一、台式离心机固定角度转子

1. 固定角度转子的工作原理

固定角度转子（Fixed-angle Rotor）是离心机中最常见的一种转子类型，转子内的离心管被固定在一个固定的角度上，通常为**25°到45°**之间。转子旋转时，离心管与旋转轴保持一定的固定角度，离心力作用于样品使其分层。

2. 固定角度转子的优缺点

优点

• 高效分离：由于样品管的角度是固定的，离心力作用在样品上的方向更为稳定，能够实现更加高效和一致的分离。尤其在需要快速分离时，固定角度转子能够提供较为均匀的离心力，分离效果较好。

• 适合高转速：固定角度转子设计上更能适应高转速运转，能够在高速旋转下保持稳定，减少振动和不平衡现象，适合大部分需要高转速的分离实验。

• 结构简单：固定角度转子的设计相对简单，制造和维护成本较低。同时，转子的尺寸相对较小，占用空间较少，便于实验室中操作。

缺点

• 样品管容易损坏：由于固定角度转子中离心管始终处于一定角度，样品的沉降位置往往较为固定，因此在高转速下，容易使离心管内的样品产生强烈的冲击，特别是对于脆弱样品，可能导致样品的破损或损失。

• 不适合需要均匀分布的样品：固定角度转子对于需要均匀分布的样品（如大颗粒或粘性液体）来说，效果相对较差。这是因为固定角度使得样品分布的方式较为单一，可能不适合某些特定样品的分离。

• 不适用于密度差异较小的样品：当样品的密度差异较小时，固定角度转子可能无法提供足够的分离效果，反而可能导致分离不完全或样品混合。

典型应用场景

固定角度转子常用于以下应用场景：

1. 血液分离：在生物学和医学研究中，固定角度转子广泛用于血液样本的分离，如血浆与血细胞的分离。

2. 细胞培养：在细胞培养过程中，固定角度转子可用于细胞分离和细胞沉淀的快速处理。

3. 样品沉淀：适合需要高速离心产生强大离心力以快速沉淀的场景，如分离微小颗粒或生物大分子（如蛋白质、DNA等）的沉淀。

4. 浓缩实验：在分离溶液中溶解物质时，固定角度转子能够帮助迅速去除溶液中的液体部分，留下较为浓缩的物质。

3. 固定角度转子的设计限制

• 转速限制：固定角度转子的转速通常受制于转子的设计强度和离心管的耐用性。过高的转速可能导致转子变形或样品管破裂。

• 样品量限制：由于固定角度转子中的离心管固定，样品量有限，通常适用于少量样品的处理。对于需要大样品量的实验，可能需要选择其他类型的转子。

二、台式离心机摆臂转子

1. 摆臂转子的工作原理

摆臂转子（Swing-out Rotor）与固定角度转子不同，摆臂转子在运行时，离心管并非固定在某一角度，而是悬挂在转子臂上，随着转子旋转，离心管会受到离心力的作用，并且会从转子中心的原始位置摆动到离心机外缘的位置，形成一个逐渐增大的离心力。

2. 摆臂转子的优缺点

优点

• 适应性广：摆臂转子能够适应多种类型的样品分离，尤其适用于需要较均匀分布或低速离心的样品。由于离心管可以在离心过程中摆动，离心力作用均匀，分离效果较为温和。

• 适用于大容量：摆臂转子通常设计为多孔结构，能够容纳更多的样品管，适合批量处理样品。特别是在分离大容量样品时，能够高效且平稳地处理。

• 适合密度差异较小的样品：摆臂转子能够有效分离密度差异较小的样品，特别是液体分层较为复杂时，摆臂转子的性能优于固定角度转子。

• 降低样品破损：由于离心管在摆动的过程中，离心力逐渐增大，样品的沉淀过程较为缓慢和均匀，因此对细胞或敏感样品的破坏较小。

缺点

• 较低的转速：与固定角度转子相比，摆臂转子的转速通常较低，因其结构上不适合承受过高的转速，因此不适用于需要极高离心力的实验。

• 离心时间较长：由于离心过程较为温和，摆臂转子在处理样品时的离心时间通常较长，可能无法提供快速的分离效果。

• 体积较大：摆臂转子相较于固定角度转子，体积较大，且占用的空间较多，不适合空间有限的实验室使用。

• 振动问题：摆臂转子的摆动可能导致一定的振动，尤其在高速度下，可能影响到设备的稳定性和实验结果。

典型应用场景

摆臂转子广泛应用于以下场景：

1. 血液分层：尤其适用于血清与血浆的分离，由于血液中的成分差异较小，摆臂转子可以提供较为温和的分离过程。

2. 细胞培养分离：适用于大容量细胞分离的场景，特别是在细胞密度较低或需要较长时间离心的实验中，摆臂转子可以提供较为均匀的离心力。

3. 低速沉淀：适用于大颗粒沉淀的实验，如分离细胞核、细胞器等。摆臂转子能够在低速下处理较大样品量，适合长时间的分离。

4. 样品浓缩：在需要精细分离的情况下，摆臂转子能够帮助进行样品浓缩，减少对敏感成分的破坏。

3. 摆臂转子的设计限制

• 转速限制：摆臂转子的设计通常不适合高转速，不能用于需要极高速离心的应用。

• 占用空间：摆臂转子占用的空间较大，因此不适合空间狭小的实验室环境。

三、固定角度转子与摆臂转子选择指南

1. 实验需求

根据实验的具体需求，选择合适的转子类型非常重要。如果需要进行快速且高效的分离，且样品量较小，固定角度转子更为适合。如果实验对样品的分离要求较为温和，且需要处理较大容量的样品，摆臂转子则是更优选择。

2. 样品类型

• 对于血液分离、浓缩或细胞分离等实验，通常根据样品的类型和实验目的来选择转子。如果样品需要较高的离心力，固定角度转子更合适；如果需要较低的离心力或较均匀的分层，则应选择摆臂转子。

3. 时间与效率

• 固定角度转子因其高速、高效的特性，适合对离心速度和分离效率要求较高的实验。而摆臂转子则由于其较慢的离心过程和温和的分离，适用于对分离速度要求较低的实验。

结论

台式离心机的固定角度转子和摆臂转子各有优缺点，适用于不同的实验需求。通过深入了解这两种转子的特性，实验人员可以根据实际的应用场景、样品类型、分离要求等因素，选择最合适的转子类型，以提高实验效率和分离效果。