Legend Micro 21R 所配备的冷却系统是 “冷冻型” 微量离心机中的一个核心特色,其组成模块一般包括:
压缩机制冷单元:负责将制冷剂压缩、循环并释放热量,从而实现离心腔室温度下降。
冷凝器/蒸发器系统:冷凝器将高温制冷剂散热至外部环境,蒸发器在腔室内部吸热,从而降低腔室温度。
风扇散热与通风通道:为了保证冷凝器与蒸发器有效散热,设备配备风扇和通风孔,确保空气流通。
温度传感器与控制系统:腔室内设温度探头,系统可实时监控温度并配合控制器调整制冷运行状态。
腔体密封结构与隔热材料:离心腔室采用良好密封结构与隔热设计,以减少外界热量传入、提升冷却效率。
当设备设定为低温操作时,冷却系统启动流程大致如下:
用户在面板上设定目标温度(如 -9 °C 或 4 °C 等)后,关闭盖子并确保转子安装并平衡后启动离心过程。
制冷压缩机启动,将制冷剂压缩,释放热量于冷凝器,之后制冷剂在节流或膨胀阀处降压进入蒸发器。
蒸发器在离心腔体内吸热,带走腔体热量,使腔体温度下降至设定值。
风扇及通风孔持续排出散热器产生的热量,并防止腔体与冷却模块温度回升。
温度探头监控腔体温度,当温度达到设定值并维持后,系统进入“维持冷却”状态,压缩机和风扇按照需要间歇运行,以维持温度稳定。
在离心过程中,样本因转速快、离心力大可能产生热量,冷却系统同时运行以补偿热负荷,维持腔体温度稳定,从而保护样本。
这种冷却系统设计使得微量离心操作不仅速度快、离心力高,而且能维持低温状态,适用于温度敏感样本(如 RNA 提取、蛋白活性保存、细胞裂解等)环境。
根据厂商公布的参数,Legend Micro 21R 的冷却系统具备以下性能:
温度可设定范围大约为 -9 °C 到 +40 °C。
从室温(一般实验室温度约 20-25 °C)快速冷却至设定温度所需时间约为 9 分钟。
在高速离心过程中(最大转速约 14,800 rpm,最大 RCF 21,100 × g)仍能维持设定温度,从而兼顾速度和温控需求。
噪音水平在冷冻型号情况下低于约 50 dB(A),部分由于良好散热及冷却控制。
样本温度保护:对于热敏样本(如 RNA、蛋白、酶反应池、细胞裂解液),在高速离心中温度控制尤为关键。冷却系统使得腔体温度可控制在低于环境水平,从而减少样本降解、酶活丧失或结构变性。
提升离心稳定性与重复性:在高速离心过程中,若无有效冷却,腔体及转子会因摩擦及空气阻力产生热量,可能引起样本温度升高、管壁热膨胀、沉淀偏差。冷却系统稳定温度,有助于样本分离结果的可重复性。
加快实验流程:快速冷却能力(9 分钟)使得从室温状态预冷至指定低温状态的等待时间大大缩短,有利于高通量样本处理。
保护设备组件:良好的冷却与通风结构可减少冷却模块、风扇及转子长期受热损伤,延长设备寿命。
因此,该冷却系统对于追求高速度、高离心力、低温保护等综合需求的实验室来说,是一个显著优势。
在离心前,建议用户先设定所需温度(如 4 °C、0 °C 或 -9 °C)且盖子关闭,以便腔体冷却至设定值。这一步极其关键,尤其对温敏样本。
约 9 分钟内设备可由室温(例如 22-25 °C)冷却至目标温度。用户可观察显示屏上的温度读数,当显示已稳定于设定温度后再装载样本。
装样与关闭盖子应在预冷完成后,以减少样本因温差而受热/冷冲击。
在高速运行过程中,内部摩擦、气流阻力、样本液体也会产生热量。冷却系统自动调节以补偿这些热负荷,确保腔体温度及样本环境不超出设定范围。
