一、引言
乳浊液（Emulsion）广泛存在于生物样品、药物制剂、食品检测和环境监测等领域，其特征是油相微滴分散于水相中，具有乳白或半透明外观。与清澈的溶液相比，乳浊液中微粒尺寸分布不均、密度接近，加之黏度和表面张力较高，使得离心分离过程面临剪切破坏、油水界面破裂和管孔堵塞等挑战。管架离心机因其并行处理样本能力强、操作简便而备受青睐，但能否有效用于乳浊液处理，需要从机理、设备参数、样本预处理与应用限制等多维度加以论证。

二、乳浊液特性与离心分离原理

1. 微粒尺寸与密度差异：乳浊液中油相微滴直径通常在0.1–10 μm 范围，与水相比密度略低（≈0.85–0.95 g/mL），离心时难以快速沉降。

2. 黏度与界面稳定剂：添加的乳化剂（如Tween、Span、卵磷脂）会增加体系黏度并在微滴表面形成稳定膜，进一步阻碍聚集沉降。

3. 离心分离原理：依赖于作用在微粒上的离心力 F = mω²r，当离心力大于布朗运动和黏滞阻力时，微滴才会朝管壁运动并聚集成可见沉淀。

三、管架离心机能力与局限

1. 转速与相对离心力（RCF）：常规管架离心机最高可达15,000×g 左右，而分离乳浊微滴所需 RCF 往往在5,000–10,000×g，部分机型需加速到20,000×g 才能获得明显分层。

2. 并行处理优势：一次可容纳8–24 支管，适合高通量样本初步分离；

3. 温控功能：多数管架离心机具有4 ℃–40 ℃控温，可防止高温对乳化剂或蛋白质的热失稳；

4. 限制因素：固定角度转子导致沉淀分布在管壁转角处，回收效率较水平转子低；乳浊液重悬难度大，易造成分层不清或搅动再乳化。

四、样本预处理策略

1. 预稀释：将乳浊液按1∶1–1∶5 比例稀释于相容缓冲液或生理盐水，降低黏度和界面张力，促进微滴迁移。

2. 预加聚集剂：可选用低浓度的聚乙二醇（PEG）、钾铝硅酸盐等促聚剂，诱导小微滴聚集成长链状或网状结构，增强沉降能力。

3. 温度平衡：预先于离心机制冷档位（4 ℃）中静置10–15 min，使样本温度与转子一致，避免热胀冷缩引起管体破裂或样本气泡形成。

五、转子类型与放管要点

1. 固定角度转子

• 优点：装载方便、密封性好、抗震性能强；

• 缺点：沉淀分散于管壁，难以形成紧密沉积；适合初步粗分离。

2. 水平（摆桶）转子

• 优点：离心过程中微滴可沿管底水平面集中，形成明显分层带；

• 缺点：装管费时、需要配套适配器、不宜频繁开盖；适合精细分层。

3. 放管平衡：所有管体重量差异应控制在0.01 g 以内，多管样本时应对称摆放，并可在空管中加入水予以平衡。

六、离心参数优化

1. 转速（g 值）：根据乳滴密度和尺寸选择适中 RCF，建议从3,000×g 开始，逐步递增至10,000×g。

2. 时间设定：初步分离可用5–10 min，若效果不佳可延长至20–30 min，但过长易导致油水相界面过度压榨，释放乳化剂并再乳化。

3. 加速/制动曲线：尽可能采用缓冲加速和缓慢制动程序，减少剪切力和涡流对微滴结构的破坏。

4. 温度控制：4–10 ℃条件下离心，既可防止样本变性，又有助于降低黏度。

七、分离效果评估

1. 上清浊度测定：离心后取上清于光度计测定 600 nm 吸光度（OD₆₀₀），作为乳滴浓度半定量指标。

2. 显微镜观察：在显微镜下检查管底沉淀与上清微滴分布，对比离心前后微滴尺寸及聚集情况。

3. 界面层厚度：在透明管中可直观量取油水界面层厚度，评估分离效果。

4. 回收率与纯度：对沉淀相进行磷脂或油脂定量分析，计算回收率；对上清相进行蛋白或界面活性剂含量测定，评估纯化程度。

八、可能出现的问题及解决方案

1. 没有明显分层

• 原因：离心力不足或乳滴尺寸太小；

• 对策：提高 g 值、延长时间或先进行预聚集处理。

2. 再乳化现象

• 原因：过急制动或机械振动；

• 对策：采用缓慢制动程序、降低振幅的转子、加装减震垫。

3. 管孔堵塞与破裂

• 原因：高黏度样本在管底积聚后难以提取；或因温度骤变破裂；

• 对策：使用宽口离心管、预热至室温后再离心、控制温度梯度。

九、清洗与维护

1. 转子与样本腔清洁：每次乳浊液离心后应立即拆卸转子，用中性清洗剂或低泡洗涤剂清洗管槽，并用蒸馏水彻底漂洗。

2. 耐腐蚀涂层检查：乳化剂和油脂易附着在金属表面，定期检查转子表面涂层完整性，避免腐蚀。

3. 消毒灭菌：若处理含病原微生物的乳浊液，转子可按厂家规程进行 121 ℃ 高压灭菌。

4. 减震底座保养：确认离心机底座减震垫无裂纹、弹簧弹性良好，以降低振动对样本的二次影响。

十、安全与操作规范

1. 个人防护：操作时需戴实验手套、防护眼镜和实验服，避免接触乳化剂和样本。

2. 生物安全柜：若样本含有病原微生物或细胞碎片，应在三级或二级生物安全柜内完成装管和卸管。

3. 紧急停机：若运行中出现异常振动或泄漏，应立即按“急停”并等待转子完全停稳后开盖。

4. 废液处置：乳浊液含有油脂或有机溶剂，废液应集中回收，经有机废弃物处理流程处置。

十一、应用实例与案例分析

1. 临床 CSF 油脂沉降：某研究对脑脊液中微量脂肪微滴进行定量，采用水平转子在8,000×g、15 min、4 ℃ 条件下，油滴沉于管底，分光度法测定回收率达85%。

2. 药物微乳制剂分离：在新型药物微乳体表征中，初步用管架离心机（10,000×g、10 min）实现大尺寸乳滴去除，再在超速离心机中精分，保证粒径分布的窄型化。

3. 食品检测：对牛奶样本中脂肪含量测定，用管架离心机分离上清与乳脂层，并以干燥法定量，操作简便且重复性良好。

十二、结论与最佳实践建议
管架离心机在处理乳浊液时具备流程简便、高通量和温控稳定等优势，适用于初步分离和样本预处理。要获得理想效果，应结合以下最佳做法：

• 合理预处理：稀释、预聚集或预温平衡；

• 转子与放管：优先选择水平转子并严格平衡；

• 参数优化：适中 RCF（5,000–10,000×g）、缓冲加速/缓慢制动及低温离心；

• 严格维护：及时清洗、保持涂层完好与底座减震性能；

• 规范操作：个人防护、生物安全管理与废液回收。