在离心机操作中,最常见的两个“速度”参数是 rpm(转每分钟,rotations per minute)和 RCF(relative centrifugal force,相对离心力,单位为 × g)。该机型既可直接设定 rpm,也可切换至 RCF 模式设定。手册指出,用户可在速度/RCF 显示之间切换。
rpm 指转子每分钟旋转的次数。
RCF 指离心过程中对样本产生的离心力,计算公式为 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 为离心轨道半径(cm),n 为 rpm。参考手册公式。
两种数值之间可互换,但因不同转子、不同管型、不同半径,RCF 与 rpm 的对应关系会有所变化。用户在设定速度时,应根据实验需求(如沉淀某种颗粒)选择适合的 rpm 或 RCF。
该机型的最大转速为约 14,800 rpm。
最大 RCF 可达约 21,100 × g。
速度调节的最小设定可低至约 300 rpm(在 rpm 模式下)用于非常低速需求。
调节步进为每次 100 rpm 或每次 100 × g(在 RCF 模式)。
因此,在操作时候,需要了解自己的离心任务,是以 rpm 为主设定,还是以 RCF 为主,同时结合所用转子规格、样本类型和离心管规格来确定合理参数。
该机型控制面板通常包括:
显示屏:显示当前值(如:转速/RCF、剩余时间、温度等)或预设值。
“设定”键:通常有“↑(增加)”和“↓(减少)”键,用于修改预设值。
“模式切换”键(如切换 rpm/RCF 显示)或选择键。
启动/停止键:启动离心运行或停止。
开盖键:在安全条件满足下用于打开机盖。
以下为典型设定 rpm 流程,以该机型用户手册为依据:
启动设备,按主电源开关,显示屏经过自检后进入“当前值”模式。
关闭机盖,安装好转子并确保样本装载平衡。
在控制面板中选择“速度”字段(可能显示为 “Speed” 或 “rpm”)。
按下“↑”或“↓”键进入预设模式。此时显示的转速数值开始闪烁,提示用户进入设定状态。
若要微调,可短按“↑”或“↓”键,每次变动约 100 rpm。手册说明“按键短触即 100 rpm 步进”。
若要快速设定大幅度变动,可持续按住“↑”或“↓”键不放,此时数值将先缓慢变化,几秒后加速变动。释放键后,数值闪烁数秒,随后变为当前值。
新设定好 rpm 后,按“Start”键启动离心,仪器即加速至预设 rpm。运行中,显示会从当前值模式切换为运行中的实时显示。
如果用户希望直接以 RCF 为设定依据,可按“模式切换”键切换显示模式:
在控制面板中选中“Speed / RCF”模式切换键。此时显示从 rpm 切换至 RCF(× g)模式。
在 RCF 模式下,按“↑”或“↓”键设定 RCF 值,每步约 100 × g。
设定完成后按“Start”启动。仪器将按所设 RCF 自动计算对应 rpm 并运行。需注意:当使用不同转子或不同管类型时,实际 RCF 与 rpm 的关系会有所不同。手册中提醒用户“对于其他转子请按照速率/RCF 图表或公式计算”。
该设备允许在离心运行过程中修改 rpm 或 RCF 设定:
当离心机正在运行时,短按任一“设定”键即可进入预设模式,所要修改的数值字段闪烁,此时即可调整参数。释放后,新值储存并即刻生效(前提为操作安全)。
需要注意:若正在高速运行且样本敏感,应谨慎变更参数,以免导致样本震动或分层效果不佳。
如果实验流程明确要求某 RCF 值(例如蛋白沉淀、DNA 颗粒沉降等),建议切换至 RCF 模式设定,以保证离心力恒定。
如果流程更多是依赖 rpm(例如查转子说明书、经验预设),也可直接用 rpm 模式设定。
对于温度敏感样本(如 RNA、蛋白、细胞裂解液)使用该机型的冷冻功能时,应考虑离心过程中温度升高的影响,可能需适当降低 rpm,增加离心时间,以保护样本结构。
设备所配转子、管型与样本量会影响离心效率。例如:标准 24 × 1.5/2.0 mL 转子在该机型下可达最大 14,800 rpm。
若使用容量更小(如 0.5 mL 或 0.2 mL 管)或适配器,实际离心半径变小,推荐使用稍低 rpm 以避免离心过程中管壁应力过大或样本溅出。
若样本量大或倾向于高通量分离,应参考转子说明书、性能图表设定合适 rpm 与 RCF。该机型手册也提供相应模型结构与最大负载说明。
高 rpm 模式虽然可加速沉淀、缩短离心时间,但也可能导致:离心管壁温升、样本过热、离心管受力剧增、悬浮液扰动。对于敏感样本建议适度降低 rpm 、延长离心时间或使用减速档位运行。
设定 rpm/离心时间应参照样本前处理流程。例如微量离心柱、DNA 沉淀可能需要一定离心时间以保证完整沉降。
以下为基于手册与用户经验的建议范围(仅供参考,具体仍需根据样本/试剂/转子具体要求设定):
