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長沙湘智離心機儀器有限公司

離心機技術(shù)進展

時間:2012-1-10閱讀:2206

離心機是通過高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力場對不同沉淀系數(shù)物質(zhì)進行分離、濃縮和提純的醫(yī)學儀器,廣泛應用于生化分析實驗室、血站、生化制藥廠等。離心機按轉(zhuǎn)速分為低速、高速、超速三種,型式有臺式和立式兩種。低速離心機的zui高轉(zhuǎn)速一般不超過6000轉(zhuǎn)/分,主要用于血液或細胞制備、蛋白質(zhì)和酶沉

淀物的分離,由于不能產(chǎn)生足夠大的離心力場,低速離心機不能分離超小粒子如病毒,DNA分子和大分子,或進行密度梯度離心;高速離心機的轉(zhuǎn)速為1 2000-28000轉(zhuǎn)/分,能分離病毒、細菌、細胞核、細胞膜、線粒體等,以及DNA 制備{超速離心機的轉(zhuǎn)速在50000轉(zhuǎn)/分以上,配合光學儀器,可作分子量測定、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及其聚集狀態(tài)分析、化合物純度檢定等。

近年來,隨著微電子技術(shù)和機械工業(yè)的迅速發(fā)展,離心機在性能、可靠性等方面有了很大的提高,本文介紹其中的一些近期進展。

1 微機控制和計算系統(tǒng),操作極為方便

控制和計算普遍采用微機進行,用戶視需要方便地選擇操作參數(shù),一般有九種以上的加速度曲線供選擇??蓛Υ?span lang="EN-US">s2種或更多的應用離心程序。CTRLED顯示器將速度、加速度、離心力值、轉(zhuǎn)子參數(shù)、離心室溫度等數(shù)據(jù)的預選值和實際狀況一目了然地顯示出來,所有操作參數(shù)具有可重復性。一些離心機RS232標準接口供外接計算機,用以從外接計算機上記錄、設置或修改操作參數(shù)。某些離心機能在轉(zhuǎn)子運行中進行有關的計算和換算,如自動計算相關離心力場(RCF)和防止氯化銫(CsCI)沉淀的降速計算,自動優(yōu)選及模擬*運轉(zhuǎn)條件。美國BECKMAN公司oPtima系列分析超速離心機配備了光學檢測系統(tǒng),在樣品分離時掃描樣品的光密度,特別適用于:受體/自身受體研究、測定分子量、計算沉淀系數(shù)、生物制品質(zhì)控

2 先近的傳動技術(shù)減少噪音和振動

離心機過去通常靠t)C電機驅(qū)動,也有的以高壓氣流為動力。由于IX:電機的碳刷和換向器是產(chǎn)生火花干擾、噪聲和影響電機壽命的重要因素,因此近年來越來越多地離心機采用變頻電機或無刷DC電機。變頻電機驅(qū)動方式不僅省掉了更換碳刷的工作,避免了碳塵的污染,而且變頻調(diào)速騷動系統(tǒng)在微機控制下更易于實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的調(diào)控,使制動和加速度時間*化,即使當轉(zhuǎn)速達到很高時,也可使噪音和振動降至zui低。此外,變頻驅(qū)動方式還可節(jié)省電能。無劇DC電機用位置傳感器或單片微處理器實現(xiàn)電機的啟動和調(diào)控 普通IX:電機電刷的耐磨性也有了較大提高,有些電刷壽命可達到4000小時。

有些離心機在傳動系統(tǒng)中設計有減消磨擦部件和穩(wěn)定器套筒, 及電動快速剎車,使離心機在升降速時可太大提高加速度,并平穩(wěn)地通過轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速,將轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速時引起的系統(tǒng)共振降至zui低采用電機緩沖底座或懸掛架、彈性聯(lián)軸節(jié)、聲浪壓抑系統(tǒng)降低噪聲,令工作環(huán)境更寧靜舒適。

3 小型的制冷和真空系統(tǒng)

