一、概述
离心机是一种利用旋转过程中产生的离心力，将液体中不同密度或粒径组分分离的实验设备。根据最高转速或相对离心力（RCF）大小，可分为低速、中速、高速和超速离心机四大类。其中，低速离心机以其操作简便、适用面广、造价相对低廉，广泛应用于基础实验室、教学及小规模样品处理场景。本文围绕“低速离心机在转速维度上的定义标准”展开，系统阐述相关概念、行业规范及实践要点。
二、离心机分类
离心机可依照最大允许转速（单位RPM，转/分钟）或产生的RCF（单位×g）进行分级。常见分类：
低速离心机：最高不超过10 000 rpm（约9 000–10 000 ×g）；
中速离心机：可达10 000–20 000 rpm（约10 000–15 000 ×g）；
高速离心机：可达20 000–40 000 rpm（约20 000–100 000 ×g）；
超速离心机：可超50 000 rpm（产生100 000 ×g以上）。
各类别间并无严格全球统一数值界线，但业内通常以10 000 rpm作为低速与中速分界。
三、低速离心机的RPM定义
一般将“低速离心机”称为工作转速在1 000–10 000 rpm之间的离心设备。更谨慎的行业划分会进一步细分为：
超低速：≤3 000 rpm；
典型低速：3 000–6 000 rpm；
较高低速：6 000–10 000 rpm。
如此区分有助于实验室在选择仪器与设定参数时，更精准地对应样品特性与分离需求。
四、国际标准与规范
在IEC 61010-2-020（实验室离心设备安全要求）及ISO 5725（测量方法与精度）等国际标准中，离心机按“最高转速”分级，但未给出严格数值；行业实践则依赖仪器厂商手册及用户共识。国内GB 4793.1（实验室电气设备通用要求）对设备安全规范进行了规定，但对转速分级主要参照IEC。
五、RCF与RPM换算
RCF（×g）是衡量分离效率的直接指标，换算公式为：
其中r为转子中心到管底的距离。低速离心机若设定5 000 rpm，对应RCF在2 800–3 500 ×g区间（视转子半径而定），足以满足大多数细胞、血液组分与大颗粒沉降。
六、转子类型对最大RPM的影响
低速离心机常配备摆动式（swing‐bucket）及固定角（fixed‐angle）两种转子。摆动式转子因结构长臂、离心半径大，对离心管产生更强侧向力，极限RPM一般控制在5 000 rpm以内；固定角转子因管体贴近轴心可承受更高转速，常见最高可达10 000 rpm。因此，不同转子类型的安全极限直接影响“低速”定义上限。
七、典型低速离心机参数范围
市面上低速离心机主要参数区间示例如下：
转速：200–10 000 rpm（分辨率5–100 rpm）；
时间：1 s–99 h59 min；
RCF：50–8 000 ×g；
温控：4–40 ℃（部分型号）；
样品容量：2 ×50 mL至6 ×500 mL不等。
这些数据充分体现低速离心机在通用实验室中的多功能与易用性。
八、低速离心机的主要应用领域
低速离心机主要用于：
细胞培养上清与细胞悬浮液回收；
血液学分离（血浆、血清、血小板）；
强酸/强碱条件下的蛋白质沉淀；
大肠杆菌及酵母菌菌体收集；
疏水纳米颗粒预处理；
粗略分离细胞器颗粒（非超速级分馏）；
土壤或沉积物样品初步澄清。
九、血液成分分离实例
针对全血分离，推荐步骤：
以800–1 200 ×g（约2 000 rpm）离心10 min：分离红细胞与血浆；
将上清血浆移至新管，以1 500 ×g（约3 000 rpm）离心15 min：富集血小板；
再以2 000 ×g（约3 500 rpm）离心5 min：澄清剩余细胞碎片。
该流程均在典型低速离心机转速范围内完成。
十、细胞培养上清与细胞沉淀
回收贴壁细胞或悬浮细胞时，可设定300–500 ×g（约1 000 rpm）离心5–10 min，保证细胞完整并减少剪切损伤；当需进一步去除细胞碎片或分选细胞亚群，可适当提升至1 000–1 500 ×g，对性能敏感的细胞仍属低速离心范畴。
十一、噪声与振动对转速选型的制约
低速离心机因转速相对较低，振动与噪声问题较易控制。但在接近最大RPM运转时，若管架严重失衡，仍可能引起明显振动。部分机型在6 000 rpm以上需加装振动隔离底座，确保实验室环境与设备安全。
十二、温控要求
尽管多数低速离心机不具备冷却功能，但若用于热敏感样品，建议配合冰浴、预冷转子或选择带有压缩机制冷（4 ℃）的低温离心机。温度控制与最高转速并不直接关联，但在设定高转速时，机械摩擦产生的热量也需纳入评估。
十三、安全性考虑
在接近额定最高RPM（如10 000 rpm）时，若使用不匹配的转子、管材或老化配件，易引发管破裂或脱落事故。因此，低速离心机厂商一般会在铭牌或说明书中标注“禁止超过×× rpm”警示，提示用户遵守安全极限。
十四、离心效率与转速关系
离心分离效率受RCF和时间共同影响。若将转速保持在典型低速区间（3 000–6 000 rpm），可通过延长离心时间弥补RCF不足；但对流体粘度较高或密度差较小的样品（如蛋白浓缩液），仍需选择转速上限更高的离心机或中速机型。
十五、保养与校准对性能影响
保持离心机性能稳定的关键在于定期校准转速表与RCF计算参数，以及更换易损件（转子密封圈、橡胶管架垫片等）。转速校准一般使用激光转速计，确保实际RPM与面板读数误差＜2%。
十六、质量体系与验证
在GMP或GLP实验室中，所有设备都需纳入设备管理系统，明确最低可接受性能（如最低100 rpm启动、转速稳定度±20 rpm）。低速离心机的“定义标准”除最高转速外，还包括加速/减速性能（加速时间≤20 s至5 000 rpm、减速时间≤30 s）等。
十七、技术进化趋势
新一代低速离心机正向智能化、人机界面（HMI）及远程监控方向发展，配备触摸屏、内置程序库，并能通过云平台实时记录RPM、RCF、时间及故障信息。从分类角度看，转速上限并未大幅提升，但仪器整体可靠性及数据可追溯性获得显著增强。
十八、选购要点
在选购过程中，应根据样品类型、处理量及预算，综合考虑：
十九、使用注意事项
严格按照标配转子和管材的最高RPM限制操作；
定期校验转速显示仪表与扭矩传感器；
使用前进行称量对称，确保平衡；
若实验对纯度或回收率要求极高，可结合RCF与时间双指标优化参数。
二十、未来展望
随着实验室自动化与微流控技术的发展，低速离心机在样品前处理、初步分离等环节仍将保持重要地位。未来或出现更高效的微型低速离心模块，可与多通道微孔板适配，实现大批量样本并行处理，同时在300–6 000 rpm范围内提供更精细的转速控制与更可靠的自动平衡功能。
结语
综上所述，“低速离心机”的定义在转速维度上通常以最高不超过10 000 rpm为标准，并可根据转子类型与应用需求进一步细分为不同子区间。理解并掌握这一标准，有助于实验室在选型、运行和维护过程中做出科学决策，从而保证分离效果、操作安全与设备寿命。
