CN107398359B - 用于超高速离心液体的多功能分层仪及离心液体分层方法 - Google Patents

用于超高速离心液体的多功能分层仪及离心液体分层方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于超高速离心液体的多功能分层仪及离心液体分层方法。本发明旨在解决现有技术中超高速离心液体分层困难的问题。本发明包括设有台架支撑管的台架，沿所述台架支撑管自上而下套装于台架上的进液机构、离心管固定机构、分层取液机构。本发明的有益技术效果在于：结构简单、精巧，制造成本低，应用领域广泛，如可用于分离不同密度的细胞、细胞器，分离病毒，操作简单，控制杆通过撬动金属块突起，将穿刺针由底部往上推送，达到穿刺的目的，不需要严格培训。

Description

用于超高速离心液体的多功能分层仪及离心液体分层方法
技术领域
本发明涉及离心分离设备领域，具体涉及一种用于超高速离心液体的多功能分层仪及离心液体分层方法。
背景技术
离心分离是利用不同物质之间的密度形状大小的差异，用离心力场对悬浮液中的不同颗粒进行分离和提取的物理分离分析技术，它广泛用于生物学(生物工程和生物制品等)、医学、化学、化工等领域。离心机是利用离心力，分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。
按分离因素Fr值（指物料在离心力场中所受的离心力，与物料在重力场中所受到的重力之比值）分，可将离心机分为以下几种型式：常速离心机：Fr≤3500，这种离心机的转速较低，直径较大；高速离心机：Fr=3500～50000，这种离心机的转速较高，一般转鼓直径较小，而长度较长；超高速离心机：Fr＞50000，由于转速很高（50000r/min以上），所以转鼓做成细长管式。现有的离心分离设备也较为成熟与完善。
然而在当前，对超高速离心液体进行快速、精确的分层仍然缺乏有效的手段及设备。现阶段一般将经超高速离心的离心管用夹子固定与普通铁架台上，然后用手在离心管上部和下部分别用针头进行穿刺。这种方法用夹子将离心管固定于铁架台时，力度不好掌握，过松离心管可能松动，下滑或掉落；过紧容易造成对离心管里面液体进行挤压，干扰已经过离心形成对。其次，用手拿针进行离心管顶部和底部进行穿刺时，离心管难以保持静止不动，易造成离心管里面液体晃动，扰动。最后，上部穿刺针与离心管对接触处可能因不密封漏气，造成下部液体输出不受输入液体控制，输出液体加速而导致分层失败。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中超高速离心液体分层困难的问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的具体方案是：
设计一种用于超高速离心液体的多功能分层仪，包括设有台架支撑管的台架，沿所述台架支撑管自上而下套装于台架上的进液机构、离心管固定机构、分层取液机构；所述进液机构包括顶托，顶托上设有与所述台架支撑管构成移动副的通孔、固定顶托位置的调整螺母、和油液得以通过的落油孔，所述落油孔上方连接进液管，所述落油孔与所述进液管间设有端部密封；所述离心管固定机构包括固定在所述台架支撑管上的底托，底托上设有卡装离心管的通孔；所述分层取液机构包括铰支安装于所述底托底部的控制杆，在所述卡装离心管的通孔内安装有处于离心管与控制杆之间的卡块，所述卡块内嵌套安装有穿刺针头，在所述穿刺针头的下方对应设有下方储料离心管，所述下方储料离心管设于离心管架内。
优选的，在所述顶托下方与离心管相对应的位置设有密封圈。
优选的，所述卡装离心管的通孔上还套装有离心管固定套。
优选的，所述卡块为L型卡块，由金属材料制成，其缺口处与所述控制杆的安装位置相对应。
优选的，所述台架上还设有贯穿所述底托和顶托的辅助支撑杆。
优选的，所述离心管架与所述台架间设有垫板，所述垫板上设有与台架支撑管和辅助定位杆形状相一致的通槽。
优选的，还包括顶托压紧机构，所述顶托压紧机构包括台架支撑杆上部设置的中心固定柱、套装在中心固定柱外部的压紧弹簧，和安装在中心固定柱顶部、压紧弹簧上方的弹簧固定帽，在所述压紧弹簧下方、中心固定柱外设有与顶托固定的顶托套管，所述顶托、顶托套管上设有通孔以安装调整螺母。
高速离心液体的分层方法，使用上述多功能分层仪，包括如下步骤：
（1）固定离心管和储料离心管：离心管固定安装于离心管固定套内，若干储料离心管安装于离心管架内，离心管架处于离心管的下方；
（2）安装进液机构和分层取液机构：在离心管的管口密闭安装进液机构使离心管内与进液机构外的空气相隔离，在离心管的底部安装分层取液机构使离心管内的液体沿分层取液机构的针头单向定量流至储料离心管内。
超高速离心液体的分层方法还包括步骤（3）以实现不同溶剂的离心分层，具体步骤如下：分层取液机构铰支安装于台架上以实现开启或闭合离心管底部的药液流出通道，离心管固定机构与台架间设有移动副和转动副连接，当离心管底部的药液流出通道闭合时，得以移动所述离心管固定机构带动离心管至指定位置以更换离心管。
