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賽默飛（Thermo Fisher Scientific）高速冷凍離心機(jī) Legend Micro 17R 屬于微量樣品處理領(lǐng)域的高精度離心設(shè)備，其核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)之一是 寬范圍、高精度的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)。
該設(shè)備采用無(wú)刷直流變頻電機(jī)（Brushless DC Motor），結(jié)合微處理器閉環(huán)控制與動(dòng)態(tài)平衡算法，實(shí)現(xiàn)從低速溫和分離到高速微量沉淀的全區(qū)間運(yùn)行能力。
其轉(zhuǎn)速范圍設(shè)計(jì)覆蓋了 500 rpm 至 13,300 rpm，最大離心力達(dá)到 17,000 × g，適配多種轉(zhuǎn)子規(guī)格與實(shí)驗(yàn)類型，能滿足分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、臨床檢驗(yàn)等不同實(shí)驗(yàn)需求。
在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，系統(tǒng)通過(guò)高速反饋檢測(cè)與自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)，確保轉(zhuǎn)速變化平穩(wěn)、精度高、響應(yīng)快，從而保證樣品分離效果的可重復(fù)性與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。
| 參數(shù)項(xiàng)目 | 技術(shù)指標(biāo) |
|---|---|
| 轉(zhuǎn)速范圍 | 500 rpm ～ 13,300 rpm |
| 最高離心力（RCF） | 17,000 × g |
| 轉(zhuǎn)速控制精度 | ±10 rpm |
| 最小調(diào)節(jié)單位 | 10 rpm |
| 加速時(shí)間 | 約 15 秒（可調(diào)） |
| 減速時(shí)間 | 約 20 秒（可調(diào)） |
| 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) | 無(wú)刷直流變頻電機(jī)（BLDC） |
| 控制方式 | 微處理器數(shù)字閉環(huán)控制 |
| 轉(zhuǎn)速顯示方式 | LCD 實(shí)時(shí)顯示 rpm 或 ×g |
| 轉(zhuǎn)子識(shí)別功能 | 自動(dòng)識(shí)別并限速保護(hù) |
| 噪音水平 | ≤54 dB(A)（最高轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)） |
以上參數(shù)顯示，Legend Micro 17R 在同類微量冷凍離心機(jī)中具備較高的速度范圍與優(yōu)異的控制精度。
采用高性能無(wú)刷直流電機(jī)，特點(diǎn)包括：
無(wú)機(jī)械摩擦，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；
動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，可在數(shù)秒內(nèi)達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速；
免維護(hù)設(shè)計(jì)，壽命長(zhǎng)；
轉(zhuǎn)矩輸出恒定，適應(yīng)不同負(fù)載。
電機(jī)軸上安裝高精度光電編碼器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)速信號(hào)。系統(tǒng)每毫秒采樣一次并反饋至控制模塊，用以修正偏差。
主控芯片內(nèi)嵌閉環(huán) PID 控制算法，根據(jù)目標(biāo)轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速差自動(dòng)調(diào)整電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定控制。
當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)增加制冷輸出，抵消電機(jī)產(chǎn)生的熱量，確保離心腔體溫度恒定。
Legend Micro 17R 的速度控制被劃分為三個(gè)主要運(yùn)行區(qū)段：
低速區(qū)（500–3,000 rpm）
用于細(xì)胞沉淀、血清分離等溫和操作。系統(tǒng)保持低振動(dòng)、平穩(wěn)啟動(dòng)，轉(zhuǎn)速誤差小于 ±5 rpm。
中速區(qū)（3,000–9,000 rpm）
適用于核酸提取、蛋白沉淀等常規(guī)生化實(shí)驗(yàn)?？刂葡到y(tǒng)自動(dòng)優(yōu)化加速曲線，使樣品受力均勻。
高速區(qū)（9,000–13,300 rpm）
用于微量樣品的高速分離、DNA/RNA 純化及顆粒沉淀。系統(tǒng)在此區(qū)間激活“高速平衡模式”，自動(dòng)檢測(cè)負(fù)載振動(dòng)并進(jìn)行微調(diào)，確保高速穩(wěn)定。
