在離心機操作中,最常見的兩個“速度”參數是 rpm(轉每分鐘,rotations per minute)和 RCF(relative centrifugal force,相對離心力,單位為 × g)。該機型既可直接設定 rpm,也可切換至 RCF 模式設定。手冊指出,用戶可在速度/RCF 顯示之間切換。
rpm 指轉子每分鐘旋轉的次數。
RCF 指離心過程中對樣本產生的離心力,計算公式為 RCF=1.118×10?5×r×n2\text{RCF} = 1.118 \times 10^{-5} \times r \times n^2RCF=1.118×10?5×r×n2,其中 r 為離心軌道半徑(cm),n 為 rpm。參考手冊公式。
兩種數值之間可互換,但因不同轉子、不同管型、不同半徑,RCF 與 rpm 的對應關系會有所變化。用戶在設定速度時,應根據實驗需求(如沉淀某種顆粒)選擇適合的 rpm 或 RCF。
該機型的最大轉速為約 14,800 rpm。
最大 RCF 可達約 21,100 × g。
速度調節(jié)的最小設定可低至約 300 rpm(在 rpm 模式下)用于非常低速需求。
調節(jié)步進為每次 100 rpm 或每次 100 × g(在 RCF 模式)。
因此,在操作時候,需要了解自己的離心任務,是以 rpm 為主設定,還是以 RCF 為主,同時結合所用轉子規(guī)格、樣本類型和離心管規(guī)格來確定合理參數。
該機型控制面板通常包括:
顯示屏:顯示當前值(如:轉速/RCF、剩余時間、溫度等)或預設值。
“設定”鍵:通常有“↑(增加)”和“↓(減少)”鍵,用于修改預設值。
“模式切換”鍵(如切換 rpm/RCF 顯示)或選擇鍵。
啟動/停止鍵:啟動離心運行或停止。
開蓋鍵:在安全條件滿足下用于打開機蓋。
以下為典型設定 rpm 流程,以該機型用戶手冊為依據:
啟動設備,按主電源開關,顯示屏經過自檢后進入“當前值”模式。
關閉機蓋,安裝好轉子并確保樣本裝載平衡。
在控制面板中選擇“速度”字段(可能顯示為 “Speed” 或 “rpm”)。
按下“↑”或“↓”鍵進入預設模式。此時顯示的轉速數值開始閃爍,提示用戶進入設定狀態(tài)。
若要微調,可短按“↑”或“↓”鍵,每次變動約 100 rpm。手冊說明“按鍵短觸即 100 rpm 步進”。
若要快速設定大幅度變動,可持續(xù)按住“↑”或“↓”鍵不放,此時數值將先緩慢變化,幾秒后加速變動。釋放鍵后,數值閃爍數秒,隨后變?yōu)楫斍爸怠?nbsp;
新設定好 rpm 后,按“Start”鍵啟動離心,儀器即加速至預設 rpm。運行中,顯示會從當前值模式切換為運行中的實時顯示。
如果用戶希望直接以 RCF 為設定依據,可按“模式切換”鍵切換顯示模式:
在控制面板中選中“Speed / RCF”模式切換鍵。此時顯示從 rpm 切換至 RCF(× g)模式。
在 RCF 模式下,按“↑”或“↓”鍵設定 RCF 值,每步約 100 × g。
設定完成后按“Start”啟動。儀器將按所設 RCF 自動計算對應 rpm 并運行。需注意:當使用不同轉子或不同管類型時,實際 RCF 與 rpm 的關系會有所不同。手冊中提醒用戶“對于其他轉子請按照速率/RCF 圖表或公式計算”。
該設備允許在離心運行過程中修改 rpm 或 RCF 設定:
當離心機正在運行時,短按任一“設定”鍵即可進入預設模式,所要修改的數值字段閃爍,此時即可調整參數。釋放后,新值儲存并即刻生效(前提為操作安全)。
需要注意:若正在高速運行且樣本敏感,應謹慎變更參數,以免導致樣本震動或分層效果不佳。
如果實驗流程明確要求某 RCF 值(例如蛋白沉淀、DNA 顆粒沉降等),建議切換至 RCF 模式設定,以保證離心力恒定。
如果流程更多是依賴 rpm(例如查轉子說明書、經驗預設),也可直接用 rpm 模式設定。
對于溫度敏感樣本(如 RNA、蛋白、細胞裂解液)使用該機型的冷凍功能時,應考慮離心過程中溫度升高的影響,可能需適當降低 rpm,增加離心時間,以保護樣本結構。
設備所配轉子、管型與樣本量會影響離心效率。例如:標準 24 × 1.5/2.0 mL 轉子在該機型下可達最大 14,800 rpm。
若使用容量更?。ㄈ?0.5 mL 或 0.2 mL 管)或適配器,實際離心半徑變小,推薦使用稍低 rpm 以避免離心過程中管壁應力過大或樣本濺出。
若樣本量大或傾向于高通量分離,應參考轉子說明書、性能圖表設定合適 rpm 與 RCF。該機型手冊也提供相應模型結構與最大負載說明。
高 rpm 模式雖然可加速沉淀、縮短離心時間,但也可能導致:離心管壁溫升、樣本過熱、離心管受力劇增、懸浮液擾動。對于敏感樣本建議適度降低 rpm 、延長離心時間或使用減速檔位運行。
設定 rpm/離心時間應參照樣本前處理流程。例如微量離心柱、DNA 沉淀可能需要一定離心時間以保證完整沉降。
以下為基于手冊與用戶經驗的建議范圍(僅供參考,具體仍需根據樣本/試劑/轉子具體要求設定):
| 樣本類型 | 建議 rpm 范圍 | 建議 RCF 范圍 | 備注 |
