轉子的分類應用及特點

2019-09-30 13:19:10 396

  轉子的分類應用及特點

  轉子是離心機用于分離試樣的核心部件,轉子規格、品種的多少是衡量離心機生產技術掌握程度的重要標志,轉子一般可分為下列五大類:

  固定角轉子(Eixed-Angle-Rotor):

  主要用于分離沉降速度有明顯差異的顆粒樣品。顆粒在扇形溶地移動的距離很短,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。

  甩平轉子(Siwing-Bucket-Rotor):

  主要用于樣品作密度梯度離心。顆粒移動距離長,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)低速時啟動或停機時會產生振動,影響分離效果,甩平轉子有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16000xg以內的,作成敞開式,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16000xg以上的,為了減少風力的影響,一般作成封閉式,主要用于線粒體、葉綠體、細胞核等的分離和密度梯度離心。

  連續離心轉子(Continuous-Flow-Rotor):

  主要用于懸浮介質中高速分離較小的顆粒物質,如在培養基中分離細胞,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,這種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,回收率高等優點。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。

  區帶轉子(Zonal-Rotor):

  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,而甩平轉子因受到量的限制時,采用區帶離心是較好的。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。

  區帶轉子避免了用離心管所引起的壁效應(Walleffects)和干擾,提高了分辨率。

  垂直轉子(Vertical-Tube-Rotor):

  主要用于樣品在短時間作密度梯度離心。甩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。轉子轉動前,管內密度梯度溶液的密度是沿重力方向變化,轉動后,溶液的密度逐漸改變為離心力方向(水平方向)變化,離心結束后,溶液的密度變化方向因重力作用又沿鉛垂方向變化,形成鉛垂方向的密度梯度,由于離心管是垂直放置,所以溶液粒子位移的距離等于離心管的直徑。離心時間短,離心后樣品組分的區帶較寬,但因離心時間短,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,垂直轉子不于甩平轉子。

  離心機轉子的轉速跟轉子的材料和強度有關,一般采用強度好、重量輕的超硬鋁合金(LC4),超速離心機采用鈦合金(TiC4)。一般來說,對同一離心機重量輕、容量小的轉子轉速要高,反之轉速要低。


標簽: 離心機
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