這種分段運(yùn)行策略使設(shè)備兼顧速度與安全性，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同實(shí)驗(yàn)需求的精準(zhǔn)適配。
設(shè)備提供多檔加速速率，用戶可根據(jù)樣品性質(zhì)選擇：
快速模式：用于高密度顆粒或耐受性樣品；
標(biāo)準(zhǔn)模式：適用于日常操作，兼顧速度與穩(wěn)定；
柔性模式：用于敏感樣品，減少剪切力。
制動(dòng)采用反向電磁制動(dòng)方式，使轉(zhuǎn)子減速平滑，不產(chǎn)生二次懸浮現(xiàn)象。
減速時(shí)間可調(diào)，最長(zhǎng)可設(shè)為 1 分鐘，以滿足對(duì)沉淀穩(wěn)定性的特殊要求。
系統(tǒng)在加減速過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控振動(dòng)信號(hào)，如檢測(cè)到不平衡狀態(tài)自動(dòng)減速并報(bào)警，防止樣品損失與設(shè)備損傷。
在全速范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)速誤差控制在 ±10 rpm 以內(nèi)，即使在 13,300 rpm 的最高速下，波動(dòng)率不足 0.1%。
實(shí)時(shí)反饋閉環(huán)控制：每毫秒檢測(cè)一次實(shí)際轉(zhuǎn)速；
自動(dòng)補(bǔ)償算法：根據(jù)負(fù)載重量與轉(zhuǎn)子類型調(diào)整電流輸出；
溫度補(bǔ)償：當(dāng)電機(jī)受熱引起阻抗變化時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)修正功率輸出。
設(shè)備在連續(xù)運(yùn)行 4 小時(shí)后，轉(zhuǎn)速漂移小于 ±5 rpm，證明長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性極高。
Legend Micro 17R 具有自動(dòng)轉(zhuǎn)子識(shí)別系統(tǒng)，每種轉(zhuǎn)子都有獨(dú)立的最大允許轉(zhuǎn)速值。系統(tǒng)讀取轉(zhuǎn)子編碼后自動(dòng)調(diào)整最高轉(zhuǎn)速，防止超速運(yùn)行。
| 轉(zhuǎn)子型號(hào) | 容量 | 最大轉(zhuǎn)速 (rpm) | 最大離心力 (×g) |
|---|---|---|---|
| FA-24×2 mL 固定角轉(zhuǎn)子 | 24×1.5/2 mL | 13,300 | 17,000 |
| FA-36×0.5 mL 固定角轉(zhuǎn)子 | 36×0.5 mL | 14,000 | 17,200 |
| FA-48×0.2 mL PCR 轉(zhuǎn)子 | 48×0.2 mL | 13,000 | 15,500 |
自動(dòng)識(shí)別與限速機(jī)制保證了設(shè)備在不同轉(zhuǎn)子配置下的安全運(yùn)行。
環(huán)境過(guò)高會(huì)降低電機(jī)效率，建議控制在 10～35 °C 范圍內(nèi)。
電壓波動(dòng)超過(guò) ±10% 可能影響轉(zhuǎn)速控制精度，應(yīng)使用穩(wěn)壓電源。
不平衡負(fù)載會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)，使系統(tǒng)自動(dòng)降速保護(hù)。
轉(zhuǎn)子磨損或軸心變形會(huì)造成轉(zhuǎn)速偏差，應(yīng)定期檢查校準(zhǔn)。
高制冷負(fù)載可能輕微延遲轉(zhuǎn)速上升，但不影響最終穩(wěn)定速度。
液晶屏可實(shí)時(shí)顯示兩種模式：
轉(zhuǎn)速模式（rpm）：直接顯示轉(zhuǎn)速值；
離心力模式（×g）：自動(dòng)換算為相對(duì)離心力。
操作面板包括數(shù)字輸入鍵與選擇鍵，可快速設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
輸入范圍：500–13,300 rpm，步進(jìn) 10 rpm。
轉(zhuǎn)速與其他參數(shù)（時(shí)間、溫度）可同步設(shè)定并保存為預(yù)設(shè)程序。
系統(tǒng)可存儲(chǔ)多組運(yùn)行參數(shù)，每組均包含轉(zhuǎn)速、溫度、時(shí)間等信息，便于重復(fù)實(shí)驗(yàn)操作。
在空載狀態(tài)下運(yùn)行至 13,300 rpm，維持 30 分鐘，轉(zhuǎn)速波動(dòng)不超過(guò) ±8 rpm。
在滿載（24×2 mL 樣品管）條件下運(yùn)行，波動(dòng)值小于 ±10 rpm，證明系統(tǒng)在不同負(fù)載下均能維持精確控制。
連續(xù)執(zhí)行 100 次加減速循環(huán)測(cè)試，轉(zhuǎn)速響應(yīng)時(shí)間與最大轉(zhuǎn)速誤差均保持一致，表明控制系統(tǒng)具備良好的重復(fù)性。
經(jīng)過(guò) 1000 小時(shí)連續(xù)測(cè)試，電機(jī)與控制模塊性能未見(jiàn)衰減，轉(zhuǎn)速精度保持穩(wěn)定。
超速保護(hù)：檢測(cè)到轉(zhuǎn)速超過(guò)轉(zhuǎn)子允許上限時(shí)立即減速并報(bào)警。