用户可通过显示屏监控温度;若发现温度上升趋势明显(例如设定为 4 °C 却显示 8-10 °C),应考虑是否样本负荷过大、通风孔被堵、冷却系统工作不良。
对于连续多个批次离心,应考虑 “脉冲运行” 模式:每次离心后让设备短暂恢复、冷却腔体再进行下一批次,以避免积热。
对于一般微量离心操作(如洗涤液离心、柱过滤离心),设定温度为 4-8 °C 即可。
对于敏感蛋白、酶反应产物或细胞裂解样本,建议设定更低温度,如 0-4 °C 或甚至 -9 °C,以最大程度地保护样本活性。
若实验流程并非温度敏感,也可设定 20-25 °C 以简化操作,但仍可利用冷却系统维持恒温状态。
每次使用不同样本类型或流程时,应检查温度是否正确设定并充分预冷后再离心。
冷凝器与风扇散热系统要求设备放置于通风良好的空间。散热孔不得被遮挡,设备周围建议保留至少几厘米的空间,以便空气流通。
实验室环境温度影响冷却效率:若室温过高(如 >30 °C)或实验室通风差,冷却系统负载增加,冷却时间可能延长或温度设定难以维持。
定期检查风扇、滤网、通风孔,并清理灰尘或杂质,以确保冷却系统效率。
在离心前应确认离心腔温度已达到设定值。若用户着手装样时腔体仍在冷却阶段,样本可能经历温度变化,导致液体密度变化、加速不均匀或扰动。
特别对于低温设定(如 -9 °C)环境,建议在装样前让设备空载运转至目标温度。
若需要使用多批样本连续离心,应给予设备适当间歇恢复时间,避免冷却系统因过度负荷而温度上升。
若发现温度逐渐上升或不能维持设定,应暂停运行、让设备恢复冷却状态,再继续使用。
样本体积越大、离心管容量越大,离心过程中产生的热量越高,对冷却系统的要求越强。因此,对于大体积或密封管离心,应适当延长预冷时间或降低设定温度。
微离心管(如 0.5 mL)虽然体积小,但若转速高、离心时间长,也可能产生热量。冷却系统加以配合使用。
不建议设定温度低于实际实验要求过多(如将温度设 -30 °C) — 设备并非低温冻存离心机,最低设定约为 -9 °C。过低设定可能导致制冷压缩机频繁运转、效率下降或样本冻结风险。
设定温度高于样本耐受温度也不恰当。例如蛋白离心时设定室温模式但样本实际需 4 °C 状态,会降低样本活性。
切勿将冷却系统作为显著降温手段来替代其他冷却措施(如样本预冷、冰上操作),冷却系统主要用于保持设定温度、补偿离心过程热量。
建议每月(或根据使用频率)检查通风风扇、散热口、滤网是否有灰尘堆积,清除灰尘可提升冷却效率。
检查设备背部、底部散热区域是否有杂物或阻碍空气流通的物体。
定期查看温度读数与设定温度差异,若差异超过 2-3 °C,应考虑制冷系统可能出现问题。
制冷压缩机、冷却管路、膨胀节、冷凝器等为耗损部件,应安排厂家或专业维护人员每 1-2 年进行一次冷剂检测和系统检修。
如果设备闲置时间较长,建议关闭主电源、清理散热通道、盖上防尘罩,避免冷却模块积尘或腐蚀。
若冷却预冷时间明显延长(如从 9 分钟延长至 15 分钟以上)或者设定温度无法达到,应首先检查室温、通风条件、风扇运转情况以及散热通道是否阻塞。
若温度波动大或设定温度后仍持续上升,可能为压缩机性能下降或冷剂不足,此时应暂停使用,联系服务。
避免在设备顶盖打开或横向振动的状态下强行离心,因为这会导致制冷系统缓慢、样本温度偏高。
在维修或更换冷却系统部件后,应进行冷却性能测试(从室温降至设定温度所需时间)以确认系统恢复正常。
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