CN116020181A - 一种递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置，包括顺序安装的离心瓶、分离仓、收集仓，所述离心瓶的底部上设置有细长管，所述的细长管与所述分离仓的底部之间设置有液流通道，所述分离仓的顶部设置有连通收集仓的溢流口。本发明的装置安装在离心机上进行离心分离，标本液在离心力的作用下从离心瓶内可控地流出，从分离仓底部注入到分离仓中，逐渐分次推升分离仓液面，不断地将沉降速度略小的颗粒物推送溢流至收集仓，实现近似沉降速度颗粒物的分离。本发明结构简单，成本低，与梯度密度法相比不需要密度液，生物活性保持良好，与普通离心装置相比不需要超长的行程，对离心机要求低，分离效果好，适合大面积推广使用。

Description

一种递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置

技术领域

本发明属于细微颗粒物分离提纯技术领域，具体讲是一种递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置。

背景技术

悬浮于液体中的颗粒物在离心力场中的沉降速度U＝Jr²(ρ₂-ρ₁)α，式中U表示颗粒物的沉降速度，J表示沉降系数，具体值与液体的粘度、颗粒物浓度等有关，r表示颗粒物半径，ρ₂表示颗粒物密度，ρ₁表示标本液密度，α表示离心加速度，不同体积及不同密度的多种颗粒物，在同一液体中有不同的沉降速度，当两种颗粒物的沉降速度倍率较大时，通过差速离心，即可对两种颗粒物进行分离。当两种颗粒物沉降速度倍率较小时，就需要较大的沉降行程进行分离，则离心机的尺寸非常大，维持离心机平衡变得非常困难，目前普通离心技术无法满足这一要求，为了解决这一问题，技术人员通提高液体密度的办法以扩大两种颗粒物沉降速度倍率从而将其分离，即密度梯度离心技术，但其对于密度近似、主要是由体积差异而导致沉降速度有一定差异的颗粒则无良好的分离效果。且由于密度液价格较高、操作过程也较为复杂，所以密度梯度离心法主要用于科研领域的少量样品分离，在大便标本中提取直肠上皮细胞时，虽然通过多级过滤技术能祛除直径50um以上的杂质，但滤液中的杂质依然很多，含有大量的食物残渣、大肠杆菌及多种多样的结晶体，杂质占有形成份90％以上质量比，这些杂质密度大小不一(0.9g/cm3-2.4g/cm3)，直径差异较大(1um-50um)，涵盖了直肠上皮细胞的密度范围(1.05g/cm3-1.1g/cm3)、直径范围(10um-20um)，利用密度法分离时间长，操作复杂，经济成本高，且效果不佳。淘洗转子离心机利用离心力方向与液流方向相反的原理，能分两种离沉降速度较近似的颗粒物，无论这种沉降速度差异是由于密度差异导致的还由于体积差异导致的，理论上也能从大便中分离出直肠上皮细胞，但淘洗转子离心机结构复杂，操作繁琐，需专人操作，且价格昂贵，目前使用的极少，难以投入临床实验室使用。CN114574323A公开了一种细胞分离装置，通过机械臂控制夹具、输送管以及排液管在溶液架、磁力架、混匀机构、管位和离心机之间移动，从而实现细胞分离试验的自动化，避免人手操作产生的失误或误差，提高分离试验的精准度和细胞分离的效率，确保试验结果的准确。CN218089499U公开了一种间充质干细胞分离提取装置，通过设置离心机构，可以对不同规格的试管进行固定，且不需要更换试管架，操作起来十分的简单方便，较为节省时间，通过设置冷却机构避免间充质干细胞活性降低。但均未能解决细胞沉降速度问题，目前尚无其他设备可以良好地完成有一定差异但相差不是很大的细微颗粒物分离工作，因此，较为经济、方便、大批量将沉降速度有一定差异但相差不是很大的细微颗粒物分离是目前临床实验室的难题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置，包括离心瓶2、分离仓3、收集仓4，所述离心瓶2安装在所述分离仓3上；所述分离仓安装在所述收集仓4上，所述离心瓶的上部设置有密封盖21，所述离心瓶的底部23上设置有细长管22，所述细长管22朝向所述所述分离仓3，所述的细长管22与所述分离仓3的底部35之间设置有液流通道38，所述分离仓的顶部设置有连通收集仓的溢流口33。本发明的递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置安装在离心机上进行离心分离，标本液在离心力的作用下从离心瓶内可控地流出从分离仓底部注入到分离腔中，离心瓶内形成负压，通过加速-匀速-加速-匀速循环控制离心机速度，从而控制离心力，将标本液分次甩出至分离仓并逐渐分次推升分离仓液面，不断地将沉降速度略小的颗粒物推送至溢流口溢流至收集仓，从而实现近似沉降速度颗粒物的分离。

