在努力追求良好的樣品分離效果時，選擇正確合適的離心轉子與耗材是非常關鍵的一步，為什么必須“先選轉子、再談實驗"？

今天的離心課堂將詳細介紹不同的離心轉子與耗材及其適用場景。

轉子是離心機分離樣品的核心部件，它的轉速與轉子的材料及強度有關。轉子有四種常見類型，分別是定角轉子、水平轉子、垂直轉子、近垂直轉子，此外，利用離心的原理，可以設計出一些其他不同類型的轉子，以實現(xiàn)一些特殊的樣品分離，主要包括連續(xù)流轉子、區(qū)帶轉子等。

定角轉子是所有轉子中能實現(xiàn)最快沉淀：把“稀樣品"變“濃縮沉淀"，且能耐受最高RCF（圖1）。在離心過程中，離心管與軸之間的角度是固定的，通常在20°到45°之間。離心時，樣品會首先沉淀到離心管側壁，然后下滑至離心管的外側底部聚集，形成不對稱的沉淀帶，這種現(xiàn)象稱為壁部效應（圖2）。

離心瓶材質包括聚碳酸酯（PC）和聚丙烯（PP）。離心瓶包含可使瓶子密封的蓋子、內塞等蓋子組件，蓋子有金屬蓋和塑料蓋。通過這樣的三件式密封帽組件，實現(xiàn)防漏封閉。離心瓶可以多次回收利用，支持較大體積的樣品離心（圖3）。

為應對使用角轉子產生的壁部效應，通常會選用水平轉子。在離心過程中，離心管與軸之間的角度從開始0°變成90°，停止時又成為0°。由于其長距離通徑，可在無擾動的條件下得到最好的分辨率；可以使用開口離心管，裝卸樣品量較大。自我平衡修正技術在水平轉子上的應用給一些特殊樣品的分離帶來了方便（如臨床上離心采血管）（圖4）。

蔗糖墊液（sucrose cushion）是沉淀法里“保活"脆弱顆粒的常用緩沖策略。在管底鋪一層20–30% (w/v) 蔗糖溶液，樣品層在上；離心時顆粒先穿過低黏度樣品區(qū)，最后“軟著陸"在高密度墊層頂部，避免直接撞擊管底，既減震又濃縮，還能把大部分雜蛋白擋在上清里。例如，通過在離心管底部鋪設4mL 30%蔗糖墊液來替代蔗糖密度梯度離心步驟，同樣可以獲得完整、均一的外泌體。

• 材質：聚丙烯材質（PP）/ Ultra-Clear超凈材質（PETG）；

• 一次性使用，可穿刺取樣；

• 加樣體積：樣品應加至距管頂2-3mm左右，以便支撐離心管。

• 材質：聚丙烯材質（PP）/ 聚碳酸酯（PC）；

• 可回收利用，無法穿刺取樣；

• 加樣體積：至少超過1/2離心管體積。

分離機理與固定轉子相似，但與軸之間的角度為0°。密度載量高，樣品密度可達1.7g/ml，是最高分辨率的等密度梯度離心選擇，兩個小時就可以完成質粒DNA的分離（圖6）。當樣品溶液中存在完全上浮/沉淀的雜質時不推薦使用，也不可用于一般離心沉淀。

其設計基于垂直轉子，彌補沉淀回收率的不足，離心管與軸之間的角度小于10°。近垂直轉子可承受與垂直轉子同樣的速度，但可以達到固定轉子所能達到的分離樣品的純度。分離較快，而且密度可達1.7g/ml（圖7）。

• 材質：聚丙烯材質（PP）/ Ultra-Clear超凈材質（PETG）；

• 一次性使用，可穿刺取樣；

• 手動加熱封口。

一次性使用的快封管在加樣后需要使用熱封器封口，對于有放射性、致病性或污染性的樣品可使用快封管。快封管的材質包括聚丙烯材質（PP）以及超凈材質（UC）。

按照頂部結構的不同，快封管可分為圓頂型與鐘頂型；按照底部結構的不同分為圓底型與錐底型。需要搭配不同的適配器進行離心（圖9）。

指封管是專為某些轉子設計的一次性使用的離心管，有圓頂和鐘頂兩種類型。指封管配有塑料密封塞，無需使用工具或加熱即可方便、快速使用。在離心過程中需要管塞（spacer）來密封管子并支撐管子頂部，放置管塞后可確保指封管密封（圖10）。

