離心機的種類、原理、操作步驟、選型及生物安全離心機的特性
一、離心機種類
根據進樣方式分為連續(xù)離心機和非連續(xù)流離心機（分批離心機）
連續(xù) ( 流 ) 離心機：進樣是連續(xù)進行的
非連續(xù)離心機（分批離心機）：裝一次樣品后離心處理一次。目前Eppendorf 所有臺式離心機均為非連續(xù)離心機。
根據是否帶制冷功能分為常溫型離心機、冷凍型離心機和升溫型離心機。
常溫離心機：占地面積小，離心期間樣品溫度會因摩擦生熱而上升。
Eppendorf離心機在離心結束后會自動打開離心機蓋（功能可關閉），防止樣品過熱。
冷凍離心機：后面或側面裝有壓縮機以進行主動冷卻，占地面積比非冷凍型大，在離心結束后不會自動打開離心機蓋，根據不同的壓縮機性能，可以在不同時間內將離心機冷卻至所需溫度。也可在長時間高速離心后仍保持設定溫度。 Eppendorf 離心機專利的動態(tài)壓縮機控制技術，優(yōu)化制冷性能，保證溫控的精度和準度，實現(xiàn)最佳冷卻效果，延長壓縮機使用壽命并降低能耗。在高溫運行時依舊能保持設定溫度。大部分 Eppendorf 冷凍離心機型號提供“快速冷卻”功能（FastTemp 程序），不僅可以節(jié)省時間，也保證了離心質量， FastTemp pro® 功能更可以在預先設置的日期和時間自動預冷，提前完成溫度準備工作。
升溫型離心機： 部分特殊型號的離心機有加熱功能，可以主動給樣品加熱，保證樣品活性和質量。（Eppendorf 5702 RH 離心機具有加熱功能）
不同的樣品分離時所需離心力不同，因此根據相對離心力大小可以將離心機分為低速離心機、高速離心機和超速離心機。
低速離心機：通常用于細胞或者血液離心，最高離心力在幾百到幾千不等
高速離心機：能達到的離心力在 10,000 ~30,000 × g 。分子生物學實驗最常用的離心力范圍是 14,000 - 20,000 × g，病毒和細胞器的離心分離等應用需要 30,000 × g 的離心力。高速離心對離心管品質有較高要求。蛋白、核糖體、細菌溶解產物、病毒等物質的離心分離以及質譜用樣品的制備，建議使用可耐受高離心力的離心管，如 Eppendorf 1.5 mL Safe-Lock 微量離心管（耐受離心力可達30,000 × g ）
超速離心機：離心力達到 30,000 × g 以上。通常需要配備特殊的轉子或者離心管來實現(xiàn)高速和高離心力（Eppendorf 超速離心機請查看官網www.eppendorf.cn）
根據離心機的大小，可放在工作臺上的稱為臺式離心機，可放在地面上的稱為落地式離心機。
落地式離心機：至少需要 1 平米的占地面積，可以節(jié)約實驗臺面空間，主要用于高速或大容量離心
臺式離心機： 臺式離心機有多種規(guī)格尺寸。根據尺寸分為以下2 類：
多功能離心機：離心腔體大、轉子種類多。并提供多種規(guī)格和類型的適配器可供選擇。最大可耐受離心力主要取決于離心耗材的性能
小型離心機：適用于微量離心管，占地面積小， 離心力為14,000 - 30,000 × g，最多可以離心 48 個 1.5/2.0 mL 微量離心管。部分型號還可以離心 15/50 mL 離心管或者 SBS 標準規(guī)
格的工作板。 一般均提供冷凍和常溫兩種版本。
二、離心原理
1.1 離心原理
在離心力作用下，混合物質由于密度差異而沉積分離。離心時間由物質的密度和施加的離心力決定：
> 密度越大，越快沉降到達管底 ( 密度 = 質量 / 體積 )
> 離心力越大，離心分離時間越短
離心分離按照應用可分為離心沉降和離心過濾兩種
離心沉降
利用懸浮液（或乳濁液）密度不同的各組分在離心力場中迅速沉降分層的原理，實現(xiàn)液 - 固或液 - 液 ( 相 ) 分離。日常實驗應用有沉淀離心、密度梯度離心、等密度梯度離心等。
