支持转速–时间曲线记录的低速离心机型号及其比较研究

一、引言

在现代生命科学与医学检验领域，低速离心机（一般指转速在300–6 000 rpm范围内）作为基础分离设备，常用于血液、细胞、组织样本的初步处理。随着实验室信息化、智能化水平的提升，用户对离心过程监控的要求也日益严苛——不仅要设定并保证准确的转速和时间，还期望设备能以图形化方式记录并导出“转速–时间曲线”（以下简称曲线记录），以便后续审计、质量控制和故障溯源。

曲线记录功能的实现，通常依赖于内置的数字控制系统、实时数据采集模块和大容量存储单元。该功能在科研课题管理、GMP药企质控、临床检验室的实验规范化中具有重要价值。下面将从功能原理、技术实现、典型品牌与型号、功能对比以及选型建议五个方面进行深入探讨。

二、曲线记录功能原理与技术实现

1. 数据采集与存储

离心机实时采集转速信号（通常由霍尔传感器或光电编码器提供），并配合内部时钟芯片（RTC），以固定时间间隔（如100 ms–1 s）记录当前转速值。记录后的数据需缓存在设备内存或外置存储介质中（如FLASH、SD卡）。大多数机型还会同步记录温度、加速及减速曲线，为分析曲线完整性提供更多维度。