所述进液管的流速小于1ml/s。
本发明的有益技术效果在于：
（1）结构简单、精巧，制造成本低，易于推广普及；
（2）应用领域广泛，如可用于分离不同密度的细胞、细胞器，分离病毒，分离稳定同位素13C、15N、18O标记的核酸和脱氧核酸，分离植硅体等绝大多数超高速离心密度梯度离心液体分层；
（3）用该装置进行液体分层具有操作简单的特点，控制杆通过撬动金属块突起，将穿刺针由底部往上推送，达到穿刺的目的，不需要严格培训，重复性好等多种优点。
附图说明
图1是本发明轴测方向结构示意图；
图2是图1结构的主视图；
图3是图1结构的左视图；
图4是图1结构的俯视图；
图5是本发明中底托部分的剖视图；
图中各部件名称：1.台架；2.垫板；3.离心管架；4.下方储料离心管；5.台架支撑管；6.穿刺针头；7.控制杆；8.底托；9.离心管固定套管；10.离心管；11.密封圈；12.顶托；13.调整螺母；14.端部密封；15.顶托套管；16.压紧弹簧；17.中心固定柱；18.弹簧固定帽；19.辅助定位杆；20.卡块；21.进液管。
具体实施方式
实施例1：一种用于超高速离心液体的多功能分层仪，参见图1至图5，包括设有台架支撑管5的台架1，沿台架支撑管5自上而下套装于台架1上的进液机构、离心管固定机构、分层取液机构；进液机构包括顶托12，顶托12上设有与台架支撑管5构成移动副的通孔、固定顶托12位置的调整螺母13、和油液得以通过的落油孔，落油孔上方连接进液管21，落油孔与进液管21间设有端部密封14；离心管固定机构包括固定在台架支撑管5上的底托8，底托8上设有卡装离心管的通孔；分层取液机构包括铰支安装于底托8底部的控制杆7，在卡装离心管的通孔内安装有处于离心管与控制杆7之间的卡块20，卡块20内嵌套安装有穿刺针头6，在穿刺针头6的下方对应设有下方储料离心管4，下方储料离心管4设于离心管架3内。全过程真空密封，等体积置换，分离效果好。
在顶托12下方与离心管相对应的位置设有密封圈11。卡装离心管的通孔上还套装有离心管固定套。卡块20为L型卡块20，由金属材料制成，其缺口处与控制杆7的安装位置相对应。通过该设计，得以控制控制杆完成对离心管底部的穿刺过程。
台架1上还设有贯穿底托8和顶托12的辅助支撑杆。离心管架3与台架1间设有垫板2，垫板2上设有与台架支撑管5和辅助定位杆19形状相一致的通槽。
还包括顶托压紧机构，顶托压紧机构包括台架1支撑杆上部设置的中心固定柱17、套装在中心固定柱17外部的压紧弹簧16，和安装在中心固定柱17顶部、压紧弹簧16上方的弹簧固定帽18，在压紧弹簧16下方、中心固定柱17外设有与顶托固定的顶托套管15，顶托12、顶托套管15上设有通孔以安装调整螺母13。具体工作，尤其在更换离心管10时，可以通过调节顶托压紧机构来完成。
工作时，将超速离心后的离心管用离心管上托和下托在弹簧的作用力下固定在架子上，离心管底部和顶部用针扎破进行连通，从上部用注射泵输入矿物油，置换液体从下部针头缓缓流出，达到将离心管内液体分层的目的。当需要置换离心管时，首先旋动调整螺母，解放顶托的自由度限制，提起顶托至辅助定位杆上方后适当扭转，顶托的位置得以固定，更换底部离心管，之后反向操作，顶托在弹簧的压力下下压固定，在调整螺母和辅助定位杆的帮助下进一步定位，开启之后的离心分离工作。
高速离心液体的分层方法，使用上述多功能分层仪，包括如下步骤：
（1）固定离心管和储料离心管：离心管固定安装于离心管固定套内，若干储料离心管安装于离心管架内，离心管架处于离心管的下方；
（2）安装进液机构和分层取液机构：在离心管的管口密闭安装进液机构使离心管内与进液机构外的空气相隔离，在离心管的底部安装分层取液机构使离心管内的液体沿分层取液机构的针头单向定量流至储料离心管内。
超高速离心液体的分层方法还包括步骤（3）以实现不同溶剂的离心分层，具体步骤如下：分层取液机构铰支安装于台架上以实现开启或闭合离心管底部的药液流出通道，离心管固定机构与台架间设有移动副和转动副连接，当离心管底部的药液流出通道闭合时，得以移动所述离心管固定机构带动离心管至指定位置以更换离心管。
所述进液管的流速小于1ml/s。
实施例2：本实施例原理同实施例1，具体不同之处在于，分层取液机构由铰支连接替换为可拆卸的扣装，节省了零件加工的成本。
实施例3：本实施例原理同实施例1，具体不同之处在于，分层取液机构由铰支连接替换为可拆卸的扣装，节省了零件加工的成本。具体的扣装通过对应位置设置的卡扣和卡槽来完成。
实施例4：本实施例原理同实施例1，具体不同之处在于，进液机构与离心管间的密封通过橡胶制成的管塞来实现，管塞的中部连接进液管。
最后需说明的是，以上者仅系本发明部分实施例，并非用以限制本发明，依据本发明的结构及特征，稍加变化修饰而成者，亦应包括在本发明范围之内。