沉淀離心
是離心機最常見的應用，即通過離心使固體集聚沉淀在離心管底部從而與液體 ( 上清液 ) 分開。在相分離的過程中，溶質從分散狀態(tài)或者溶液介質中轉移到另外一種溶劑中 ( 來進行化學 / 分子生物學分析 )。
等密度梯度離心
是指在離心力場下，在密度梯度介質中，顆粒移動到與它們各自的密度恰好相等的位置，形成一系列密度區(qū)，從而使不同密度的物質得到分離。
離心過濾
使懸浮液在離心力場下產生的離心壓力，作用在過濾介質上，使液體通過過濾介質成為濾液，而固體顆粒被截留在過濾介質表面，從而實現(xiàn)液 - 固分離。例如超濾膜離心分離純化大分子物。
三、離心機操作步驟
1、閱讀操作手冊
操作離心機前，請先閱讀隨機附送的離心機操作手冊。
2、選擇合適的轉子和適配器
> 將轉子安裝到轉子軸上，并使用包裝中的轉子扳手旋緊。
對于固定角轉，檢查離心管和轉子孔是否匹配（有可能需要適配器）。對于水平轉子，確定相同重量級別的吊籃安放到對稱位置（同時檢查重量級別數(shù)字和平衡性）。
> 正確安放吊籃
確保所有吊籃均正確地安放到轉子上并且運行順暢，沒有安裝上全部吊籃時嚴禁離心！確保離心耗材、轉子、吊籃和適配器匹配，氣密性吊籃還需檢查離心耗材的高度是否匹配氣密性吊籃蓋。
> 禁止超過轉子最大載重
使用前請仔細檢查每個轉子允許的最大載重量，注意所用離心管的最大離心耐受性。
3、設置離心參數(shù)
> 離心時間（最長可設置為連續(xù)運行）
> 相對離心力（rcf） / 轉速（rpm）
> 離心溫度（包括冷凍離心機的“FastTemp”預冷功能）
> 加減速檔（防止樣品重懸）
> 定速計時功能：達到預設轉速時才開始計時
4、對稱裝載和配平樣品
必須配平對稱裝載的樣品即中心對稱方式裝載樣品。
5、開始離心
旋緊轉子蓋，合上離心機蓋，按下“Start”鍵開始離心。
6、離心結束
及時取走離心樣品并切換到待機狀態(tài)。如果離心機具有制冷功能，休眠時請關閉離心機蓋以保證離心機腔室處于冷卻降溫狀態(tài)；長時間不使用時建議關閉離心機，打開離心機蓋，以降低離心機蓋鉸鏈和彈簧的負荷，并擦干腔體、轉子和配件。 Eppendorf 微量冷凍離心機有冷凝水排放孔以避免冷凝水的積累，降低對機器的腐蝕。
7、轉子的存放
不使用時及時移除適配器和吊籃，清潔干燥轉子，轉子、吊籃、吊籃蓋垂直倒置存放在干凈干燥的環(huán)境中。
四、如何選擇合適的離心機
離心前請確保與參考實驗方案使用相同類型的轉子、相同的相對離心力、離心溫度以及離心時間。總的來說，要想成功離心，主要參考以下參數(shù)：
樣品類型
生物及醫(yī)學研究領域，離心樣品主要有以下限制：
> 在最高轉速和最大樣本載量下，可離心物質的最大物質密度是
> 禁止使用離心機離心易燃易爆物質
> 禁止離心可能產生爆炸性氣體的物質
> 禁止在處理爆炸物的工作間操作離心機
> 離心有機化學溶劑時，建議查看離心機和配件的耐化學腐蝕性
危險性樣品
當處理危險性樣品或者非Ⅱ級危險病原微生物（詳情見世界衛(wèi)生組織“實驗室生物安全手冊”）時，請嚴格遵守國家規(guī)定和實驗室相關規(guī)定。我們強烈推薦使用認證的氣密性轉子和吊籃來避免污染。 Eppendorf 所有的氣密性轉子和吊籃蓋的氣密性均是經由位于英國 Porton Down 的獨立的第三方檢驗機構 HealthProtection Agency ( 簡稱 HPA) 進行測試并認證的，符合 IEC1010-2-020 annex AA 標準。
危險性樣品包括生物危險性樣品、放射性樣品和危險化學品等高危物質。生物危險性樣品有許多種，包括病毒、細菌以及含有人類體液的樣品如血液等。
五、生物安全離心機的特性
