《临床检验仪器学》课程教学资源（知识扩充）第三章 离心技术与离心机

第三章离心技术与离心机 离心枝术与离心机橇述 离心技术是利用离心力，依据物质的沉降系数、扩散系数和浮力密度的差异而进行物质的分离、 浓缩和分析的一种专门技术。离心技术就其原理来说属于一种物理的技术手段，各种离心机是实现 其技术目的的仪器保证。它广泛应用于临床实验室、基础实验室、生物化学、生物工程学、遗传学 以及农业、林业、食品、医疗、国防等方面。生物医学离心机的迅速发展，对我国生物工程、生物 医学、生物制药等产生积极的推动作用。尤其是超速离心机已成为现代生物化学实验室中不可缺少 的必备设备。为了满足生产、科研和教学的不同需要，不同类型、不同规格和不同用途的离心机应 运而生，随着整个科学技术的发展不断地得到改进、提高和更新。 离心机的研制历史经历了一个由低级到高级、由简单到复杂的发展过程。高速离心机的出现，使 离心机的应用范围进一步扩大。它不仅可以进行简单的制备分离，而且能够进行沉降、差速离心 区带离心等研究分析。为了降低高速离心机高速旋转时产生的空气阻力、摩擦阻力、热量以及噪 声，保持被分离生物制品的天然性质，现代高速离心机都采用了制冷设备以降低温度，采用真空设 备以降低空气阻力。使其进一步提高了离心机的转速，为超速离心机的研制打下了坚实的基础。超 速离心机是二十世纪二十年代才发展起来的一种先进设备。国外是在1924年瑞典首先研制，到195g 年出现了电动超速离心机，二十世纪七十年代初研制出了制备型超速离心机，七十年代末至八十年 代初，采用调频电机直接驱动、电子计算机程控和实验数据微机自动化处理，使超速离心机的控制 功能和数据处理更加精确可靠，操作简便，转速不断提高。目前离心机己发展应用在因防对铀的提 取和浓缩及临床对骨折病人的治疗等方面。 我国生产离心机起步较晚，在五十年代末期国内只有几个厂家，生产简单的医用离心机，如北京 医用离心机厂、上海手术器械厂、湘仪离心机厂等。对高速及超速离心机从七十年代开始研制，到 八十年代初研制成功并投入生产。为了加快国内离心机生产和发展，不断引进国外的先进技术，通 过吸收国外的先进技术，以及引进日本TOMY公司高速冷冻离心机，对国内离心机技术的发展和提高 奠基了基础。在八十年代初期生产了高速冷冻离心机。九十年代初，我国又引进了美国BACKMAN 公司先进技术，对我国的离心机事业的发展又有了很大的提高。早期的离心机大多采用直流电机， 模拟控制，现在采用的是调频电机，微机控制。目前我国主要生产离心机的厂家有，上海离心机研 究所以管式离心机为主，上海安亭科学仪器厂以生产台式离心机为主，湘仪离心机厂以生产高速冷 冻离心机、大容量冷冻离心机为主，北京医用离心机厂以生产医用离心机为主。 国外生产的离心机公司有：美国贝克曼、日本日立、瑞士康强、德国贺利氏、杜邦、英国MSE、 日本久保田、托弥、德国SIGMA、.赫曼等。 离心机的发展及应用 离心机的使用从物质的分离、纯化及浓缩到应用于国防及临床对病人的治疗。伊朗生产的P2离心 机是一种高浓缩离心机。它主要用干对轴的提取和浓缩的一种新型离心机，是生立核武器的重要原 料。俄罗斯利萨马拉医科大学的专家研制出了使下肢骨折患者更快地康复的新型医用离心机。据介 绍，下肢骨折的病人接受复位、固定后，可躺在离心机上，头部位于离心机转轴的上方，在旋转时 旋转部位的离心力为零，医生在病人腿部安装一个特殊的泵。这样，离心机和泵所产生的合力会使 患者下肢的血液流量增大，改善局部血液的微循环，使骨折部位更快愈合。我国研制生产的卸料离 心机，主要用于固相微颗粒状的悬浮液物料的固液相分离，也可用于纤维状物料的固液分离。物料 通过滤布（滤网）实现过滤，液相经出液管排出，固相则截留在转鼓内，待转鼓内滤饼达到机器规