进一步地，所述离心瓶内设置有内瓶24，所述内瓶的内腔通过瓶内管29与所述细长管22相联通。

进一步地，所述离心瓶的内腔底部设置有与离心瓶上部空间相连通的空气腔28，所述空气腔与所述离心瓶上部空间通过气道5相连通。在离心瓶底部设置空气腔，可以适当减小离心机加速时由于标本液不断地被甩出而导致的压力变化率，使得离心机不需要太高的转速就可以将标本液甩出，同时可以增加细长管的长度，可以更好地控制标本液流出，同时也降低了离心半径，降低离心机负荷。

进一步地，所述内瓶24内设置有内管26，所述内管上部设置有穿孔27。

进一步地，所述细长管末端为低强度封闭端，所述分离仓底部35上对应所述细长管末端设置有尖刺部36。

进一步地，所述分离仓内设置有隔断圈37，所述隔断圈为上部外展两端开口的通道结构，其上端面高于溢流口，其下部为中心液道310，所述隔断圈的下端面下方设置有液流通道38。

进一步地，所述分离仓内壁与隔断圈37外壁围成分离腔311，所述分离腔的中部分别大于其上部、下部。

进一步地，所述中心液道310内设置有仓内管39。

进一步地，所述仓内管底部为盲端，并架设于分离仓底部之上，上端为开口端，所述仓内管的上端面312高于分离腔311的最大截面处。

本发明的递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置通过控制其转速从而控制离心力使得离心瓶内的标本液有序地进入分离仓中，逐步推升分离仓中各种颗粒物向出口方向移动，利用匀速转动时液体中颗粒物受到指向分离仓底部的离心力作用，从而使颗粒物向分离仓底部方向沉降，沉降速度大的颗粒物在相同时间内回移距离大，沉降速度小的颗粒物在相同时间内的回移距离小，进而在多次推升后拉开各种不同沉降速度颗粒物聚集范围，最终随着抬高的液面溢出分离仓到达收集仓。本发明的递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置简单，与淘洗转子离心法所用的淘洗转子离心装置相比，本发明结构极其简单，极大地节约了设备采购成本，同时也大量地节约了使用成本，与梯度密度法相比也不需要密度液作为细胞悬浮介质，生物活性保持良好，大量节约了使用成本，与普通离心装置相比不需要超长的行程，对离心机要求低，其分离效果还特别好，适合大面积推广使用。

附图说明

图1是用于本发明的一种递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置结构示意图；

图2是标本液封口体积V_f示意图；

图3是分离仓有效容积V_c示意图；

图4是V₁表示被甩出来的标本液体积；

图5是推升单元体积V₃示意图；

图6是分离仓锥形部最大截面处至溢出口的距离示意图；

图7是离心瓶添加标本液后的状态示意图；

图8是另一种递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置结构示意图；

图9是再一种递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置结构示意图；

其中，1、离心机转轴；2、离心瓶；21、密封盖；22、细长管；23、离心瓶底部；24、内瓶；29、瓶内管；25、溢流槽；26、内管；27、穿孔；28、空气腔；3、分离仓；31、锥形段；32、圆柱段；33、溢流口；34、外沿台；35、分离仓底部；36、尖刺部；37、隔断圈；38、液流通道；39、仓内管；310、中心液道；311、分离腔；312、仓内管上端面；4、收集仓；5、气道。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例是针对细微颗粒物特别是细胞级别的细微颗粒物所做出的发明，本文中“有一定差异”“较大”“较小”等术语也是针对细胞学等细微颗粒而言，并非机械、日常生活中所述的词汇术语。

