원심분리의 기초

원심분리는 원심력을 사용하여 혼합물의 서로 다른 성분을 분리하는 공정입니다. 원심분리기는 고속 회전을 통해 원심력을 발생시켜 시료의 밀도 차이에 따라 입자나 분자를 분리합니다. 원심분리 중에 무거운 성분은 바닥으로 가라앉고, 가벼운 성분은 위쪽 층에 남습니다.

실험실 원심분리기의 작동 원리

원심력의 기본 개념

원심력은 실험실 원심분리기 내에서 샘플의 회전에 의해 생성되는 겉보기 힘입니다. 이는 샘플의 질량 및 회전 속도와 관련이 있습니다. 원심력의 크기는 중력(g-force)보다 훨씬 크기 때문에 시료 내에서 밀도가 다른 구성 요소를 쉽게 분리할 수 있습니다. 원심분리 중에 원심력은 샘플의 입자를 밀도 차이에 따라 원심분리 튜브의 다른 영역으로 밀어냅니다. 원심력 계산 공식은 다음과 같습니다.

Fc=m⋅Ω2⋅r

여기서 Fc는 원심력, mis는 입자의 질량, ris는 회전축으로부터의 방사형 거리, wo는 각속도입니다.

로터와 고정축의 역할

실험실 원심분리기의 핵심 구성 요소에는 로터와 고정 샤프트가 포함됩니다.
로터

로터는 샘플을 원심분리 튜브나 컵에 넣는 회전 구성 요소입니다. 모터에 의해 구동되는 로터는 고정 샤프트 주위를 고속으로 회전합니다. 로터는 샘플을 가속하고 원심력을 생성하는 역할을 합니다. 앵글 로터 또는 수평 로터와 같은 로터의 설계 및 유형은 원심분리 과정의 효율성과 효율성에 영향을 미칩니다. 로터에는 여러 개의 튜브를 수용할 수 있는 여러 개의 샘플 슬롯이 포함되어 있어 여러 샘플을 동시에 처리할 수 있습니다.
고정축

고정 샤프트는 로터의 중심 회전축 역할을 하여 로터가 안정적이고 일관된 회전 경로를 유지하도록 보장합니다. 또한 실험실 원심분리기 작동 중에 발생하는 기계적 응력을 흡수하고 로터의 균형을 유지합니다.

원심분리의 주요 유형

등밀도 원심분리

등밀도 원심분리는 균형 잡힌 밀도 구배를 사용하여 샘플을 분리하는 기술입니다. 원심분리 튜브 내에서 자체 생성된 밀도 구배를 설정함으로써 샘플의 구성 요소는 상대 밀도에 따라 구배를 따라 서로 다른 지점에 배치됩니다. 이 방법은 생물학적 연구에서 서로 다른 유형의 세포나 바이러스와 같이 밀도는 비슷하지만 구조나 기능이 다른 분자를 분리하는 데 적합합니다.

밀도 구배 원심분리

밀도 구배 원심분리는 원심분리 튜브에 구배 밀도의 배지(예: 자당 용액 또는 염화세슘)를 설정하는 작업을 포함합니다. 원심분리 중에 샘플 구성 요소는 밀도와 일치하는 기울기 위치에 고정됩니다. 이 기술은 세포 소기관 및 핵산과 같이 밀도가 다양한 구성 요소를 분리하는 데 특히 효과적입니다.

상분리

상 분리는 원심력을 사용하여 샘플 내의 서로 다른 상을 분리하는 기술입니다. 이 과정에서 시료의 화학 물질은 매트릭스 또는 수성상에서 층상 유기 용매상 또는 기타 상으로 이동합니다. 이 방법은 추가 분자 분석 또는 처리를 위한 분석 화학 및 생물학적 실험에 일반적으로 사용됩니다.

펠렛팅

펠렛팅 is an application of centrifugation used to separate and concentrate particles or precipitates from a liquid. The centrifugal force causes particles to sediment at the bottom of the centrifuge tube, while the liquid (supernatant) remains above. This method is frequently employed to separate cell pellets, protein complexes, or other solid particles, and is widely used in biopharmaceutical and laboratory research.

원심분리 프로토콜 및 매개변수

상대원심력(rcf)

상대원심력(rcf) measures the centrifugal force applied to a sample during centrifugation. It is related to the actual acceleration experienced by the sample in the centrifuge and is typically expressed as a multiple of the force of gravity (g-force). Rcf is a key parameter in calculating centrifugal force and helps determine the separation efficiency of different components. The calculation formula is:

여기서 rpm은 회전 속도(분당 회전수)이고, r은 회전축에서 시료까지의 반경이고, g는 중력 가속도입니다.

가속도(g-force)

가속도(g-force) represents the acceleration experienced by the sample during centrifugation relative to the gravitational force at Earth’s surface. This parameter determines the sedimentation rate of different components in the sample, thereby affecting the separation efficiency. Higher acceleration reputables to stronger centrifugal force and faster separation. The required acceleration is usually specified in the centrifugation protocol to ensure effective sample separation.

회전 속도(rpm)

회전 속도(분당 회전수, rpm)는 원심분리기 로터가 회전하는 속도로 원심력의 크기에 직접적인 영향을 미칩니다. 이는 원심력을 조정하는 데 중요한 매개변수이며 일반적으로 원심분리 프로토콜에 지정됩니다. rpm이 높을수록 원심력이 더 커지지만 로터와 원심분리기가 증가된 속도를 견딜 수 있어야 합니다. rpm은 원심력과 관련이 있지만, 적용된 정확한 힘을 계산하려면 rcf를 사용하는 것이 더 정확합니다. 회전 속도(rpm)는 다음 공식을 사용하여 rcf에서 계산할 수 있습니다.

산업용 원심분리기

산업용 원심분리기 are engineered for large-scale separation and processing, playing a crucial role in industries such as chemicals, food production, pharmaceuticals, and environmental engineering. Designed to handle substantial volumes, these machines combine efficiency and durability, featuring expansive rotors and powerful drive systems to manage heavy loads and extended operation times.

Huading Separator는 고효율 고액 분리기, 원심분리기 탈수기 및 분리기를 포함한 다양한 산업용 원심분리기를 제공합니다. 이 장치는 최적화된 설계와 첨단 기술을 통해 효율적인 분리와 안정적인 성능을 달성합니다. 슬러리, 폐수, 식품가공 부산물 등 다양한 액체 및 고체 혼합물의 처리에 적합하여 생산 효율성 및 제품 품질 향상에 기여합니다. 이러한 산업용 원심분리기의 설계는 성능에 중점을 둘 뿐만 아니라 작동 안전성과 유지 관리 용이성을 강조합니다.