1、離心機原理介紹及操作,益弘儀器股份有限公司,離心機原理介紹,離心機 所謂離心機是一種利用離心力將粒子從溶液中分離出來的一種設計,而此粒子無法用一般重力分離出.利用離心力分離樣品為一種分離樣品而不改變樣品特性之分離法.,離心特性的計算 1)相對離心力和速度間關係式 相對離心力(RCF)是藉由旋轉的速度和旋轉軸的半徑所產生 的。從下列公式可得到RCF。(一般RCF所代表的是地球的重 力加速度的速率，並且使用” xg “為單位)。 RCF = 1.118 x 10-5 x r x N2 (xg) N：速度 (rpm) r：從旋轉軸的半徑(cm) 使用RCF (xg)的公式也可以計算速度(rpm),K
2、 factor是依據rotor的型式和速度來做改變。當rotor 使用某一速度時，K Factor (KN) 可以依下列公式來計算： KN = K ( Nmax )2 N N ：使用的轉度 (rpm) Nmax：rotor的最高轉度 (rpm) KN：在使用轉速的K factor K ：在最高轉速的K factor,2)計算分離時間 離心粒子擴散在溶液中，從離心瓶上端(rt)到底端(rb)所需的沈降時間。此沈降特性是表示沈降系數S，但一般沈降系數S變成一非常小的值並且以S x 1013由S來表示。此S表示出S x 1013叫做沈降系數。T (hr) = 1013 l n (rb) l n (r
3、t) 3600 X S 2 ：角速度 ： 2 N 60 N ：速度 (rpm) rt：從旋轉軸到溶液頂端的距離 rb：從旋轉軸到溶液底端的距離 假如定義 K = l n (rb) l n (rt) 1013 2 3600 X S K 所以 T (小時) = S,假如S是未知時，依下列公式(stokes law)可計算出S S = d2 (2 1 ) 18 X 1013 d ：粒子的直徑 (cm) 1：溶液周圍粒子的密度 (g/mL) 2：粒子的密度 (g/mL) ：溶液周圍粒子的黏度 (poise) (水的黏度在20C時是0.01 poise) 純水在20C時S表示為S20,W,rotor的允
4、許轉速 rotor不能超過它所標示的最大轉速運轉，rotor的速度限制如下列條件： 不可超過允許的速度 (1)以sample的濃度來做為允許速度 要離心的sample平均濃度 1.2g/mL，計算允許轉速公式如 下： 允許轉速 = 最大轉速 (rpm),(2) 濃度在梯度中間的sample允許速度 CsCl溶劑時常在density gradient medium中被使用，但如果 CsCl溶劑在高濃度下使用，它可能在rotor運轉中滲透，這要視 rotor可能取出CsCl的結晶體而定，在高濃度中取出結晶體(約 4g/mL)和使rotor超過負擔是很危險的。 結晶體將會影響CsCl溶劑的梯度濃度和
5、sample的分離狀態。因 此，總會使用一種不會結晶的溶劑在允許速度下。 (3) 使用組合式tubes caps時的允許轉速 當使用組合式的tubes caps等，請查閱離心機的附件： rotors，adaptors，tubes，bottles and caps。,離心機的分類,以轉速分類,低速離心機最大轉速:40007000rpm最大離心力:22209420xg,分離物大小:150mMicrobial cell,hemocyte,cell離心機種類:小型離心機,高速離心機最大轉速:1500026000rpm最大離心力:16100801100xg,分離物大小:0.11mMitochondria
6、,Lysosome,cell Well離心機種類:高速冷凍離心機,高速微量離心機,超高速離心機最大轉速:55000150000rpm最大離心力:393600901000xg,分離物大小:0.0020.1mDNA,RNA,Virus,Protein,Enzyme離心機種類:超高速冷凍離心機,高速微量離心機,一般使用離心機注意事項,不可使用有機溶劑,離心機是無法預防爆炸狀況發生!請不要使用有機溶劑離心!,如在特別的狀況下,必須要非常小心不要讓液體流出,並且使用密封式Rotor,高速離心機Rotors,Rotor種類,保固使用壽命,如何管理,高速冷凍型Rotor 7年 桌上型/微量Rotor,RT3
7、S6(RTS)Rotor和 20000次 RT3S6 Rotors Bucket,管理紀錄使用年限,管理紀錄使用次數,But,Tubes/Bottles使用壽命,Tubes種類,標準使用的次數,PAThinTubes PC ( 薄壁 ) PE,ThickTubes PA ( 厚壁 ) PCBottle PE,5 次,50 次,決定使用次數條件使用水溶液樣品在7000rpm運轉24小時,警告1.使用高壓蒸氣消毒 PE tube:不可以 PC tube:5次 2.PET tube/Sealed tube: 使用一次,PA:Polyallomer異質同晶聚合物PC:Polycarbonate聚碳酸酯