如图1所示是本发明一种递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置，包括离心机，离心瓶2、分离仓3、收集仓4。离心机设置有离心机转轴1；离心瓶2的一端设置有密封盖21，另一端为离心瓶底部23，离心瓶底部23上设置有与离心瓶内腔相连通的细长管22；分离仓3包括相连通的上部、下部，上部为圆柱段32，下部为锥形段31，所述圆柱段32与所述锥形段31的大端相连，所述圆柱段32另一端为开口端，所述锥形段31小端为封闭的分离仓底部35，分离仓底部35可以是尖底的也可以平底，圆柱段开口处设置有外沿台34，在圆柱段32的开口端附近设置有若干连通分离仓3内部与外部的溢流口33，溢流口33可以是在外沿台与圆柱段之间设置的阶梯上开设的通孔或管道，也可以在圆柱段开口附近的管壁上开设的开口或管道；收集仓4为一敞口容器，分离仓3的外沿台34安装在收集仓4的敞口端，分离仓底部35朝向收集仓4；分离仓的外沿台34与离心瓶底部23相连，离心瓶的细长管22插入分离仓内并指向分离仓底部35，但离心瓶的细长管22末端不接触到分离仓底部35。离心瓶2、分离仓3、收集仓4组合成离心套件固定在离心机转轴1上的吊篮内随离心机转轴1旋转。

离心瓶2、分离仓3、收集仓4组合成离心套件后，分离仓3及收集仓4的内部均与大气相联通。

在另一个实施例中，如图8所示，所述离心瓶2内底部设置有与离心瓶上部空间相连通的空气腔28，所述空气腔28与所述离心瓶上部空间通过气道5相连通，在本实施例中，采用在离心瓶2内设置内瓶24，内瓶24外壁与离心瓶2的内壁间有气体通道5，所述内瓶24的底部有瓶内管29，所述内瓶24的内腔与离心瓶2的细长管22通过瓶内管29联通，瓶内管29的外壁与离心瓶2内壁间形成空气腔28，空气腔28与细长管22保持密封，所述空气腔28与所述离心瓶上部空间通过气道5相连通。在离心瓶底部设置空气腔，在不增加离心瓶整体高度的情况下，可以增加离心瓶内液面高度，适当减小由于标本液不断被甩出而导致的液压变化率，使得离心机不需要太高的转速就可以将离心瓶中的标本液全部甩出。

所述离心瓶2的内瓶24内设置有内管26，内管为两端开口的空心管，所述内管上部设置有穿孔27，下口端面与与内瓶24底部内壁之间有1mm左右间隙，当液面低于穿孔27时，内管26外的液体在离心机加速时会从内管26的下口间隙向内管内流动，从而在内瓶24底部形成由外向内的液流，以防止颗粒物附着于内瓶底部，内管26的上部设置环形溢流槽25，溢流槽的内环与内管一体化成型，环行溢流槽25的外环的外壁与内瓶24的内壁形成密封，内管26的上端与密封盖21之间有通气道，使得内管26的内腔与空气腔28联通。内管26的开口较小，且环形槽与内瓶24内腔密封，使用时将标本液加至有液体从内管上口溢出，然后吸出环形槽中的残液，即可保证标本液加量的准确性。

