解析离心机角转子和水平转子的区别是什么？
时间：2023-06-14 阅读：1127
离心机的转子是其主要的工作部件，一台离心机的全套转子甚至比离心机主机还要贵。且转子的规格、品种的多少也是衡量离心机生产技术掌握程度的重要标志，常见的转子类型为固定角转子、水平转子，此外还有区带转子、连续流动转子、垂直转子等。
1、固定角转子
离心管与转子的转轴之间有一定的角度，角度变化范围通常在14°-45°，如下图1。此种转子重心低，寿命长，容量较大，转速较高，能承受的最大离心力可达800000g。主要用于分离沉降速度有明显差异的颗粒样品。颗粒在扇形溶液移动的距离很短，碰到外壁的颗粒沿着管壁滑到管底，形成沉淀，因此这种转子能很快地收集沉淀物。分离过程中，由于管壁的作用，在离心管内将会引起强烈的对流，对具有相同沉降速率的颗粒会产生不良影响。
2、水平转子
水平转子(swing-out rotor)又称甩平转子、荡平转子。转头静止时，处于转头中的离心管中心线与旋转轴平行。转头旋转加速时，离心管中心线由平行位置逐渐过渡到垂直位置，即与旋转轴成90°角。此种转子主要用于样品做密度梯度离心。颗粒移动距离长，相应离心时间一般也较长，溶液中的组分相对于管壁的位置在离心过程中和离心后不发生改变，因此离心效果好，但因颗粒在离心场中是从旋转中沿径向散离出去，而不是按相互平行的路线沉降。颗粒碰到外壁沿着管壁滑到管底，因此也会产生对流，但比固定角转子小。低速启动或停机时会产生振动，影响分离效果。水平转子又分为敞开式和封闭式两种，一般制备容量大，转速小于10000rpm，离心力场在16000×g以内的，作为敞开式，主要用于样品的初分离。制备容量较前者小，转速大于10000rpm，离心力场在16000×g以上的，为了减少风力的影响，一般作为封闭式，主要用于线粒体、叶绿体、细胞核等的分离和密度梯度离心。此外，用于离心酶标板的转子也可归纳为水平转子。
3、区带转子
区带转子无离心管，主要由带有四块叶片的转子体和密封系统组成，转子体和四块叶片将离心池分为四个扇形小室，阻止溶液在离心池中旋转，叶片上有径向导管，溶液通过导管从中心流向转子体外壁。装样和取样时应小心，装样一般在2500-3000rpm运转中进行。首先将梯度液中较轻的部分通过密封管道泵入转子内，由于惯性力的存在，梯度液在转子外壁的垂直方向形成均匀的一层。再依次将密度较高的梯度液泵入，随着密度的增高和梯度液的不断泵入，密度较低的梯度液被推向中心，直到转子装满。然后通过密封组件中心输液管把待分离的样品(其密度与梯度液中最轻的密度部分还低)加入，接着把密度更低的溶液注入，用以取代中心附近的样品。装完后，移去密封组件，盖上转子盖，在一定转速离心一定时间后，转速降至2500-3000rpm，装上密封组件及输液管，通过泵入较密的液体到转子的液体由轻至重依次挤出。此种转子主要用于大容量的密度梯度离心，当实验所需制备的样品量多，而水平转子因受到量的限制时，采用区带离心是较好的。沉降的样品颗粒在区带转头中的沉降情况不同于角式和外摆式转子，在径向的散射离心力作用下，颗粒的沉降距离不变，因此区带转头的“壁效应”极小，可以避免区带和沉降颗粒的紊乱，分离效果好。只是区带转子中样品和介质直接接触转头，耐腐蚀要求高，操作复杂。
4、连续流动转子
连续流动转子与区带转子类似，由转头主体和有入口、出口的转头盖及附属装置组成。此种转头主要用于悬浮介质中高速分离较小的颗粒物质，如在培养液中分离细胞，大量培养液或提取液的浓缩与分离等。在运转过程中，悬浮样品以一定速度从转子体中心流入离心池，由于溶液中的组分轻重不同，在离心力场作用下，重粒子具有较大的惯性离心力、沉降快。当流速增大(降低)到一定值时，重粒子将留在离心池外缘底部，而介质将从出口流出并带走较轻的粒子。收集组分的方法是把组分冲洗出离心池或者留在转子体内。连续流动转子是利用离心淘析技术对整细胞或大的亚细胞粒子进行分离。在无菌和低温条件下，被分离的组分能保持活性、回收率高。如果液流方向与离心力方向相反，即降低了粒子运行速度，相当于增长了运行距离，从而提高了分辨能力。
5、垂直转子
垂直转子的离心管垂直插入转头孔内，在离心过程中始终与旋转轴平行，而离心时液层发生角度变化，从开始的水平方向改成垂直方向，当转头降速时，垂直分布的液层又逐渐趋向水平，待旋转停止后，液面又恢复成水平方向，如图8。此种转子主要用于样品在短时间做密度梯度离心。水平转子分离粒子位移距离长，分辨能力高，分离后组分的区带较宽，便于回收，但所需时间长。垂直转子分离的粒子位移距离等于离心管直径，离心时间比水平转子短，但粒子得不到充分分离，将会失去一些组分，又因区带与梯度介质的接触面大，易于扩散，停机后密度重新定向，易于混合，所以作区带离心的效果，垂直转子比不上水平转子。