氣溶膠（aerosol）是由固體或液體小質點分散并懸浮在氣體介質中形成的膠體分散體系，又稱氣體分散體系。其分散相為固體或液體小質點，大小為 0.001 ～ 0.1 微米，分散介質為氣體。氣溶膠污染越來越受到各實驗室重視。在很多操作比如向離心管中加樣、打開離心管
蓋子、離心后移取上清液等均會釋放氣溶膠擴散到實驗室環(huán)境中。
在選擇生物安全離心機時，需注意以下幾點性能：
> 轉子必須可以在 121 ° C， 20 分鐘高溫高壓下滅菌，確�？梢杂行У厝コ廴疚�。如果樣品中含有只能在更高溫度才能去除的朊病毒，務必使用可以在 142 ° C， 120 分鐘高溫高壓滅菌的轉子
> 使用經過認證的氣密性轉子和附件，可以防止在離心管意外破裂的情況下氣溶膠泄漏到環(huán)境中。由國際權威機構測試和出具的證書
Eppendorf QuickLock® 快速鎖定轉子蓋
Eppendorf 氣密性 QuickLock 轉子蓋旋轉 1/4 圈即可快速鎖定和打開轉子蓋，節(jié)約時間，使用方便，減少手腕重復性勞損。
專為開蓋離心而設計的 Kit 轉子
使用 Spin-column 離心柱在離心時往往會出現(xiàn)離心管蓋打斷的情況，造成在管蓋上的標記丟失無法追蹤。 Eppendorf 專門設計的 Kit 氣密性轉子加寬邊緣不僅可以保證離心柱開蓋離心時不受轉子尺寸影響而斷裂，避免了重新轉移到新的離心管存放，節(jié)省了時間，避免浪費。同時其氣密性也保證了離心的安全。
可單手操作的氣密性快速鎖定吊籃蓋
> 只需一只手即可快速打開或合上，樣品取放更便捷
> 可以在生物安全柜中打開，使用更安全方便
> 氣密性經由位于英國 Porton Down 的獨立第三方檢驗機構Health Protection Agency 進行測試和認證
普通轉子容易打斷離心管蓋
Eppendorf Kit 轉子加寬的邊緣，放心蓋上管蓋
根據進樣方式分為連續(xù)離心機和非連續(xù)流離心機（分批離心機）
連續(xù) ( 流 ) 離心機：進樣是連續(xù)進行的
非連續(xù)離心機（分批離心機）：裝一次樣品后離心處理一次。目前Eppendorf 所有臺式離心機均為非連續(xù)離心機。
根據是否帶制冷功能分為常溫型離心機、冷凍型離心機和升溫型離心機。
常溫離心機：占地面積小，離心期間樣品溫度會因摩擦生熱而上升。
Eppendorf離心機在離心結束后會自動打開離心機蓋（功能可關閉），防止樣品過熱。
冷凍離心機：后面或側面裝有壓縮機以進行主動冷卻，占地面積比非冷凍型大，在離心結束后不會自動打開離心機蓋，根據不同的壓縮機性能，可以在不同時間內將離心機冷卻至所需溫度。也可在長時間高速離心后仍保持設定溫度。 Eppendorf 離心機專利的動態(tài)壓縮機控制技術，優(yōu)化制冷性能，保證溫控的精度和準度，實現(xiàn)最佳冷卻效果，延長壓縮機使用壽命并降低能耗。在高溫運行時依舊能保持設定溫度。大部分 Eppendorf 冷凍離心機型號提供“快速冷卻”功能（FastTemp 程序），不僅可以節(jié)省時間，也保證了離心質量， FastTemp pro® 功能更可以在預先設置的日期和時間自動預冷，提前完成溫度準備工作。
升溫型離心機： 部分特殊型號的離心機有加熱功能，可以主動給樣品加熱，保證樣品活性和質量。（Eppendorf 5702 RH 離心機具有加熱功能）
不同的樣品分離時所需離心力不同，因此根據相對離心力大小可以將離心機分為低速離心機、高速離心機和超速離心機。
低速離心機：通常用于細胞或者血液離心，最高離心力在幾百到幾千不等