所述分离仓中设置有隔断圈37，所述隔断圈37为上口外展的两端开口的环形圈状，上口端面高于分离仓溢流口，上口外径小于分离仓圆柱段的内径，下口端面下有液流通道38，所述隔断圈37的外壁与分离仓的内壁围成分离腔311，分离腔311中间截面积最大，中间至两端的截面积逐渐变小，所述隔断圈内腔的中下部为中心液道310，所述离心瓶细长管22的开口位于中心液道310之上且高于分离腔311最大截面处，在离心机转速下降时，分离腔311中的标本液会从液流通道38并经中心液道310向离心瓶内回流，待分离腔311中的液面与离心瓶细长管22开口端面平齐时，分离腔311内的液体停止流动，由于分离腔311最大截面处上方的截面积逐渐变小，所以从分离腔中返流的液体量很小，从而使得分离腔内的颗粒物既有的有序分布状态不发生明显的改变，利用该特征可以将标本液吸回离心瓶中对离心瓶进行反冲洗，使附着在离心瓶内壁底部上的细胞脱离，再次进入标本液，从而提高标本液的细胞分离量，还可以通过该特征让离心瓶内吸入空气以降低离心机的转速。

在再一个实施例中，如图9所示，与前一实施例不同的是，减小了分离仓锥形段31的锥度以便取得更好的推升效果，增大了隔断圈37下部中心液道310的内径，为了减少分离后的残液，在中心液道310内，设置有仓内管39，所述仓内管39的外径小于中心液道310的内径，仓内管39上端开口，下端为盲端并设置于分离仓底部之上，所述细长管22末端为低强度封闭端，细长管经由仓内管39上端开口伸入到内腔但细长管端面不与仓内管39的底部接触，所述仓内管39的底部对应所述细长管末端设置有尖刺部36，在将离心瓶安装到分离仓上时便于刺破细长管的末端封闭部，打开从离心瓶到分离仓的通道。仓内管上端面312高于分离腔311的最大截面处，在离心机转速下降时，分离腔中的液面仅下降到与仓内管上端面312平齐，从而使得分离腔内的颗粒物既有的有序分布状态不发生明显的改变。

本装置主要用于离心分离收集生物细胞，特别是从粪便中提取直肠上皮细胞、从血液中分离淋巴细胞、胸腹水细胞分离、原代细胞分离、精子优选等商业应用中。

另外我们还提供一种递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的方法，对于近似沉降速度细微颗粒物的分离来说，虽然沉降速度相近，但毕竟只是近似，并不是相等，沉降速度仍然是有差别的，只不过是差别较小，一般的离心装置及方法无法将其离心分离开来。本实施例以分离粪便中的直肠上皮细胞为例：

利用前述递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置将粪便中的直肠上皮细胞分离出来的步骤如下：

将3-5g粪便标本与20-25ml保存液混合后得到原液，将原液经振荡过滤得到标本液，将离心瓶2的细长管22的出口密封，将标本液注入离心瓶2内，用密封盖21将离心瓶口部进行密封，本次实验使用的离心瓶容量为42ml，细长管长30mm，开口端内径2.2mm，离心瓶中标本液的加入量为20ml。粪便中含有直肠上皮细胞、杂质，相对来说，直肠上皮细胞的沉降速度较小，体积及密度较大的杂质沉降速度较大，当然也含有沉降速度与直肠上皮细胞极其近似的以及沉降速度更小的杂质。

将分离仓3安装于收集仓4上，去除离心瓶细长管22开口上的密封件，将离心瓶细长管22插入到分离仓3中后分离仓有效容积V_C为2.6ml(如图3所示),离心瓶底部搁置于分离仓3外沿台34上，然后将离心瓶2、分离仓3、收集仓4组合成离心套件固定在离心机转轴1上。

启动离心机，第一次加速，将离心机加速到速度N₁，使得离心瓶内标本液甩出V₁的标本液至分离仓中(如图4所示)，V₁略小于分离仓有效容积V_C，其中本次实验中V₁＝2.4ml，V_c＝2.6ml，然后以N₁匀速运行T₁时间，

