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生物制药离心机设备的技术发展过程

   日期:2017-02-08     来源:中国研磨网    浏览:1084    
核心提示:离心机是集机械、电子、制冷、真空、材料等多项技术于一体的样品分析分离仪器,通过高速旋转产生的离心力场对不同沉淀系数物质进
    离心机是集机械、电子、制冷、真空、材料等多项技术于一体的样品分析分离仪器,通过高速旋转产生的离心力场对不同沉淀系数物质进行分离、浓缩和提纯的医学仪器,广泛应用于生生物医学、石油化工、农业、食品卫生等领域,它利用不同物质在离心力场中沉淀速度的差异,实现样品的分析分离。离心机按转速分为低速、高速、超速三种,型式有台式和立式两种。低速离心机的最高转速一般不超过6000转/分,主要用于血液或细胞制备、蛋白质和酶沉淀物的分离,由于不能产生足够大的离心力场,低速离心机不能分离超小粒子(如病毒,DNA分子)和大分子,或进行密度梯度离心;高速离心机的转速为12000-28000转/分,能分离病毒、细菌、细胞核、细胞膜、线粒体等,以及DNA制备{超速离心机的转速在50000转/分以上,配合光学仪器,可作分子量测定、蛋白质结构及其聚集状态分析、化合物纯度检定等。

    近年来,随着微电子技术和机械工业的迅速发展,离心机在性能、可靠性等方面有了很大的提高,本文介绍其中的一些近期进展。

    1、先近的传动技术减少噪音和振动

    离心机过去通常靠t)C电机驱动,也有的以高压气流为动力。由于IX:电机的碳刷和换向器是产生火花干扰、噪声和影响电机寿命的重要因素,因此近年来越来越多地离心机采用变频电机或无刷DC电机。变频电机驱动方式不仅省掉了更换碳刷的工作,避免了碳尘的污染,而且变频调速骚动系统在微机控制下更易于实现转速的调控,使制动和加速度时间最佳化,即使当转速达到很高时,也可使噪音和振动降至最低。此外,变频驱动方式还可节省电能。无剧DC电机用位置传感器或单片微处理器实现电机的启动和调控普通IX:电机电刷的耐磨性也有了较大提高,有些电刷寿命可达到4000小时。

    有些离心机在传动系统中设计有减消磨擦部件和稳定器套筒,及电动快速刹车,使离心机在升降速时可太大提高加速度,并平稳地通过转子临界转速,将转子临界转速时引起的系统共振降至最低采用电机缓冲底座或悬挂架、弹性联轴节、声浪压抑系统降低噪声,令工作环境更宁静舒适。

    2、微机控制和计算系统,操作极为方便

    控制和计算普遍采用微机进行,用户视需要方便地选择操作参数,一般有九种以上的加速度曲线供选择。可储存s2种或更多的应用离心程序。CTR或LED显示器将速度、加速度、离心力值、转子参数、离心室温度等数据的预选值和实际状况一目了然地显示出来,所有操作参数具有可重复性。一些离心机有RS232标准接口供外接计算机,用以从外接计算机上记录、设置或修改操作参数。某些离心机能在转子运行中进行有关的计算和换算,如自动计算相关离心力场(RCF)和防止氯化铯(CsCI)沉淀的降速计算,自动优选及模拟最佳运转条件。美国BECKMAN公司oPtima系列分析超速离心机配备了光学检测系统,在样品分离时扫描样品的光密度,特别适用于:受体/自身受体研究、测定分子量、计算沉淀系数、生物制品质控

    3、多种类转子系列,满足不同离心操作

    随着离心机应用领域的不断扩大,转子种类目前已有十多类上百个品种。角转子、垂直转子、甩平转子和滚筒转子等,以及各种试管及托架系列,可满足几乎所有的离心操作。为方便用户,增加互换性,DHPONT公司、KNTRON公司等离心机制造厂家的超速离心机转子可与BECKMAN公司的转子通用。大容量离心机采用甩平转子风罩可使甩平转子在运行中大大减少风阻,在同等电机功耗下,使一次分离6升容量的转子转速由3200转/分提高到4200转/分。

    除台式低速机有的采用塑料转子外,离心机均采用超硬铝合金或钛合金作为转子材料,新的成型工艺采取模锻超速成型,细化材质晶粒,增加转子强度,切削加工采用五面加工中心,提高加工精度和效率。

    4、小型高效的制冷和真空系统

    许多试样对温度较敏感需要在室温或低于室温的环境下进行分离。高效无氟制冷系统,体积小、噪音低,不破坏大气臭氧层,可使离心室温度范围达到一2o℃~+40℃,土1℃为减小风阻以加快到达最高工作转速和加快冷转头,延长电机寿命及确保温度控制,超速离心机、某些高速离心机和低速大容量离心机设置有真空系统。BECKMANJ2系列离心机附有自动真空系统,真空度o.5个大气压。台式离心机目前还出现了采用半导体器件制冷。

 
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