调节和维持在0 40C 通常用于微生物菌体 细胞碎片 大细胞器 免疫沉淀物等的分离纯化工作 但不能有效地沉降病毒 小细胞器 如核蛋白体 或单个分子 三 离心机的分类与结构 16 超高速离心机 转速可达50000 80000rpm 相对离心力最大可达510000g 离心容量由几十毫升至两升 设有冷冻系统 真空系统和安全保护系统 分离的形式是速率区带离心和等密度区带离心 最著名的生产厂商有美国的贝克曼公司和日本的日立公司等 三 离心机的分类与结构 17 离心机组成结构 驱动电机 制冷系统 显示系统 自动保护系统和控制系统组成 必要的配件为离心转头和离心管 三 离心机的分类与结构 18 三 离心机的分类与结构 离心转头与离心杯 19 离心转头的注意事项 1 每个转头各有其最高允许转速和使用累积限时 使用转头时要查阅说明书 不得过速使用 每一转头都要有一份使用档案 记录累积的使用时间 若超过了该转头的最高使用限时 则须按规定降速使用 2 转头是离心机中须重点保护的部件 搬动时要小心 不能碰撞 避免造成伤痕 转头长时间不用时 要涂上一层上光腊保护 三 离心机的分类与结构 离心转头 离心机转头损坏的原因 操作或使用不当所造成的 过速腐蚀金属疲劳不平衡 三 离心机的分类与结构 21 四 离心机的使用和维护 离心机的使用尽管比较简单 但必须严格按照操作说明书进行操作 各种型号的离心机操作方法常有一些差异 在离心机的使用中最为重要的是平衡 虽然现在大多数离心机带有自动平衡功能 但在实际使用中仍需注意 对侧离心杯内标本数量必须一致 有条件时可使用天平对两侧离心杯进行配平 可提高离心机转子的寿命并提高了安全性 使用前一定要先阅读手册 Refertorotormanualsforoperation Uselogbookstorecordhistoryofrotoruse 23 四 离心机的使用和维护 离心机如长期不使用 再次使用时应有专业人员检查离心机转子 转头 每次使用前应反复检查转头卡口与离心杯卡口是否对准 并严格转头的转速限制 禁止不同型号间转头互换使用 控温离心 如核酸检测标本需在2 8 条件下离心 时应提前打开离心机 待离心机内温度达到所需温度时方可使用 24 离心机的使用原则 离心机在使用前 操作者应认真阅读器使用说明书 离心机应放置在平稳 坚固的台面上 并力求离心机处于水平位置 以免离心时造成机器震动 离心机必需在放置离心管后运转 严禁空架运转 选择合适的转头 控制转头的转速 四 离心机的使用和维护 25 离心机的使用原则 使用时注意转速 相对离心力 离心时间是否符合要求每次使用后注意转头内清洁 以保持平衡 注意预冷处理 四 离心机的使用和维护 26 离心操作的注意事项 使用离心机时 在天平上配平离心管和其内容物 转头中绝对不能装载单数的管子 当转头只是部分装载时 管子必须互相对称地放在转头中 装载血液标本时 要根据各种离心机的具体操作说明进行 有的离心管必须加盖 以防血液离心时甩出 造成转头不平衡 污染 离心机内生锈或被腐蚀 若要控温离心时 离心机应提前打开预冷 待到所需温度时使用 四 离心机的使用和维护 27 离心过程中不得随意离开 应随时观察离心机上的仪表是否正常工作 如有异常的声音应立即停机检查 及时排除故障 离心机机体应始终处于水平位置 外界电源的电压要匹配 并要求有良好的接地线 开机前应检查转头安装是否牢固 机腔内是否有异物掉入 离心机运行时 离心机周围30cm范围内不能有人或危险物品 离心操作的注意事项 四 离心机的使用和维护 28 转头应定期 视使用频率确定 清洗和消毒 离心时 如有溅出物 应尽快清除离心机机舱内的全部溅出物 清洁消毒时 首先切断电源 选择适当的中性消毒液 如75 乙醇溶液 擦拭 擦拭离心机舱时动作要轻 以免损坏机舱内温度感应器 离心机在使用过程中出现异常 应立即关闭电源 报请有关专业人员检修 每次操作完毕 应做