許多試樣對溫度較敏感 需要在室溫或低于室溫的環(huán)境下進行分離。無氟制冷系統(tǒng),體積小、噪音低,不破壞大氣臭氧層,可使離心室溫度范圍達到一2o℃ ~+40℃ ,土1℃為減小風阻以加快到達zui高工作轉(zhuǎn)速和加快冷卻轉(zhuǎn)頭,延長電機壽命及確保溫度控制,超速離心機、某些高速離心機和低速大容量離心機設置有真空系統(tǒng)。BECKMANJ2系列離心機附有自動真空系統(tǒng),真空度o5個大氣壓。臺式離心機目前還出現(xiàn)了采用半導體器件制冷。

4 多種類轉(zhuǎn)子系列,滿足不同離心操作

隨著離心機應用領域的不斷擴大,轉(zhuǎn)子種類目前已有十多類上百個品種。角轉(zhuǎn)子、垂直轉(zhuǎn)子、甩平轉(zhuǎn)子和滾筒轉(zhuǎn)子等,以及各種試管及托架系列,可滿足幾乎所有的離心操作。為方便用戶,增加互換性,DHPONT公司、KNTRON公司等離心機制造廠家的超速離心機轉(zhuǎn)子可與BECKMAN公司的轉(zhuǎn)子通用。大容量離心機采用甩平轉(zhuǎn)子風罩可使甩平轉(zhuǎn)子在運行中大大減少風阻,在同等電機功耗下,使一次分離6升容量的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速由3200轉(zhuǎn)/分提高到4200轉(zhuǎn)/分。

除臺式低速機有的采用塑料轉(zhuǎn)子外,離心機均采用超硬鋁合金或鈦合金作為轉(zhuǎn)子材料,新的成型工藝采取模鍛超速成型,細化材質(zhì)晶粒,增加轉(zhuǎn)子強度,切削加工采用五面加工中心,提高加工精度和效率。

5 離心機的安全性和可靠性

離心機通常是在*轉(zhuǎn)速下工作的,當轉(zhuǎn)子所承受的離心力超過轉(zhuǎn)子材料的抗拉強度或轉(zhuǎn)子材料有內(nèi)部缺陷時,轉(zhuǎn)子便有可能發(fā)生爆炸,毀壞設備,危及操作者的人身安全,因此,每個轉(zhuǎn)子都有所允許的zui高工作轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子自動識別和過速保護功能通過掃描轉(zhuǎn)子表面的條碼來驗明轉(zhuǎn)子,排除了操作人員輸入錯誤數(shù)據(jù)或離心機失控造成轉(zhuǎn)子過速運轉(zhuǎn)的可能性,并將轉(zhuǎn)子的信息如轉(zhuǎn)子總運行時間,總轉(zhuǎn)數(shù)自動輸入微機和儲存,以監(jiān)測轉(zhuǎn)子的壽命。離心機的綜合安全系統(tǒng)包括電子門鎖、由鋼結(jié)構(gòu)組成的室門和三層安全保護機殼、轉(zhuǎn)子自動識別和過速保護、轉(zhuǎn)子動態(tài)不平衡檢測器、離心室超溫保護。某此離心機設有自診斷系統(tǒng),始終監(jiān)控離心機的各個功能,并直接顯示故障部位,發(fā)出報警信號,使維修保養(yǎng)更為方便傳動部分采用*潤滑軸承和強制封閉式自身潤滑,在意外斷電時不致?lián)p壞主機,恢復供電后,自動啟動。

為確保離心機工作時有一定的生物安全度,預防可能具有危險性的生化物質(zhì)在離心時從樣品容器里逃逸出來,造成污染,還設計出了密封轉(zhuǎn)子。有的轉(zhuǎn)子外表貼上一層透明的高分子樹脂,操作者能檢查轉(zhuǎn)子在運轉(zhuǎn)后是否有試樣溢出或容器有否泄漏。一些離心機還增添了引流管,消除試樣溢出和容器破損的影響,還有用于處理毒性或傳染性試樣的密封試杯。

因為采用微機控制和模塊化的功率驅(qū)動部件,電子系統(tǒng)的故障率大大降低,加上材料工業(yè)、機械制造業(yè)技術(shù)水平的提高,使離心機的壽命普遍達到5000小時以上,超速離心機的運轉(zhuǎn)次數(shù)不少于200億轉(zhuǎn)。

來源:離心機

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