Claims (10)

1.一种用于超高速离心液体的多功能分层仪，其特征在于：包括设有台架支撑管（5）的台架（1），沿所述台架支撑管（5）自上而下套装于台架（1）上的进液机构、离心管固定机构、分层取液机构；
所述进液机构包括顶托（12），顶托（12）上设有与所述台架支撑管（5）构成移动副的通孔、固定顶托（12）位置的调整螺母（13）、和油液得以通过的落油孔，所述落油孔上方连接进液管（21），所述落油孔与所述进液管（21）间设有端部密封（14）；
所述离心管固定机构包括固定在所述台架支撑管（5）上的底托（8），底托（8）上设有卡装离心管的通孔；
所述分层取液机构包括铰支安装于所述底托（8）底部的控制杆（7），在所述卡装离心管的通孔内安装有处于离心管与控制杆（7）之间的卡块（20），所述卡块（20）内嵌套安装有穿刺针头（6），在所述穿刺针头（6）的下方对应设有下方储料离心管（4），所述下方储料离心管（4）设于离心管架（3）内。
2.如权利要求1所述的用于超高速离心液体的多功能分层仪，其特征在于：在所述顶托（12）下方与离心管相对应的位置设有密封圈（11）。
3.如权利要求1所述的用于超高速离心液体的多功能分层仪，其特征在于：所述卡装离心管的通孔上还套装有离心管固定套。
4.如权利要求1所述的用于超高速离心液体的多功能分层仪，其特征在于：所述卡块（20）为L型卡块（20），由金属材料制成，其缺口处与所述控制杆（7）的安装位置相对应。
5.如权利要求1所述的用于超高速离心液体的多功能分层仪，其特征在于：所述台架（1）上还设有贯穿所述底托（8）和顶托（12）的辅助支撑杆。
6.如权利要求5所述的用于超高速离心液体的多功能分层仪，其特征在于：所述离心管架（3）与所述台架（1）间设有垫板（2），所述垫板（2）上设有与台架支撑管（5）和辅助定位杆（19）形状相一致的通槽。
7.如权利要求6所述的用于超高速离心液体的多功能分层仪，其特征在于：还包括顶托压紧机构，所述顶托压紧机构包括台架（1）支撑杆上部设置的中心固定柱（17）、套装在中心固定柱（17）外部的压紧弹簧（16），和安装在中心固定柱（17）顶部、压紧弹簧（16）上方的弹簧固定帽（18），在所述压紧弹簧（16）下方、中心固定柱（17）外设有与顶托固定的顶托套管（15），所述顶托（12）、顶托套管（15）上设有通孔以安装调整螺母（13）。
8.一种超高速离心液体的分层方法，使用如权利要求3所述的多功能分层仪，其特征在于，包括如下步骤：
Ⅰ、固定离心管和储料离心管（4）：离心管固定安装于离心管固定套内，若干储料离心管安装于离心管架内，离心管架处于离心管的下方；
Ⅱ、安装进液机构和分层取液机构：在离心管的管口密闭安装进液机构使离心管内与进液机构外的空气相隔离，在离心管的底部安装分层取液机构使离心管内的液体沿分层取液机构的穿刺针头（6）单向定量流至储料离心管内。
9.如权利要求8所述的超高速离心液体的分层方法，其特征在于，还包括步骤Ⅲ以实现不同溶剂的离心分层，具体步骤如下：分层取液机构铰支安装于台架上以实现开启或闭合离心管底部的药液流出通道，离心管固定机构与台架间设有移动副和转动副连接，当离心管底部的药液流出通道闭合时，得以移动所述离心管固定机构带动离心管至指定位置以更换离心管。
10.如权利要求8所述的超高速离心液体的分层方法，其特征在于，所述进液管的流速小于1ml/s。
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