离心机转速N₁根据下式确定：

N表示离心机转速，相应地，N₁表示离心机第一次加速后的转速，N₂表示离心机第二次加速后的转速，N_n表示离心机第n次加速后的转速；

V₀表示离心瓶添加标本液密封后离心瓶内空气体积，如图7所示；

V表示被甩出来的标本液体积，相应地，V₁表示第一次加速时被甩出来的标本液体积,V₂表示第二次加速时被甩出来的标本液体积，V_n表示第n次加速时被甩出来的标本液体积；

V_f表示细长管出口端被标本液淹没前离心瓶内流出的标本液量即封口体积(如图2所示)，K表示离心系数，根据下式计算：

其中R为实时离心半径，H为离心瓶内实时液面高度，ρ₁为标本液密度，P表示大气压。

T表示离心机匀速运行的时间，相应地，T₁表示离心机第一次加速后匀速运行的时间，T₂表示离心机第二次加速后匀速运行的时间，T_n表示离心机第n次加速后匀速运行的时间；在离心机匀速运行时，分离仓中的细胞、杂质均会回移，细胞的回移距离为b，离心机第一次匀速运行时细胞的回移距离为b₁，离心机第二次匀速运行时细胞的回移距离为b₂，离心机第n次匀速运行时细胞的回移距离为b_n，较大沉降速度的杂质的回移距离为c，离心机第一次匀速运行时杂质的回移距离为c₁，离心机第二次匀速运行时杂质的回移距离为c₂，离心机第n次匀速运行时杂质的回移距离为c_n。第一次加速后匀速运行的时间T₁应保证体积及密度较大的颗粒物能沉降至分离仓锥形部最大截面处之下，使得第二次加速时标本液进入分离仓时，没有体积及密度较大的颗粒物从分离仓随液体溢出至收集仓，T₁时间可以根据既往经验取最大值，也可以采用试错法进行试验取得。匀速运行T₁时间使得沉降速度较大的杂质向分离仓底部回移距离大于L，L表示分离仓椎形部最大截面处至溢出口之间的距离(如图6所示)。

第二次加速，将离心机加速到速度N₂，将离心瓶内标本液甩出V₂并使得有少量标本液从分离仓溢流至收集仓，然后匀速运行T₂时间；T₂时间应保证第三次有标本液进入分离仓时，没有体积及密度较大的杂质从分离仓随液体溢出至收集仓，T₂时间可以根据既往经验取最大值，也可以采用试错法进行试验取得；离心机转速N₂根据下式确定，

第三次加速，将离心机加速到速度N₃，将离心瓶内标本液甩出V₃并使得有与V₃等量的液体从分离仓溢流至收集仓，然后匀速运行T₃时间；匀速运行T₃时间使得沉降速度较小的细胞(直肠上皮细胞)回移距离b₃小于分离仓锥形部最大截面处上方标本液液柱推升距离a₃，沉降速度较大的杂质回移距离c₃大于或等于标本液液柱推升距离a₃；

a为推升距离，为被甩出来的标本液的体积在分离仓锥形部最大截面处上方对应的液柱高，如图5所示，相应地，离心机第二次加速时推升距离为a₂，离心机第n次加速时推升距离为a_n；当推升距离为a毫米时，分离仓锥形部最大截面处的液体朝出口方向推进了a毫米，原在此处标本液中的细胞及杂质也被向出口方向推进了a毫米。离心机转速N₃根据下式确定，

然后将离心机加速——匀速——加速——匀速……加速至N_n，共历经n次(本实施例中所有的n≥4)加速运行后最终停止离心机运行，匀速运行T_n时间使得沉降速度较小的细胞(直肠上皮细胞)回移距离b_n小于标本液液柱推升距离a_n，沉降速度较大的杂质回移距离c_n大于或等于标本液液柱推升距离a_n，最终把标本液中沉降速度较大的粪便杂质滞留在分离仓，将沉降速度较小的直肠上皮细胞推升经溢流口分离至收集仓。离心机转速N_n根据下式确定，