第三章 离心技术与离心机 离心技术与离心机概述 离心技术是利用离心力，依据物质的沉降系数、扩散系数和浮力密度的差异而进行物质的分离、 浓缩和分析的一种专门技术。离心技术就其原理来说属于一种物理的技术手段，各种离心机是实现 其技术目的的仪器保证。它广泛应用于临床实验室、基础实验室、生物化学、生物工程学、遗传学 以及农业、林业、食品、医疗、国防等方面。生物医学离心机的迅速发展，对我国生物工程、生物 医学、生物制药等产生积极的推动作用。尤其是超速离心机已成为现代生物化学实验室中不可缺少 的必备设备。为了满足生产、科研和教学的不同需要，不同类型、不同规格和不同用途的离心机应 运而生，随着整个科学技术的发展不断地得到改进、提高和更新。 离心机的研制历史经历了一个由低级到高级、由简单到复杂的发展过程。高速离心机的出现，使 离心机的应用范围进一步扩大。它不仅可以进行简单的制备分离，而且能够进行沉降、差速离心、 区带离心等研究分析。为了降低高速离心机高速旋转时产生的空气阻力、摩擦阻力、热量以及噪 声，保持被分离生物制品的天然性质，现代高速离心机都采用了制冷设备以降低温度，采用真空设 备以降低空气阻力。使其进一步提高了离心机的转速，为超速离心机的研制打下了坚实的基础。超 速离心机是二十世纪二十年代才发展起来的一种先进设备。国外是在1924年瑞典首先研制，到1959 年出现了电动超速离心机，二十世纪七十年代初研制出了制备型超速离心机，七十年代末至八十年 代初，采用调频电机直接驱动、电子计算机程控和实验数据微机自动化处理，使超速离心机的控制 功能和数据处理更加精确可靠，操作简便，转速不断提高。目前离心机已发展应用在国防对铀的提 取和浓缩及临床对骨折病人的治疗等方面。 我国生产离心机起步较晚，在五十年代末期国内只有几个厂家，生产简单的医用离心机，如北京 医用离心机厂、上海手术器械厂、湘仪离心机厂等。对高速及超速离心机从七十年代开始研制，到 八十年代初研制成功并投入生产。为了加快国内离心机生产和发展，不断引进国外的先进技术，通 过吸收国外的先进技术，以及引进日本TOMY公司高速冷冻离心机，对国内离心机技术的发展和提高 奠基了基础。在八十年代初期生产了高速冷冻离心机。九十年代初，我国又引进了美国BACKMAN 公司先进技术，对我国的离心机事业的发展又有了很大的提高。早期的离心机大多采用直流电机， 模拟控制，现在采用的是调频电机，微机控制。目前我国主要生产离心机的厂家有，上海离心机研 究所以管式离心机为主，上海安亭科学仪器厂以生产台式离心机为主，湘仪离心机厂以生产高速冷 冻离心机、大容量冷冻离心机为主，北京医用离心机厂以生产医用离心机为主。 国外生产的离心机公司有：美国贝克曼、日本日立、瑞士康强、德国贺利氏、杜邦、英国MSE、 日本久保田、托弥、德国SIGMA、赫曼等。 离心机的发展及应用 离心机的使用从物质的分离、纯化及浓缩到应用于国防及临床对病人的治疗。伊朗生产的P2离心 机是一种高浓缩离心机。它主要用于对铀的提取和浓缩的一种新型离心机，是生产核武器的重要原 料。俄罗斯利萨马拉医科大学的专家研制出了使下肢骨折患者更快地康复的新型医用离心机。据介 绍，下肢骨折的病人接受复位、固定后，可躺在离心机上，头部位于离心机转轴的上方，在旋转时 旋转部位的离心力为零，医生在病人腿部安装一个特殊的泵。这样，离心机和泵所产生的合力会使 患者下肢的血液流量增大，改善局部血液的微循环，使骨折部位更快愈合。我国研制生产的卸料离 心机，主要用于固相微颗粒状的悬浮液物料的固液相分离，也可用于纤维状物料的固液分离。物料 通过滤布（滤网）实现过滤，液相经出液管排出，固相则截留在转鼓内，待转鼓内滤饼达到机器规

