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离心机,你了解多少?

      离心机是生物学实验中必不可少的仪器,看似通用的仪器,却是有许多学问的,实验操作中我们需要了解离心机知识,能够合理利用它而更稳定地为我们的实验服务,离心机作为一种实验室通用仪器,几乎每个实验室都会配置一到两台甚至数台。

  一、离心技术的基本原理

  1、离心力(force, F)

  F = m * a = m * ω2r2

  a:粒子旋转的加速度

  m:粒子的有效质量,g为单位

  ω:粒子旋转的角速度,弧度/s为单位

  r:粒子的旋转半径,cm为单位

  2、相对离心力(relative centrifuge force, RCF)

  通常离心力常用地球引力(g)的倍数来表示,因而称为相对离心力(RCF)。常用数字×g来表示,例如13000g表示相对离心力为13000。相对离心力指在离心场中,作用与颗粒的离心力相当于地球重力的倍数,单位是重力加速度g(24500px/s2)。

  RCF = ma/mg = mω2r2/mg = ω2r2/g

  ∵ω = 2π× (rpm)/60

  ∴RCF = 1.119 × 10-5 ×(rpm)2r

  rpm:revolutions per minute为每分钟转数

  由上式可知,只要给出旋转半径r,则RCF和rpm之间可以相互换算。

  由于转头的形状及结构的差异,每台离心机的离心管从管口至管底的各点与旋转轴之间的距离是不一样的,所以在计算时规定旋转半径均用平均半径rav代替,即最大半径rmax和最小半径rmin的平均值。

  一般,低速离心时常以转速rpm来表示,高速离心时则以g表示。报告离心条件时使用RCF比rpm要科学,因为它可以真实地反映颗粒在离心管内不同位置的离心力及其动态变化。


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