虽然我们知道颗粒物沉降速度规律，但计算各种颗粒物的实际沉降速度非常复杂，在实验中，我们往往采取“试错法”来评估颗粒物所需的沉降时间；自分离仓有液体溢出后，即第三次加速后，无论各阶段的推升距离是否相等，只要T_n＝a_nN₃ ²T₃/N_n ²a₃，就可以使得各种颗粒物的“推升/回移”率相等，也就是说，每一次“加速-匀速”达到的分离效果一致，这样，只需要通过对实验结果的观察不断调整T₃，并通过T₃计算出T_n，就能得到较为理想的分离效果。

在本实施例中，为了便于控制，第三次加速之后被甩出来的标本液体积均等于V₃，每次加速的推升距离相等，a_n＝a₃，其中n≥4，离心机转速N_n按照下式确定：

式中，N_n表示第n次加速后的转速(其中n≥4)，V₃表示最大截面上方产生推升距离a所需要的液量(如图5所示)，即长度为a的液柱段的体积，a可取0.1-Lmm范围内的任意值。

为了使得分离仓中特定颗粒物在各阶段匀速运行时的回移距离相等，则T_n＝N₃ ²T₃/N_n ²。

其工作原理为：在离心机开始运行后，标本液通过细长管被快速甩入分离仓使得分离仓中液面逐渐上升首先淹没细长管端口，离心瓶内标本液逐渐减少，离心瓶内空气体积不断变大而逐渐形成负压，当离心机逐渐加速至N₁时，离心瓶流出的标本液到达分离仓出口附近，接着以N₁的转速匀速运行T₁秒，离心力不再增加，离心瓶内负压作用于瓶内标本液的力与标本液受到的离心力平衡，离心瓶内的标本液不再流出，分离仓中悬浮在标本液中的细胞在离心力的作用下向分离仓底部回移，T₁相对于T₂、T₃来讲应适当加大，使分离仓上部液体中的杂质全部回移至分离仓锥形部最大截面之下。

离心机加速至N₂，有V₂标本液进入分离仓并使分离仓有少量液体溢出，然后以N₂匀速运行T₂时间；T₂应适当加大，使分离仓上部液体中的杂质全部回移至最大截面之下。

离心机加速至N₃，有V₃标本液进入分离仓并将最大截面处的液柱推升a₃，然后以N₃匀速运行T₃时间，密度及体积较小的直肠上皮细胞回移距离b₃小于a₃，密度及体积较大的杂质回移距离c₃大于a₃，离心机继续加速，由于分离仓已经完全充满液体，有等量的标本液进入就会产生等量的液体被推出，在之后的n次加速过程中，推升距离为a_n，靠近分离仓出口的标本液在被甩出来的标本液的推升下不断地经溢流口流入收集仓，该部分流入收集仓的标本液为最上层的保存液、细胞以及直径比细胞小的杂质，而沉降速度较大的杂质的回移距离c大于推升距离a而被永远限制在分离仓锥形部最大截面之下，永远也不会被推送出分离仓；沉降速度较小的直肠上皮细胞回移距离小于推升距离，在每一个加速、匀速的循环时，直肠上皮细胞在分离仓中的位置就上升一段距离，最终被推送出分离仓。

当离心机以N_n转速匀速运行时，颗粒物在离心力场中的回移速度U与离心力大小成正比，回移速度U＝Jr²(ρ₂-ρ₁)α，沉降移动系数J的大小与液体粘度、颗粒物密集程度等有关，由于所有颗粒物处于同一个液体体系内，对所有颗粒物而言，J值相等，决定其速度差异的是其本身的密度及体积，密度及体积大的回移速度快，密度及体积小的回移速度慢，回移距离等于回移速度与回移时间的乘积，在T_n时间内，不同沉降速度的颗粒回移距离不同从而将不同沉降速度的颗粒分离开，这样可以将大部分杂质分离，得到含杂质较少的标本液。