| 样本类型 | 建议 rpm 范围 | 建议 RCF 范围 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 普通 1.5/2.0 mL 微量管 | 6,000 – 12,000 rpm | ~5,000 – 15,000 × g | 常规DNA/蛋白分离 |
| 0.5 mL 微量管 | 10,000 – 14,000 rpm | ~12,000 – 20,000 × g | 小体积高速沉降 |
| 对温度敏感样本 | 4,000 – 8,000 rpm | ~2,000 – 8,000 × g | 细胞裂解、酶反应终止、RNA处理 |
| 按转子最大规格极限 | 14,000 – 14,800 rpm | ~18,000 – 21,100 × g | 若转子、管型、样本兼容并无温度敏感性 |
上述参数须依据实际转子规格、管型最大负荷、样本量、温度设定及离心目的而做调整。
装载不均或转子本身状态(如裂纹、腐蚀、磨损)会影响振动与安全运行,甚至迫使仪器无法达到设定 rpm 。离心运行前务必保证对称装载,并检查转子状况。手册严重强调不平衡加载风险。
不同转子、不同离心管/适配器组合会改变离心半径 r,从而影响实际 RCF 与设定 rpm 之间的关系。手册中指出:“对于其他转子请使用公式或速率/RCF 图表”。
在该机冷冻型中,温度控制良好可减少热损伤,但高速运行同样会产生热量。若设备制冷系统未提前预冷或腔室散热不良,可能导致样本温度升高,从而影响沉降效果。建议在设定高 rpm 前进行预冷。
虽然该机型用户手册中未详细公开 “加/减速档位” 数字,但在类似说明中提到加速时间约为 10–12 秒。 快速加速与减速可影响样本沉淀稳定性,尤其对剪切敏感样本(如胞器、免疫复合物等)。在这类情景,用户可适当降低 rpm 或选择较缓加速模式(若设备支持)以减少剪切力。
设备长期使用后,转子表面、密封盖、轴承等部件可能磨损或积尘。这会影响实际转速达到能力及速度稳定性。建议定期检查转子与设备维护状态。
用户设定参数时,有时会误把 rpm 直接等同于 RCF 或忽视转子半径不同导致 RCF 偏差。启动前应确认操作界面当前为 rpm 模式或 RCF 模式,并理解两者换算关系。
设定 rpm 过高可能使离心管、转子或适配器超过其承载规格,从而造成裂纹、破裂甚至损坏离心机。务必参考转子说明中所标最大 rpm 或 RCF。
在转速调设完毕并启动后,如装载不平衡或盖子未牢固锁定,可能导致离心过程中振动、流体溅出、样本损坏或安全隐患。建议在启动前务必检查。
高速离心创造高离心力同时也可能产生热量。对于热敏感样本,如 RNA、蛋白酶反应底物等,设定较高 rpm 前应确保设备温控系统激活并已达到设定温度。否则可能造成样本降解。
在常规 DNA 沉淀或洁净过程中,可设定高速以提升效率。例如:设定 rpm 为 10,000–12,000 rpm,运行 5–10 分钟。但若样本中含 RNA 且温度敏感,建议将温度设定约 4–8 °C,并将 rpm 控制在稍低水平(如 8,000–10,000 rpm)以保护样本结构。
蛋白沉淀常用 RCF 约 10,000–15,000 × g。切换至 RCF 模式设定更为直观。使用该机时,可设定为如 12,000 rpm(约 15,000 × g 视转子规格)运行 10 分钟。若样本敏感或含细胞碎片,建议降低 rpm 至 6,000–8,000 rpm 以减少剪切。
这类操作常用较低离心力(例如 5,000–8,000 × g)以避免损伤小体积过滤膜或柱层。将 rpm 设定为 ~6,000–8,000 rpm,可以有效分离且保护组件。
若同时处理 0.5 mL 与 2.0 mL 管(例如使用双排 18 × 2.0/0.5 mL 转子),应参照该转子最大允许 rpm(约 14,800 rpm)并确保装载平衡。运行前优先使 rpm 不超过转子说明中的推荐上限。
离心前确认机盖已锁定,转子安装完毕并拧紧。进入设定 rpm / RCF 模式前,确认无外部异物、管盖关闭且无泄漏。
若设定速度过高且转子/管材不匹配,可能造成转子失稳、样本飞溅或损坏设备。
在运行过程中,如出现异常振动、噪音增大或转子异常,应立即按“Stop”停止,待转速降至零后再开盖。
在切换 rpm 或 RCF 模式时,应理解操作界面对 rpm 与 RCF 的区别,避免因设定混淆导致不当离心力。
设定转速前建议检查转子、密封盖、O-型圈、安装螺母是否完好。手册指出若温差大(驱动轴与转子),不宜立即安装。
避免频繁使用“Quick run”(快速离心)功能在高转速下进行样本离心,除非确定样本适合;该功能忽略预设速度,直接以最大功率运行。
长期使用应定期检查设备是否还能达到预设的 rpm / RCF。如发现转速不能达到设定值,应考虑轴承磨损、转子平衡状态、制冷或电源问题。
建议记录每次离心的 rpm /RCF 设置、转子型号、样本类型及运行时间,以便追溯问题或调整流程。
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