自1875年Alexander Prandtl 發(fā)明第一臺(tái)離心機(jī)用于分離牛奶中的乳脂起，實(shí)驗(yàn)室離心機(jī) 已成為各種科學(xué)研究和臨床應(yīng)用當(dāng)中必不可少的儀器之一。

離心是什么？

離心是利用離心力將顆粒從溶液中分離出來的一種技術(shù)。根據(jù)顆粒的大小、形狀、密度、溶液的粘度等差異和離心轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)分離。

圖1: 樣品溶液離心前后對(duì)比圖

離心的原理：

離心機(jī)利用了離心過程和離心力原理。當(dāng)一個(gè)物體繞軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，就被施加一個(gè)向外的徑向力。這種離心力被用來加速沉降，在這個(gè)過程中密度較大的粒子被更快地拋向外部方向。離心原理在現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室中廣泛用于分離樣品中的各種成分。

圖2: 離心力原理示意圖

離心機(jī)的類型：

目前市場(chǎng)上有各種類型的 離心機(jī); 主要根據(jù)轉(zhuǎn)速不同、制冷條件、離心機(jī)大小等進(jìn)行分類。依據(jù)轉(zhuǎn)速不同，可分為低速離心機(jī)、高速離心機(jī)、超速離心機(jī)等；依據(jù)能否制冷，可分為冷凍離心機(jī)和普通離心機(jī)等；依據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景不同，可分為實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)和工業(yè)離心機(jī)等。本文主要集中討論實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)

實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)使懸浮液高速旋轉(zhuǎn)。產(chǎn)生的離心力使較重的顆粒物沉積在離心管外側(cè)，較輕的顆粒物移向中心。實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)利用沉淀離心原理分離懸濁液中的可溶部分和不溶性顆粒物。當(dāng)離心管中的樣品被離心后，固體顆粒物就會(huì)被沉積在離心管的底部。相比耗時(shí)的過濾操作，使用離心機(jī)對(duì)樣品沉淀離心分離簡(jiǎn)單方便，離心管中的固體樣品也可以很容易取出。

圖3: 離心機(jī)轉(zhuǎn)子示意圖

微量離心機(jī) 微量離心機(jī)一般只能處理0.2-10.0 mL容量范圍的小體積樣品，部分離心機(jī)可以放置EP管適配器。這樣微量離心機(jī)就可以更換離心不同容量的EP管，從而在離心樣品容量方面提供了更大的靈活性。

圖4: 迷你離心機(jī)

A 臺(tái)式離心機(jī) 對(duì)小型實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用更有利，同時(shí)占用面積也很小。但是這臺(tái)離心機(jī)只能離心少量的樣品，它比較適用樣本量較小的應(yīng)用。臺(tái)式離心機(jī)中有內(nèi)置制冷設(shè)備的款式（即臺(tái)式冷凍離心機(jī)），但不是所有型號(hào)都有。如果擔(dān)心樣品會(huì)發(fā)生熱降解，推薦購(gòu)買臺(tái)式冷凍離心機(jī)。總的來說，臺(tái)式離心機(jī)可用于多種應(yīng)用，包括包括血液樣本、DNA、RNA、蛋白質(zhì)研究、組織培養(yǎng)和細(xì)胞培養(yǎng)等。

圖5: 臺(tái)式離心機(jī)

常規(guī)離心機(jī) 常規(guī)離心機(jī)的功能與臺(tái)式離心機(jī)相同，但常規(guī)離心機(jī)比臺(tái)式實(shí)驗(yàn)室大，也被稱為立式離心機(jī)。與臺(tái)式離心機(jī)相比，這類離心機(jī)需要更多的空間，但可以管理更大的樣管，最大離心容量可達(dá) 750 mL。立式離心機(jī)可以有制冷功能，溫度可以設(shè)置在-20℃到+ 40℃之間。這款離心機(jī)很適用于含有DNA、RNA、抗體、病毒或蛋白質(zhì)等樣品離心分離。

最大相對(duì)離心力超過1,000,000g （或轉(zhuǎn)速150,000 RPM）的大容量離心機(jī)稱為超速離心機(jī)。超速離心機(jī)可以分為制備型超速離心機(jī)和分析型超速離心機(jī)。制備型超離心分離機(jī)用于分離生物/有機(jī)成分，如DNA、RNA、脂蛋白、膜、細(xì)胞器和病毒。分析型超速離心機(jī)用于實(shí)時(shí)識(shí)別樣品，可以用來確定平衡和沉降速率，分子的形狀和質(zhì)量。超速離心機(jī)在納米技術(shù)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

離心機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域：

離心機(jī)在實(shí)驗(yàn)室中有廣泛的應(yīng)用。以下列舉的是離心機(jī)的一些常見應(yīng)用：

• 不相溶液體分離
• 懸濁液沉淀分離
• 血細(xì)胞提取
• 蛋白質(zhì)提取
• 同位素分離
• 宇航員重力模擬環(huán)境
• 分離乳液
• DNA提取
• 質(zhì)粒DNA提?。ㄖ饕羌?xì)菌或酵母）
• 高重力環(huán)境下的材料合成
• 旋轉(zhuǎn)清洗機(jī)