四種常見的轉子類型在樣品的分離純度和離心效率上各有取舍優(yōu)劣，大家可根據(jù)實驗的需要選擇最合適的轉子（圖11）。一般來說，臺式離心機和落地高速離心機都以定角轉子和水平轉子為主，超速離心機上如果涉及一些需要超長離心時間的實驗（例如等密度梯度離心），則可選擇垂直或近垂直轉子來提高實驗的效率。

除了常規(guī)的水平、定角、垂直轉子外，連續(xù)流轉子（continuous-flow rotor）與區(qū)帶轉子（zonal rotor）是兩種專為“大體積、連續(xù)化、制備級"場景設計的特殊轉頭。二者結構類似——均為“無離心管"的桶式腔體，并帶中央進/出液口，但工作原理與典型應用截然不同，可視為工業(yè)級離心應用的兩大支柱。

連續(xù)流轉子的目的是把“低固含量、大體積"料液連續(xù)濃縮成“小體積漿"——先澄清、后富集，且無需梯度液。含有顆粒的液體（樣品）可以連續(xù)地流進正以選定速度運行的轉子，顆粒從液流中沉淀下來，而無顆粒的澄清液體流出，實現(xiàn)“邊進邊出"。壁環(huán)積滿后停機，人工刮出或反向沖洗收獲沉淀。連續(xù)流離心是一種省時的實驗方法，可在離心力較高的條件下離心，而且不需耗費許多時間灌注或傾倒數(shù)目眾多的離心管（圖12-13）。

區(qū)帶轉子根據(jù)樣品在密度梯度液中的沉降系數(shù)或者密度的不同，可以實現(xiàn)在“超大體積"內做高分辨率密度梯度區(qū)帶離心——制備純病毒、亞細胞器、VLP、質粒等。其轉子核心組件將轉頭缽體分為四個部分，當轉頭在低速運行時，通過一個可拆卸的密封加樣組件將梯度液泵入轉頭，密度較低的梯度液先注入，順次泵入密度較高的梯度液，形成徑向線性梯度。然后加入樣品，密封后升速，顆粒會按S值/浮密度徑向遷移，形成多個同心圓區(qū)帶。分離結束后降回低速，泵入置換液，各區(qū)帶依次被頂出并分段收集。區(qū)帶轉頭適用于大體積（約50mL/分鐘，或3L/小時）樣品密度梯度離心，多數(shù)情況下，可使用與水平轉頭幾乎相同的密度梯度離心條件進行分離（圖14-15）。

Ti-15區(qū)帶轉子根據(jù)料液固體含量與目標純度，可先“連續(xù)流"富集，再“區(qū)帶"精分，兩級串聯(lián)已成為疫苗、病毒載體、外泌體工業(yè)線的標準配置。

最后，對用于不同類型轉子中的離心管，我們也列出了建議的加樣量，避免離心管在高速旋轉中擠壓變形，影響實驗結果。

對于一些特殊性質的液體，為了防止離心失敗和珍貴的樣品損失，在實驗前應先查詢一下離心管/離心瓶材質的耐化學腐蝕性。貝克曼庫爾特生命科學離心管的化學耐受性查詢可通過“貝克曼庫爾特生命科學"官方微信公眾號對話欄中的“產品服務——實用查詢"功能進行查詢（圖17）。

根據(jù)查詢結果，耐受性為“S"為“satisfactory resistance"，表示耐受性較強；“M"為“marginal resistance"，表示耐受性一般；“U"為“unsatisfactory resistance"，表示不耐受，耐受性較差。

同時，可以登入小貝學習中心（）查看轉子及耗材操作視頻，專題應用講座等資源（圖18）。

本次離心知識大闖關系列活動即將告一段落，在這三期的分享中，大家是否掌握了有用的知識？小貝離心課堂今后也會繼續(xù)推出一些實用離心知識，期待與大家的再次見面！