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一、设备概述

赛默飞（Thermo Fisher Scientific）Legend Micro 21R 高速冷冻离心机是一款专为分子生物学、细胞生物学和生化研究设计的微量离心设备。其主要特征在于高速、低温、精准控制以及灵活的样品处理能力。设备最大转速可达 21,100 rpm，最大相对离心力 25,000×g，能高效分离微量样品中的不同成分，同时保持样品活性不受高温破坏。

在整个离心系统中，样品容量是影响实验效率和实验设计灵活性的关键指标。Legend Micro 21R 通过多种可更换转子与适配器配置，实现对不同规格样品管的兼容，满足从少量试剂反应到多样本并行处理的广泛需求。

二、样品容量的定义与影响因素

在离心操作中，“样品容量”通常指离心机在特定转子配置下可同时处理的样品数量及单个样品的体积上限。样品容量受多种因素影响，包括：

1. 转子类型与尺寸：不同的固定角转子、PCR排管转子或多功能适配器决定了样品容量的差异。

2. 样品管规格：1.5 mL、2.0 mL、0.5 mL 等离心管体积不同，对容量和配平要求各异。

3. 转速与负载平衡：高速运行时受力增大，部分转子在最大转速下需减少样品装载量以确保安全。

4. 冷冻条件限制：低温运行时，气体收缩和材料变化可能影响腔体空间利用率。

Legend Micro 21R 通过科学设计的腔体布局与可互换配件，在确保安全与性能的前提下，实现样品容量与速度之间的最佳平衡。

三、标准转子样品容量配置

1. 固定角转子（24×1.5/2.0 mL）

这是 Legend Micro 21R 的标准配置转子，最常用于分子生物学样品的快速沉淀与分离。

• 最大样品数量：24支微量离心管

• 单管容量：1.5 mL 或 2.0 mL

• 总容量：48 mL

• 最高转速：21,100 rpm

• 最大离心力：25,000×g

该转子兼具高速与高通量特性，适合DNA/RNA提取、蛋白质沉淀、细胞碎片分离等常规实验。其铝合金结构保证了强度和散热性能，即使满载也能维持腔体平衡。

2. 小容量适配转子（36×0.5 mL）

该转子适用于处理低体积样品，特别是 PCR 反应体系或稀释样品。

• 最大样品数量：36支微型管

• 单管容量：0.5 mL

• 总容量：18 mL

• 最高转速：19,000 rpm

这种转子可实现小样本多通量处理，特别适合基因扩增前的样品浓缩及小体积试剂纯化。

3. PCR排管转子（4×8排0.2 mL管）

为满足PCR反应后处理需求，Legend Micro 21R 提供专用PCR排管转子。

• 最大样品数量：32孔（4排×8管）

• 单孔容量：0.2 mL

• 总容量：6.4 mL

• 最高转速：15,000 rpm

该转子支持标准96孔PCR板排管，方便批量操作，避免手动分管导致的污染风险。

4. 适配管插槽系统（混合转子）

该转子可根据实验需求，安装不同适配器以兼容不同规格离心管。

• 可兼容管型：0.2 mL / 0.5 mL / 1.5 mL / 2.0 mL

• 典型配置：12×2.0 mL + 12×0.5 mL

• 总容量：36 mL

• 适用范围：多类型样品混合处理、方法开发实验

这种多功能转子结构使实验人员能够在一次离心中处理不同体积样品，极大提高实验灵活性。

四、样品容量与离心效率的关系

样品容量与离心效率密切相关。高容量转子能一次性处理更多样本，提高通量；而低容量转子则在高速运转中表现出更好的平衡性与冷却效率。

1. 大容量转子：

• 适合批量样品处理；

• 离心时间略长；

• 适用于蛋白质沉淀、细胞收集等中等分离精度实验。

2. 小容量转子：

• 适合高转速、短时间离心；

• 样品温度控制更精准；

• 常用于核酸纯化、酶反应前处理。

Legend Micro 21R 通过自动转速检测与动态平衡校准，确保在不同容量下仍能维持稳定运行，实现高效与安全的兼顾。

五、样品平衡与装载原则

样品容量的正确使用离不开科学的装载与配平原则。操作时需严格遵守以下要点：

1. 对称装载
   所有样品必须成对或对称放置，确保离心力分布均匀。即使部分孔位空置，也需放置等体积平衡管。

2. 重量一致
   同一对样品的重量差应不超过 0.01 g。建议使用分析天平进行精确配平。

3. 液体体积控制
   每支离心管的装液体积不得超过其最大容量的 80%，以防运行中液体外溢。

4. 盖帽密封
   样品管盖需拧紧，尤其在低温和高速状态下，避免气溶胶产生或液体泄漏。

5. 转子平衡检查
   安装转子后应轻轻转动，确保无偏心与摩擦，必要时重新校准主轴位置。

六、不同样品类型的容量应用

Legend Micro 21R 设计适配多种实验类型，以下为不同样品常用容量建议：

这种灵活的容量选择使得 Legend Micro 21R 能同时服务于基础研究与应用科研。

七、样品容量与制冷系统匹配

在高速离心中，样品数量与体积会直接影响腔体内的气流分布与温度均衡。Legend Micro 21R 配备高效压缩机制冷系统，并通过精准密封确保温度分布均匀。

• 少量样品运行时：冷却效率高、温度恢复快，适合敏感样品（如蛋白质、酶类）。

• 满载样品运行时：系统会自动优化风流通道，保持样品温度稳定在设定值 ±1 ℃。

通过温度传感与智能调速技术，即使在最大样品容量运行时，设备仍能保持理想的冷冻状态。

八、安全性与样品保护

赛默飞在 Legend Micro 21R 的样品容量设计中充分考虑了安全与样品完整性：

1. 超速保护系统
   自动识别转子型号并限制转速，防止因超载或误设转速造成转子损坏。

2. 不平衡检测系统
   一旦样品装载不均，系统会立即停止运行并报警。

3. 密封防泄漏设计
   所有转子均具备防气溶胶密封盖，有效防止样品泄漏与污染。

4. 低温保护模式
   在低温高转速状态下，系统自动调节冷气流分布，确保样品温度均衡，防止局部结冰。

这些安全机制使得在满载运行时样品容量与系统稳定性保持理想匹配。

九、样品容量优化建议

在实验操作中，可通过以下方法提升样品容量使用效率：

1. 合理规划批次：根据实验需求分配样品管数量，避免因少量运行浪费制冷能耗。

2. 使用合适转子：根据实验体积选择最贴近需求的转子型号，兼顾速度与容量。

3. 保持腔体清洁：满载运行后应立即清洁腔体，防止残液凝固影响下次使用。

4. 配合自动平衡功能：可在系统菜单中启用动态平衡模式，提高容量使用安全性。

通过科学管理与合理配置，Legend Micro 21R 可充分发挥其高通量与高精度优势。

十、典型实验应用案例

1. 核酸提取项目
   使用24×2.0 mL转子，一次可处理24个DNA样品，结合制冷功能保持4 ℃，防止核酸降解。

2. 蛋白沉淀实验
   采用12×2.0 mL + 12×1.5 mL混合配置，总容量36 mL，适用于多组条件筛选实验。

3. PCR反应液后处理
   配备PCR排管转子，可同时处理4排样品，大幅提高扩增后清洗速度。

4. 细胞样品浓缩
   满载24管配置可在短时间内收集大量细胞沉淀，为后续培养或提取提供高效率方案。

这些案例充分体现了 Legend Micro 21R 样品容量灵活、操作高效的特点。