8、PE:Polyethylene聚乙烯PET:Polyethyene-terephthalate 聚氧化乙烯對苯二酸,保養rotor 使用後保養rotor可避免腐蝕 1.例行性保養 a.用水沖洗rotor或用中性清潔劑洗濯。 b.用蒸餾水洗濯。 c.用較柔軟的布擦拭水滴，並將rotor顛倒乾燥，乾燥後， rotor面表塗抹silicone grease，drive hole，表面塗 抹，silicone grease，並將 rotor儲放在乾燥的地方。 確信保持rotor壽命管理在rotor的RLM adaptor確定不受 到損傷。 Swing rotor本身並沒有特殊的保養，但塵埃要擦拭。 F
9、ig 塗抹grease,2.使用腐蝕性樣品後，用水沖洗rotor一會兒，並做例行性保 養。 3.如果有異物黏著在rotor上，將rotor浸在溫水 (4050C)中 一會兒，用清潔棒或軟刷子去除異物，如果無法清除，請聯 繫代理商。,清洗及消毒 Rotor 1.清洗,清洗,乾燥,塗抹,清洗使用水沖洗,或使用中性清潔劑清洗並且需使用去離子沖洗 ( 清潔劑:pH 59 ),鋁合金/鈦合金:低於100C碳纖維:低於80C,乾燥,表面:Silicone grease 螺紋部分:Aluminum LubricantPacking/O-ring:Vacuum grease,表面:Silicone greas
10、e 螺紋部分:Aluminum LubricantPacking/O-ring:Vacuum grease,2.消毒,消毒的方式,鋁合金/鈦合金 Rotor,碳纖維 Rotor,高壓蒸氣 煮沸消毒 ,紫外線消毒200300nm ,Ethylene oxide 氣體消毒 Formaldehyde ,Ethylene oxide環氧乙烷 氣體消毒 Formaldehyde甲醛 ,70% Ethanol乙醇 化學藥劑 3% Hydrogen peroxede 雙氧水 3% Formalin福馬林 ,Rotor耐熱溫度 100C 80C,Tube/Bottles 1.清洗,消毒的方式,Tube/Bot
11、tles,附件,PA,PEPET,SS,PC,Cap,adapter ect.,酸性洗滌劑( pH9 ) 溫水( 50C ) 超音波清潔(清洗劑pH7) ,乾燥的方式,放在空氣中自然乾燥,2.消毒,消毒的方式,Tube/Bottle,PA PC PET PE SS,115C 30分鐘 高壓蒸氣 121C 20分鐘 126C 15分鐘 煮沸消毒 1530分鐘 ,紫外線消毒200300nm ,Ethylene oxide環氧乙烷 氣體消毒 Formaldehyde甲醛 ,70% Ethanol乙醇 化學藥劑 3% Hydrogen peroxede 雙氧水 3% Formalin福馬林 ,3.耐藥
12、性 在使用離心機前,請檢查sample對Rotor,tube,bottle等材質對sample的耐藥性,以免造成危險發生!,Rotor的種類及使用保養,冷凍離心及桌上型Rotor種類及使用保養 Rotor的種類,Rotor的種類,主要的功用,Angle Rotor,Swing Rotor,Horizontal Rotor,Continuous Rotor,主要分離一般樣品(Culture solution,Blood etc.),主要分離含有micro plate樣品,主要連續分離大量的樣品(樣品量多於5L),主要分離一般樣品(Culture solution,Blood etc.),桌上型離
13、心機,Angle Rotor(角度型轉子) 各部位名稱,Rotor各部位檢查,檢查是否有腐蝕及裂痕?*特別要注意在Tube hole及Drive Shaft hole是否有腐蝕及裂痕,檢查是否有腐蝕及裂痕?*特別要注意在Tube hole及Drive Shaft hole是否有腐蝕及裂痕,檢查Thread portion是否有塗抹 Aluminum grease?,檢查是否有packing? 檢查packing是否有損壞龜裂? (有些Rotor是沒有packing),檢查packing是否有塗抹 Vacuum grease?,檢查Drive shaft hole是否有 任何污垢? *一般一個月清潔一次,Tube和Bottle的放置,檢查樣品是否有balance? (balance須含tube和bottle)*Imbalance的重量誤差必須在容許 可容忍的標準重量內(Imbalance容許重量的資訊都在離心機操作手冊上),放置已平衡好的Tube和Bottls, 其放置的位置必須為對稱,兩各對稱的Tube和Bottls,如右 圖情形是不允許,CR-G所使用Rotor參考資料,高速離心機 Rotor,Adaptors,Tube,Bottles and Cap參考資料,
