Máy ly tâm sàn trở thành thiết bị cốt lõi để tách mẫu quy mô lớn trong y sinh học, hóa chất, thực phẩm và các lĩnh vực khác do công suất lớn, tốc độ quay cao và độ ổn định. Khi kết hợp cần phải tính toán tổng hợp từ 4 chiều gồm kích lượng mẫu, nhu cầu tốc độ quay, loại rôto, điều khiển nhiệt độ và thiết kế an toàn, sau đây là chiến lược cụ thể,

I. Kích thước mẫu phù hợp: tính toán chính xác công suất và thông số kỹ thuật ống ly tâm

Công thức tổng công suất:

Tổng công suất máy ly tâm=công suất ống ly tâm đơn x số lượng ống ly tâm.

Kích thước mẫu và lựa chọn loại máy ly tâm:

Mẫu dấu vết (<50mL): Ưu tiên lựa chọn máy ly tâm để bàn, máy ly tâm sàn không hiệu quả và chi phí cao trong kịch bản này.

Mẫu trung bình (50mL-2L): Chọn máy ly tâm sàn hỗ trợ ống ly tâm 250mL-500mL.

Số lượng lớn mẫu (>2L): Cần máy ly tâm sàn công suất cực lớn để đáp ứng nhu cầu tách quy mô lớn như trạm máu, dược phẩm sinh học.

Giới hạn điền mẫu:

Kích thước mẫu trong ống ly tâm không được vượt quá 2/3 thể tích để ngăn chặn tràn hoặc mất cân bằng rôto trong quá trình ly tâm.

II. Yêu cầu tốc độ phù hợp: phủ sóng toàn cảnh từ tốc độ thấp đến siêu tốc

Phân loại tốc độ quay và cảnh áp dụng:

Máy ly tâm tốc độ thấp (<10.000 vòng/phút): Thích hợp cho các mẫu hạt lớn như kết tủa tế bào, tách máu.

Máy ly tâm tốc độ cao (10.000-30.000 vòng/phút): Đối với các mẫu hạt trung bình như nâng protein thô, tách bào quan, v.v.

Máy ly tâm siêu tốc (>30.000 vòng/phút): chuyên dụng để tinh chế các hạt siêu nhỏ như virus, axit nucleic, exosome, v.v.

Ưu điểm của máy ly tâm sàn: Bán kính thường lớn hơn máy tính để bàn và RCF cao hơn theo cùng một RPM.

Đề xuất lựa chọn: Nếu mục tiêu RCF là 5.000 x g, máy ly tâm bán kính 20cm chỉ cần khoảng 1.500 vòng/phút, trong khi máy bán kính 10cm cần khoảng 2.100 vòng/phút, gây tổn thất động cơ lớn hơn.

Thiết kế phụ cấp RPM:

Tốc độ tối đa danh nghĩa của máy ly tâm là giá trị không tải và tốc độ quay thực tế sẽ giảm sau khi tải mẫu. Nên chọn loại máy có tốc độ quay tối đa cao hơn giá trị yêu cầu 20% -30% để đảm bảo tính ổn định lâu dài.

III. Khớp loại rotor: Lựa chọn khác biệt giữa rotor ngang và rotor góc

Rotor ngang:

Đặc điểm: Ống ly tâm ở trạng thái nằm ngang khi hoạt động, lượng mưa tập trung ở đáy ống, phù hợp với các mẫu hạt lớn (ví dụ: tế bào, mảnh mô).

Tình huống áp dụng: Máy ly tâm tốc độ thấp để tách máu, kết tủa tế bào và nhu cầu tách.

Ưu điểm: Đường dẫn kết tủa dài để tránh sự phục hồi của các hạt, nhưng đối lưu khi giảm tốc độ có thể khiến trầm tích bị treo lại.

Cánh quạt góc:

Đặc điểm: Ống ly tâm và trục quay ở góc cố định, lượng mưa tập trung vào đáy ống và vách bên gần đáy, thích hợp cho ly tâm tốc độ cao (như protein, virus).

Tình huống áp dụng: Máy ly tâm tốc độ cao, được sử dụng cho các nhu cầu tách hiệu quả cao như tinh khiết protein, tách bào quan.

Ưu điểm: Đường dẫn lắng ngắn, hiệu quả tách cao, nhưng cần cân bằng cân bằng động của rôto để tránh rung động.

Yêu cầu rotor đặc biệt:

Giỏ công suất lớn: được sử dụng để tách máu lớn tại các trạm máu (chẳng hạn như hỗ trợ túi máu 24 × 250mL).

Enzyme tấm rotor: thích hợp cho các thí nghiệm sàng lọc thuốc thông lượng cao.

PCR Rotor: Được thiết kế đặc biệt cho các ống PCR thể tích nhỏ để tránh bay hơi mẫu hoặc ô nhiễm chéo.

IV. Kiểm soát nhiệt độ và thiết kế an toàn: đảm bảo mẫu nhạy cảm nhiệt và an toàn hoạt động

Phạm vi kiểm soát nhiệt độ:

Nhu cầu mẫu nhạy cảm với nhiệt: Enzyme, kháng thể, tế bào sống, v.v. cần môi trường nhiệt độ thấp (4 ° C) để giảm sự suy thoái.

Đề xuất lựa chọn: Chọn máy ly tâm đông lạnh, phạm vi kiểm soát nhiệt độ -20 ℃ đến 40 ℃.

Môi chất làm lạnh thân thiện với môi trường: Ưu tiên các mô hình sử dụng môi chất làm lạnh thân thiện với môi trường như R600a, phù hợp với xu hướng trung hòa carbon.

Tính năng bảo mật:

Khóa cửa điện tử chống cháy nổ: Ngăn chặn các mẫu bắn tung tóe do mở cửa khi rôto không dừng lại.

Bảo vệ quá tốc độ: Tự động phát hiện bất thường tốc độ quay và ngừng hoạt động để tránh vỡ rôto.

Phát hiện mất cân bằng: theo dõi cân bằng động rotor trong thời gian thực, thời gian chờ rung tự động tắt.

Đầu sợi carbon: cả trọng lượng nhẹ và cường độ cao, giảm tải động cơ và nâng cao ổn định vận hành.