高速離心機：能達到的離心力在 10,000 ~30,000 × g 。分子生物學實驗最常用的離心力范圍是 14,000 - 20,000 × g，病毒和細胞器的離心分離等應用需要 30,000 × g 的離心力。高速離心對離心管品質有較高要求。蛋白、核糖體、細菌溶解產物、病毒等物質的離心分離以及質譜用樣品的制備，建議使用可耐受高離心力的離心管，如 Eppendorf 1.5 mL Safe-Lock 微量離心管（耐受離心力可達30,000 × g ）
超速離心機：離心力達到 30,000 × g 以上。通常需要配備特殊的轉子或者離心管來實現(xiàn)高速和高離心力（Eppendorf 超速離心機請查看官網www.eppendorf.cn）
根據離心機的大小，可放在工作臺上的稱為臺式離心機，可放在地面上的稱為落地式離心機。
落地式離心機：至少需要 1 平米的占地面積，可以節(jié)約實驗臺面空間，主要用于高速或大容量離心
臺式離心機： 臺式離心機有多種規(guī)格尺寸。根據尺寸分為以下2 類：
多功能離心機：離心腔體大、轉子種類多。并提供多種規(guī)格和類型的適配器可供選擇。最大可耐受離心力主要取決于離心耗材的性能
小型離心機：適用于微量離心管，占地面積小， 離心力為14,000 - 30,000 × g，最多可以離心 48 個 1.5/2.0 mL 微量離心管。部分型號還可以離心 15/50 mL 離心管或者 SBS 標準規(guī)
格的工作板。 一般均提供冷凍和常溫兩種版本。
二、離心原理
1.1 離心原理
在離心力作用下，混合物質由于密度差異而沉積分離。離心時間由物質的密度和施加的離心力決定：
> 密度越大，越快沉降到達管底 ( 密度 = 質量 / 體積 )
> 離心力越大，離心分離時間越短
離心分離按照應用可分為離心沉降和離心過濾兩種
離心沉降
利用懸浮液（或乳濁液）密度不同的各組分在離心力場中迅速沉降分層的原理，實現(xiàn)液 - 固或液 - 液 ( 相 ) 分離。日常實驗應用有沉淀離心、密度梯度離心、等密度梯度離心等。
沉淀離心
是離心機最常見的應用，即通過離心使固體集聚沉淀在離心管底部從而與液體 ( 上清液 ) 分開。在相分離的過程中，溶質從分散狀態(tài)或者溶液介質中轉移到另外一種溶劑中 ( 來進行化學 / 分子生物學分析 )。
等密度梯度離心
是指在離心力場下，在密度梯度介質中，顆粒移動到與它們各自的密度恰好相等的位置，形成一系列密度區(qū)，從而使不同密度的物質得到分離。
離心過濾
使懸浮液在離心力場下產生的離心壓力，作用在過濾介質上，使液體通過過濾介質成為濾液，而固體顆粒被截留在過濾介質表面，從而實現(xiàn)液 - 固分離。例如超濾膜離心分離純化大分子物。
三、離心機操作步驟
1、閱讀操作手冊
操作離心機前，請先閱讀隨機附送的離心機操作手冊。
2、選擇合適的轉子和適配器
> 將轉子安裝到轉子軸上，并使用包裝中的轉子扳手旋緊。
對于固定角轉，檢查離心管和轉子孔是否匹配（有可能需要適配器）。對于水平轉子，確定相同重量級別的吊籃安放到對稱位置（同時檢查重量級別數(shù)字和平衡性）。
> 正確安放吊籃
確保所有吊籃均正確地安放到轉子上并且運行順暢，沒有安裝上全部吊籃時嚴禁離心！確保離心耗材、轉子、吊籃和適配器匹配，氣密性吊籃還需檢查離心耗材的高度是否匹配氣密性吊籃蓋。
> 禁止超過轉子最大載重
使用前請仔細檢查每個轉子允許的最大載重量，注意所用離心管的最大離心耐受性。
3、設置離心參數(shù)
> 離心時間（最長可設置為連續(xù)運行）
> 相對離心力（rcf） / 轉速（rpm）
> 離心溫度（包括冷凍離心機的“FastTemp”預冷功能）
> 加減速檔（防止樣品重懸）
> 定速計時功能：達到預設轉速時才開始計時
4、對稱裝載和配平樣品
必須配平對稱裝載的樣品即中心對稱方式裝載樣品。
5、開始離心
旋緊轉子蓋，合上離心機蓋，按下“Start”鍵開始離心。
6、離心結束