2. 曲线生成与显示

设备屏幕通常为彩色液晶触摸屏，可在运行结束后即时生成曲线图，包括：

• 加速段曲线：从启动到设定转速的过渡曲线；

• 恒速段曲线：设定速度稳定保持的扁平区间；

• 减速段曲线：终止运行后减速至停止的斜坡曲线。

可选的数据显示方式包括实时曲线叠加、单次运行曲线回放以及多次运行曲线对比。

3. 数据导出与分析

支持曲线数据导出是该功能的核心价值所在。常见导出方式：

• USB接口：导出CSV或专有格式文件，可在PC端用Excel等软件进一步分析；

• 网络接口（LAN/Wi-Fi）：通过FTP、HTTP或专用协议将数据推送至服务器或实验室信息管理系统（LIMS）；

• SD卡/TF卡：卡槽式存储介质，便于离线数据拷贝。

三、典型品牌与支持曲线记录的低速离心机型号

以下内容基于各大知名实验室设备厂商的官方资料及调研，列出截至2025年6月市面上主流且支持“转速–时间曲线记录”的低速离心机型号及其主要特点。

1. Eppendorf 系列

• Eppendorf 5920 R

• 转速范围：200–6 000 rpm

• 控制系统：VisioNaut®触摸屏，实时曲线绘制

• 存储：内置8 MB FLASH，可保存最近50次曲线

• 数据导出：USB 2.0，CSV格式

• Eppendorf 5810 R（选配模块）

• 标准版不支持，需加装NFC数据模块

• 模块提供实时曲线记录及NFC读取功能

• 配套Eppendorf SmartStand 软件可管理所有采集数据

2. Thermo Scientific 系列

• Thermo Scientific™ Sorvall™ Legend X1R

• 转速范围：100–6 000 rpm

• 界面：7英寸彩屏，支持实时曲线

• 存储：64 MB内存，可存储200条完整曲线

• 网络：LAN接口，自动推送至Thermo LIMS

• Thermo Scientific™ ST 8 Series

• 标准版具备速度–时间曲线记录功能

• 内置数据管理软件，支持曲线叠加对比分析

• 导出：USB、LAN、Wi-Fi三种方式

3. Beckman Coulter 系列

• Beckman Coulter Allegra X-12 Series

• 转速范围：200–6 000 rpm

• 操作终端：触屏彩显，可实时监视曲线动态

• 存储：内部SD卡30 GB，前端可插拔

• 软件：配套Cytel软件实现远程监控及数据分析

• Beckman Coulter Allegra X-15R

• 支持高通量96孔板转头

• 曲线记录功能在高级版中为标配

• 文件格式：XML/CSV，兼容第三方分析工具

4. Hettich 系列

• Hettich Rotina 380R

• 转速范围：100–4 500 rpm

• 用户界面：触摸屏，带简易曲线预览

• 存储：SD卡（最高32 GB），可记录500次曲线

• 软件：Hettich Data Manager 可用于数据导入导出

• Hettich Rotanta 460（选配数据模块）

• 需加装Datalogger Box模块以开启曲线记录

• 支持USB及蓝牙导出

5. Kubota（久保田）系列

• Kubota 5910

• 转速范围：200–6 000 rpm

• 通过选配“Jet-Graph”数据记录模块支持曲线记录

• 数据存储至专用U盘（FAT32格式），兼容Windows系统

• 提供图形化PC客户端软件

• Kubota 4810

• 标准具备曲线记录功能

• 存储：内置16 MB内存

• 导出：仅支持USB设备，可生成PDF报告

6. 国内品牌及其他

• Anting AT-LX-80（安亭）

• 转速范围：200–4 000 rpm

• 内置LCD屏，可展示加速/减速曲线图

• 存储：内置4 MB EEPROM，保存20次曲线

• 导出：RS-232串口，需配套上位机软件

• DLAB D3000R

• 转速范围：200–5 000 rpm

• 标配彩屏，支持实时曲线监视

• 存储：8 GB TF卡插槽

• 网络：可选Wi-Fi模块

• Herolab Rotanta 460

• 选配USB数据模块

• 支持CSV/Excel格式文件导出

• 存储容量可达2 000次运行记录

四、功能对比分析

下表对上述主要型号在“曲线记录”相关功能进行核心对比：

点评：

• 内置型（如Eppendorf 5920 R、Thermo ST 8）无需额外选配，适合对曲线记录要求高的常规实验室；

• 选配型（如Eppendorf 5810 R、Kubota 5910、Herolab Rotanta 460）需额外购买数据模块，灵活性更高，但成本略增；

• 存储与接口方面，建议优先选择支持USB+网络双通道导出的机型，以便快速对接LIMS系统；

• 文件格式多以CSV/XML为主，兼容性好，少数支持PDF直接生成报告，方便非专业数据分析人员阅读。

五、选型建议

在选购支持转速–时间曲线记录的低速离心机时，可结合以下维度进行评估：

1. 数据使用场景

• 若仅需偶尔导出曲线，选配型机型即可；

• 若曲线记录为日常必需，建议内置型机型，减少后期维护成本。

2. 实验室信息化程度

• 已搭建LIMS/HIS系统者，优先选择具备LAN/Wi-Fi上传功能的机型；

• 无网络环境者，可考虑USB/SD卡导出方式。

3. 存储容量与记录频率

• 日常实验量较大时，应关注最大可存储记录次数或存储容量；

• 部分设备支持循环覆盖旧记录，需防止关键数据丢失。

4. 预算与成本

• 内置型设备成本略高，但总拥有成本（包含选配模块和维护）可能更低；

• 选配型可根据实际需求分步投入，灵活度高。

5. 品牌售后与维护

• 国外品牌（Eppendorf、Thermo、Beckman等）在售后服务和软件升级方面更完善；

• 国内品牌（Anting、DLAB、Herolab）性价比较高，适用于预算较紧张的实验室。

六、小结

“转速–时间曲线记录”功能已经成为衡量现代低速离心机智能化水平的重要指标之一。通过实时采集、图形化显示和灵活导出，能够帮助科研人员与质控工程师全面了解离心过程、优化实验方案，并满足GMP、ISO等质量管理体系的追溯要求。

本文在功能原理与技术实现的基础上，梳理了Eppendorf、Thermo Scientific、Beckman Coulter、Hettich、Kubota及国内主流品牌的典型机型，并对其曲线记录方式、存储介质、导出接口和选配需求等进行了详尽对比。最后给出了基于应用场景、信息化建设、存储需求、预算成本及售后服务等多维度的选型建议，帮助实验室快速锁定最合适的产品。