定的装料量时，停止装料，对滤饼进行洗涤，同时将洗涤液滤出，达到分离要求后停机，滤饼由人 工卸出。血液分离离心机，它是对血液各种有形成份分离提取的主要手段，大部分血液组份可以在】 次-2次离心分离得到。第一次为轻分离时间短，转速低，一般离心为3分钟-5分钟，相对离心力 2000g~3000g,常温下分离，通过轻分离使血液中红、白细胞沉淀，血小板仍悬浮在溶液中。这种 分离方式适用于从全血中得到富含红、白细胞的集聚物。重分离，离心时间长5分钟-7分钟，相对离 心力4000g~5000g,在4℃温度中分离。重离心适用于从细胞组份中分离新鲜血浆。一般情况下， 轻离心和重离心联合使用。在离心过程中，运用沉降原理，使血液中的大分子和重颗粒产生沉淀， 达到血液组份的分离，我们利用这一沉降理论，可以计算出不同组份的沉降速率。例如个质中的红 细胞处于一个重力加速度的力场中，沉降速率大约是2c小时，离心力场增大，沉降速率也相应增 大。血小板较小，所以沉降速率较低。我们应注意血细胞不能承受高的离心力场，否则血细胞会受 到破坏。 从离心机的发展对其转速还要进一步提高，由超速发展成超高速，以满足分析一般低分子有机物 的需要。调频电机的使用有效的提高了超速离心机的转速，随着调频电机技术的不断完善及创新， 更加提高超速离心机的转速，是今后研究的方向。从控制处理系统来看，由于电子计算机技术直接 应用与离心机，使未来的离心机更加精确化、操作简便程控化、结果及数据处理完全自动化。同 时，多种分析技术、多种保护装置、多种自检修系统应用于离心机，未来的离心机将是一种多功能 的仪器。它不单纯是对物质的分离、制备和纯化，已走向国防建设上，走向临床对骨折病人的治疗 上的应用更加广泛化。同时，它的使用更加安全可靠，可自动进行一般故障的检修，警示离心机使 用过程的错误，保护离心机不被误用损坏，因而其使用寿命更长。总之，今后离心机的发展趋势， 朝着完全人工智能化的方向发展

定的装料量时，停止装料，对滤饼进行洗涤，同时将洗涤液滤出，达到分离要求后停机，滤饼由人 工卸出。血液分离离心机，它是对血液各种有形成份分离提取的主要手段，大部分血液组份可以在1 次-2次离心分离得到。第一次为轻分离时间短，转速低，一般离心为3分钟-5分钟，相对离心力 2000g～3000g，常温下分离，通过轻分离使血液中红、白细胞沉淀，血小板仍悬浮在溶液中。这种 分离方式适用于从全血中得到富含红、白细胞的集聚物。重分离，离心时间长5分钟-7分钟，相对离 心力4000g～5000g，在4℃温度中分离。重离心适用于从细胞组份中分离新鲜血浆。一般情况下， 轻离心和重离心联合使用。在离心过程中，运用沉降原理，使血液中的大分子和重颗粒产生沉淀， 达到血液组份的分离，我们利用这一沉降理论，可以计算出不同组份的沉降速率。例如介质中的红 细胞处于一个重力加速度的力场中，沉降速率大约是2cm/小时，离心力场增大，沉降速率也相应增 大。血小板较小，所以沉降速率较低。我们应注意血细胞不能承受高的离心力场，否则血细胞会受 到破坏。 从离心机的发展对其转速还要进一步提高，由超速发展成超高速，以满足分析一般低分子有机物 的需要。调频电机的使用有效的提高了超速离心机的转速，随着调频电机技术的不断完善及创新， 更加提高超速离心机的转速，是今后研究的方向。从控制处理系统来看，由于电子计算机技术直接 应用与离心机，使未来的离心机更加精确化、操作简便程控化、结果及数据处理完全自动化。同 时，多种分析技术、多种保护装置、多种自检修系统应用于离心机，未来的离心机将是一种多功能 的仪器。它不单纯是对物质的分离、制备和纯化，已走向国防建设上，走向临床对骨折病人的治疗 上的应用更加广泛化。同时，它的使用更加安全可靠，可自动进行一般故障的检修，警示离心机使 用过程的错误，保护离心机不被误用损坏，因而其使用寿命更长。总之，今后离心机的发展趋势， 朝着完全人工智能化的方向发展