及時取走離心樣品并切換到待機狀態(tài)。如果離心機具有制冷功能，休眠時請關閉離心機蓋以保證離心機腔室處于冷卻降溫狀態(tài)；長時間不使用時建議關閉離心機，打開離心機蓋，以降低離心機蓋鉸鏈和彈簧的負荷，并擦干腔體、轉子和配件。 Eppendorf 微量冷凍離心機有冷凝水排放孔以避免冷凝水的積累，降低對機器的腐蝕。
7、轉子的存放
不使用時及時移除適配器和吊籃，清潔干燥轉子，轉子、吊籃、吊籃蓋垂直倒置存放在干凈干燥的環(huán)境中。
四、如何選擇合適的離心機
離心前請確保與參考實驗方案使用相同類型的轉子、相同的相對離心力、離心溫度以及離心時間。總的來說，要想成功離心，主要參考以下參數(shù)：
| > 樣品類型 > 離心耗材 > 離心機種類 > 轉子類型 |
> 適配器類型 > 相對離心力 > 離心所需溫度 |
樣品類型
生物及醫(yī)學研究領域，離心樣品主要有以下限制：
> 在最高轉速和最大樣本載量下，可離心物質的最大物質密度是
> 禁止使用離心機離心易燃易爆物質
> 禁止離心可能產生爆炸性氣體的物質
> 禁止在處理爆炸物的工作間操作離心機
> 離心有機化學溶劑時，建議查看離心機和配件的耐化學腐蝕性
危險性樣品
當處理危險性樣品或者非Ⅱ級危險病原微生物（詳情見世界衛(wèi)生組織“實驗室生物安全手冊”）時，請嚴格遵守國家規(guī)定和實驗室相關規(guī)定。我們強烈推薦使用認證的氣密性轉子和吊籃來避免污染。 Eppendorf 所有的氣密性轉子和吊籃蓋的氣密性均是經由位于英國 Porton Down 的獨立的第三方檢驗機構 HealthProtection Agency ( 簡稱 HPA) 進行測試并認證的，符合 IEC1010-2-020 annex AA 標準。
危險性樣品包括生物危險性樣品、放射性樣品和危險化學品等高危物質。生物危險性樣品有許多種，包括病毒、細菌以及含有人類體液的樣品如血液等。
五、生物安全離心機的特性
氣溶膠（aerosol）是由固體或液體小質點分散并懸浮在氣體介質中形成的膠體分散體系，又稱氣體分散體系。其分散相為固體或液體小質點，大小為 0.001 ～ 0.1 微米，分散介質為氣體。氣溶膠污染越來越受到各實驗室重視。在很多操作比如向離心管中加樣、打開離心管
蓋子、離心后移取上清液等均會釋放氣溶膠擴散到實驗室環(huán)境中。
在選擇生物安全離心機時，需注意以下幾點性能：
> 轉子必須可以在 121 ° C， 20 分鐘高溫高壓下滅菌，確�？梢杂行У厝コ廴疚�。如果樣品中含有只能在更高溫度才能去除的朊病毒，務必使用可以在 142 ° C， 120 分鐘高溫高壓滅菌的轉子
> 使用經過認證的氣密性轉子和附件，可以防止在離心管意外破裂的情況下氣溶膠泄漏到環(huán)境中。由國際權威機構測試和出具的證書
Eppendorf QuickLock® 快速鎖定轉子蓋
Eppendorf 氣密性 QuickLock 轉子蓋旋轉 1/4 圈即可快速鎖定和打開轉子蓋，節(jié)約時間，使用方便，減少手腕重復性勞損。
專為開蓋離心而設計的 Kit 轉子
使用 Spin-column 離心柱在離心時往往會出現(xiàn)離心管蓋打斷的情況，造成在管蓋上的標記丟失無法追蹤。 Eppendorf 專門設計的 Kit 氣密性轉子加寬邊緣不僅可以保證離心柱開蓋離心時不受轉子尺寸影響而斷裂，避免了重新轉移到新的離心管存放，節(jié)省了時間，避免浪費。同時其氣密性也保證了離心的安全。
可單手操作的氣密性快速鎖定吊籃蓋
> 只需一只手即可快速打開或合上，樣品取放更便捷
> 可以在生物安全柜中打開，使用更安全方便
> 氣密性經由位于英國 Porton Down 的獨立第三方檢驗機構Health Protection Agency 進行測試和認證
普通轉子容易打斷離心管蓋
Eppendorf Kit 轉子加寬的邊緣，放心蓋上管蓋
