冷冻离心机转子分类与功能介绍

更新时间：2022-03-22

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离心机是利用离心力将悬浮液中的固体颗粒与液体分开的设备，它可将乳浊液中两种密度不同又互不相溶的液体分开（例如从牛奶中分离出奶油），也可用于排除湿固体中的液体，亦或者利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点对固体颗粒按密度或粒度进行分离比较等。

转子是离心机的重要配件，大多数离心机主要是由主机和转子两部分组成，作为离心机主要的运行部件，转子的好坏直接影响到分离效果，所以其安全性非常重要。转子的设计、材料的选择以及离心技术的研究，是开发、研究和生产离心机重要的环节。通常来说，一台离心机可以搭配多个不同的转子进行不同的配套使用，并且可以通过不同型号与规格的转子来满足不同用户的离心需求。

离心机转子的材质
转子的材质主要综合考虑以下三个方面：

转子的受力程度；
需要考虑材料对所处理样品的耐腐蚀程度；
不同的离心机分类，转子在离心机上所能允许的限定转速及容量。

通常来说，不同转速决定了离心机材料有以下不同：

5000r/min以下的低速离心机转子一般用普通钢、不锈钢和工程塑料制造。
5000-50000r/min的高速离心机和部分超速离心机，因其转速较高，由高速转动所产生的离心力也越大，而离心力是与材料的密度成正比的。所以50000rpm以下的高速和部分超高速离心机的转子材料需要选用高强度、高密度的材料，综合考虑铝合金材质为宜，主要是重量轻、强度高、造价相对来讲也比较低。
超过每分钟50000rpm的超高速离心机则最好选用钛合金了。钛合金具有密度小，比强度和比断裂韧性高，疲劳强度和抗裂纹扩展能力好，低温韧性良好，抗蚀性能优异特性，但是其价格成本也比较高。

离心机转子的分类
离心机的转子按照实验需求主要分为两类，水平转子和角转子。而且每个类别旨在解决三个关键因素：离心类型（微分，速度带或等密度），转速和容量范围。

一、水平转子（swing-out rotor）：
亦称甩开转子（摆平或是摆桶转子）。转子静止时，处于转头中的离心管中心线与旋转轴平行。转头旋转加速时，受离心力作用而由垂直位置甩到与旋转轴成90°角位置，样品则沉淀集中于离心管底部。

水平转子又分为敞开式和封闭式两种：

敞开式水平转子较为常见，主要用于样品的初分离，其制备容量较大，转速小于10000rpm，离心力场在16000×g以内。
封闭式水平转子则主要用于线粒体、叶绿体、细胞核等的分离和密度梯度离心，制备容量较前者小，且转速大于10000rpm，离心力场在16000×g以上。

水平转子可以做到大容量分离并利于样品从离心管中分层取出，但不宜高速分离；并且其分离重心较高，阻力较大，有少量的壁效应。

二. 角转子：
角转子是离心中使用常见的转子，角转子也可以分为固定角转子以及垂直转子：

1、固定角转子（Fixed-Angle-Rotor）
顾名思义离心管与转子的转轴之间有一定的角度，角度范围通常在14°-45°之间。主要用于分离沉降速度有明显差异的颗粒样品。颗粒在扇形溶液移动的距离很短，碰到外壁的颗粒沿着管壁滑到管底，形成沉淀，因此这种转子能很快地收集沉淀物。此种转子重心低，寿命长，转速较高，能承受的最大离心力较高，最高可达800000×g。角转子主要用于差异分离、从悬浮液中沉淀出颗粒或收集颗粒等。这些转子中的空腔的体积范围从0.2 mL到1 L，速度范围从个位数到1,000,000×g（RCF，相对离心力）。

有两个因素决定所需的角转子的类型：RCF和容量。

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