|---|---|---|---|
| 普通 1.5/2.0 mL 微量管 | 6,000 – 12,000 rpm | ~5,000 – 15,000 × g | 常規(guī)DNA/蛋白分離 |
| 0.5 mL 微量管 | 10,000 – 14,000 rpm | ~12,000 – 20,000 × g | 小體積高速沉降 |
| 對溫度敏感樣本 | 4,000 – 8,000 rpm | ~2,000 – 8,000 × g | 細胞裂解、酶反應終止、RNA處理 |
| 按轉子最大規(guī)格極限 | 14,000 – 14,800 rpm | ~18,000 – 21,100 × g | 若轉子、管型、樣本兼容并無溫度敏感性 |
上述參數須依據實際轉子規(guī)格、管型最大負荷、樣本量、溫度設定及離心目的而做調整。
裝載不均或轉子本身狀態(tài)(如裂紋、腐蝕、磨損)會影響振動與安全運行,甚至迫使儀器無法達到設定 rpm 。離心運行前務必保證對稱裝載,并檢查轉子狀況。手冊嚴重強調不平衡加載風險。
不同轉子、不同離心管/適配器組合會改變離心半徑 r,從而影響實際 RCF 與設定 rpm 之間的關系。手冊中指出:“對于其他轉子請使用公式或速率/RCF 圖表”。
在該機冷凍型中,溫度控制良好可減少熱損傷,但高速運行同樣會產生熱量。若設備制冷系統未提前預冷或腔室散熱不良,可能導致樣本溫度升高,從而影響沉降效果。建議在設定高 rpm 前進行預冷。
雖然該機型用戶手冊中未詳細公開 “加/減速檔位” 數字,但在類似說明中提到加速時間約為 10–12 秒。 快速加速與減速可影響樣本沉淀穩(wěn)定性,尤其對剪切敏感樣本(如胞器、免疫復合物等)。在這類情景,用戶可適當降低 rpm 或選擇較緩加速模式(若設備支持)以減少剪切力。
設備長期使用后,轉子表面、密封蓋、軸承等部件可能磨損或積塵。這會影響實際轉速達到能力及速度穩(wěn)定性。建議定期檢查轉子與設備維護狀態(tài)。
用戶設定參數時,有時會誤把 rpm 直接等同于 RCF 或忽視轉子半徑不同導致 RCF 偏差。啟動前應確認操作界面當前為 rpm 模式或 RCF 模式,并理解兩者換算關系。
設定 rpm 過高可能使離心管、轉子或適配器超過其承載規(guī)格,從而造成裂紋、破裂甚至損壞離心機。務必參考轉子說明中所標最大 rpm 或 RCF。
在轉速調設完畢并啟動后,如裝載不平衡或蓋子未牢固鎖定,可能導致離心過程中振動、流體濺出、樣本損壞或安全隱患。建議在啟動前務必檢查。
高速離心創(chuàng)造高離心力同時也可能產生熱量。對于熱敏感樣本,如 RNA、蛋白酶反應底物等,設定較高 rpm 前應確保設備溫控系統激活并已達到設定溫度。否則可能造成樣本降解。
在常規(guī) DNA 沉淀或潔凈過程中,可設定高速以提升效率。例如:設定 rpm 為 10,000–12,000 rpm,運行 5–10 分鐘。但若樣本中含 RNA 且溫度敏感,建議將溫度設定約 4–8 °C,并將 rpm 控制在稍低水平(如 8,000–10,000 rpm)以保護樣本結構。
蛋白沉淀常用 RCF 約 10,000–15,000 × g。切換至 RCF 模式設定更為直觀。使用該機時,可設定為如 12,000 rpm(約 15,000 × g 視轉子規(guī)格)運行 10 分鐘。若樣本敏感或含細胞碎片,建議降低 rpm 至 6,000–8,000 rpm 以減少剪切。
這類操作常用較低離心力(例如 5,000–8,000 × g)以避免損傷小體積過濾膜或柱層。將 rpm 設定為 ~6,000–8,000 rpm,可以有效分離且保護組件。
若同時處理 0.5 mL 與 2.0 mL 管(例如使用雙排 18 × 2.0/0.5 mL 轉子),應參照該轉子最大允許 rpm(約 14,800 rpm)并確保裝載平衡。運行前優(yōu)先使 rpm 不超過轉子說明中的推薦上限。
離心前確認機蓋已鎖定,轉子安裝完畢并擰緊。進入設定 rpm / RCF 模式前,確認無外部異物、管蓋關閉且無泄漏。
若設定速度過高且轉子/管材不匹配,可能造成轉子失穩(wěn)、樣本飛濺或損壞設備。
在運行過程中,如出現異常振動、噪音增大或轉子異常,應立即按“Stop”停止,待轉速降至零后再開蓋。
在切換 rpm 或 RCF 模式時,應理解操作界面對 rpm 與 RCF 的區(qū)別,避免因設定混淆導致不當離心力。
設定轉速前建議檢查轉子、密封蓋、O-型圈、安裝螺母是否完好。手冊指出若溫差大(驅動軸與轉子),不宜立即安裝。
避免頻繁使用“Quick run”(快速離心)功能在高轉速下進行樣本離心,除非確定樣本適合;該功能忽略預設速度,直接以最大功率運行。
長期使用應定期檢查設備是否還能達到預設的 rpm / RCF。如發(fā)現轉速不能達到設定值,應考慮軸承磨損、轉子平衡狀態(tài)、制冷或電源問題。
建議記錄每次離心的 rpm /RCF 設置、轉子型號、樣本類型及運行時間,以便追溯問題或調整流程。