本实施例中V₀＝22ml，V₁＝2.4ml，V_f＝0.1ml，R＝11.6cm，H＝6.4cm，ρ₁＝1.015，N₁＝355转/分钟，T₁＝200秒，转速达到N₁时，从离心瓶中被甩出来的标本液刚好达到溢流口下方附近。

N₂＝372转/分钟，T₂＝100秒，转速达到N₂时，有少许液体从溢流口流出。

N₃＝388转/分钟，T₃＝52秒，转速达到N₃时，推升单元体积V₃＝0.25ml，推升距离a＝1mm,上皮细胞回移距离小于0.9mm。

在本实施例中，为了便于控制，自N₃之后，每次抛出的液体体积都相等，分离仓中的颗粒物在离心机每次加速时被推升的距离a都相等，

经过10-20次推升回移循环后，沉降速度相对较小的直肠上皮细胞(直径10um-20um)、大肠杆菌(直径5um-8um)、及直径较小(＜20um)的颗粒物逐渐推升至分离仓出口并最终溢出至收集仓，而直径及密度较大的颗粒物及各种结晶体(密度1.5g/cm³-2.4g/cm³)被滞留于分离仓中。

待上述分离过程完成后，将收集仓中的分离液按此方法进行第二次分离实验，使直肠上皮细胞滞留在分离仓中，而将大肠杆菌及直径＜10um的颗粒物分离至收集仓，通过两次分离，我们就分离掉绝大部分杂质，只有那些沉降速度与直肠上皮细胞基本一致的杂质混合于分离过的标本中，满足观察诊断的要求。

根据同样的技术原理，我们也可以从血液中分离单一细胞成份，从原代细胞培养基中分离目标细胞，从胸腹水中分离特定细胞，从精液中去除白细胞及死细胞以及其它一些沉降速度有一定差异的多种颗粒物的分离。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置，其特征在于，包括离心瓶(2)、分离仓(3)、收集仓(4)，所述离心瓶(2)安装在所述分离仓(3)上；所述分离仓安装在所述收集仓(4)上，所述离心瓶的上部设置有密封盖(21)，所述离心瓶的底部(23)上设置有细长管(22)，所述细长管(22)朝向所述所述分离仓(3)，所述的细长管(22)与所述分离仓(3)的底部(35)之间设置有液流通道(38)，所述分离仓的顶部设置有连通收集仓的溢流口(33)。

2.根据权利要求1所述的递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置，其特征在于，所述离心瓶内设置有内瓶(24)，所述内瓶的内腔通过瓶内管(29)与所述细长管(22)相联通。

3.根据权利要求1所述的递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置，其特征在于，所述离心瓶的内腔底部设置有与离心瓶上部空间相连通的空气腔(28)，所述空气腔与所述离心瓶上部空间通过气道(5)相连通。

4.根据权利要求2所述的递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置，其特征在于，所述内瓶(24)内设置有内管(26)，所述内管上部设置有穿孔(27)。

5.根据权利要求1所述的递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置，其特征在于，所述细长管末端为低强度封闭端，所述分离仓底部(35)上对应所述细长管末端设置有尖刺部(36)。

6.根据权利要求1所述的递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置，其特征在于，所述分离仓内设置有隔断圈(37)，所述隔断圈为上部外展两端开口的结构，其上端面高于溢流口，其下部为中心液道(310)，所述隔断圈的下端面下方设置有液流通道(38)。

7.根据权利要求6所述的递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置，其特征在于，所述分离仓内壁与隔断圈(37)外壁围成分离腔(311)，所述分离腔的中部分别大于其上部、下部。

8.根据权利要求6所述的递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置，其特征在于，所述中心液道(310)内设置有仓内管(39)。

9.根据权利要求8所述的递进加速离心分离近似沉降速度细微颗粒物的装置，其特征在于，所述仓内管底部为盲端，并架设于分离仓底部之上，上端为开口端，所述仓内管的上端面(312)高于分离腔(311)的最大截面处。

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