不平衡保護(hù)：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)振動(dòng)幅度，超過(guò)閾值自動(dòng)停機(jī)。
過(guò)熱保護(hù)：電機(jī)溫度超限時(shí)自動(dòng)降低轉(zhuǎn)速或暫停運(yùn)行。
蓋鎖保護(hù)：轉(zhuǎn)速高于 0 rpm 時(shí)蓋鎖保持關(guān)閉狀態(tài)。
數(shù)據(jù)自檢與存儲(chǔ)：每次運(yùn)行后記錄最高轉(zhuǎn)速與平均轉(zhuǎn)速，供維護(hù)參考。
每 1 毫秒檢測(cè)一次轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)反應(yīng)靈敏，避免滯后。
通過(guò)實(shí)時(shí)采樣振動(dòng)信號(hào)，自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出。
系統(tǒng)根據(jù)室溫與腔體溫度差自動(dòng)修正電機(jī)輸出功率，確保恒定轉(zhuǎn)速。
采用“零速啟動(dòng)”邏輯，避免瞬時(shí)沖擊，降低噪音并延長(zhǎng)軸承壽命。
| 實(shí)驗(yàn)類型 | 推薦轉(zhuǎn)速范圍 | 說(shuō)明 |
|---|---|---|
| 細(xì)胞收集 | 2,000–3,000 rpm | 保持細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整性 |
| 核酸提取 | 10,000–12,000 rpm | 高速分離核酸沉淀 |
| 蛋白質(zhì)沉淀 | 8,000–10,000 rpm | 控制溫度與時(shí)間，防止變性 |
| PCR 反應(yīng)液收集 | 3,000–5,000 rpm | 短時(shí)間集中液滴 |
| 臨床血清分離 | 4,000–6,000 rpm | 溫和離心防止溶血 |
| 細(xì)胞器分級(jí) | 6,000–13,000 rpm | 根據(jù)密度梯度調(diào)整速度 |
通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速區(qū)間，可優(yōu)化樣品分離效率并避免損傷。
| 指標(biāo) | Legend Micro 17R | 常規(guī)微量冷凍離心機(jī) |
|---|---|---|
| 最大轉(zhuǎn)速 | 13,300 rpm | 12,000 rpm |
| 轉(zhuǎn)速精度 | ±10 rpm | ±50 rpm |
| 加速時(shí)間 | 15 s | 20–30 s |
| 減速控制 | 可調(diào)電子制動(dòng) | 固定機(jī)械制動(dòng) |
| 自動(dòng)轉(zhuǎn)子識(shí)別 | 有 | 無(wú) |
| 穩(wěn)定性（4h漂移） | <±5 rpm | ±20 rpm |
由表可見(jiàn)，Legend Micro 17R 的速度控制性能顯著優(yōu)于普通同級(jí)機(jī)型。
定期校準(zhǔn)轉(zhuǎn)速傳感器：建議每年一次，以保證測(cè)量精度。
保持軸心清潔：避免雜質(zhì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)速波動(dòng)。
避免超速運(yùn)行：嚴(yán)格遵守各轉(zhuǎn)子的最高限速。
檢查平衡狀態(tài)：不平衡運(yùn)行會(huì)影響轉(zhuǎn)速控制與設(shè)備壽命。
運(yùn)行后靜置冷卻：長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)行后應(yīng)讓電機(jī)自然冷卻 10 分鐘。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致性
轉(zhuǎn)速精度直接影響離心力，從而影響分離效果與重復(fù)性。
樣品保護(hù)
平穩(wěn)加速與恒速運(yùn)行可防止樣品擾動(dòng)與剪切破壞。
數(shù)據(jù)可靠性
恒定轉(zhuǎn)速是科研數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)。
設(shè)備壽命延長(zhǎng)
穩(wěn)定控制減少機(jī)械應(yīng)力與振動(dòng)，延緩軸承磨損。
賽默飛高速冷凍離心機(jī) Legend Micro 17R 的轉(zhuǎn)速系統(tǒng)綜合性能體現(xiàn)在以下方面：
轉(zhuǎn)速范圍寬：500～13,300 rpm，覆蓋從低速細(xì)胞分離到高速微粒沉淀的需求；
控制精度高：誤差小于 ±10 rpm，保證分離重現(xiàn)性；
加減速平穩(wěn)：電子控制無(wú)沖擊，保護(hù)樣品；
自動(dòng)識(shí)別與保護(hù)：防止轉(zhuǎn)子超速運(yùn)行；
動(dòng)態(tài)平衡與自校正：長(zhǎng)期運(yùn)行仍保持低振動(dòng)、低噪音；
多模式設(shè)定：可按實(shí)驗(yàn)要求自由選擇加速與制動(dòng)曲線。
這些特性使該設(shè)備成為實(shí)驗(yàn)室在微量、高速、冷凍條件下實(shí)現(xiàn)精確分離操作的理想平臺(tái)。
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