血液離心機(jī)是利用離心力分離血液成分的專用設(shè)備,其工作原理基于離心沉降現(xiàn)象,即通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生強(qiáng)大的離心力,使血液中不同密度的成分在離心力作用下發(fā)生沉降分離。以下從核心原理、分離過(guò)程、關(guān)鍵參數(shù)等方面詳細(xì)說(shuō)明:
離心力的產(chǎn)生
離心機(jī)的轉(zhuǎn)子(放置血液樣本的部件)高速旋轉(zhuǎn)時(shí),會(huì)產(chǎn)生一個(gè)遠(yuǎn)大于重力的離心力(通常以相對(duì)離心力 RCF 表示,單位為 g,即重力加速度的倍數(shù))。
例如:當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為 3000 轉(zhuǎn) / 分鐘(rpm)時(shí),產(chǎn)生的離心力可達(dá)數(shù)百至數(shù)千 g,遠(yuǎn)超過(guò)地球重力(1g)。
血液成分的密度差異
血液由血漿(密度約 1.025-1.030g/cm3)和血細(xì)胞(包括紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板)組成,各類成分密度不同:
沉降分離的過(guò)程
在離心力作用下,密度大的成分(如紅細(xì)胞)會(huì)向離心管底部(轉(zhuǎn)子外側(cè))沉降,密度小的成分(如血漿)則留在上層,中等密度的成分(如白細(xì)胞、血小板)分布在中間層(稱為 “血沉棕黃層")。
這種分離效果類似 “泥沙在水中高速旋轉(zhuǎn)時(shí)下沉,清水在上層" 的現(xiàn)象。
轉(zhuǎn)速(rpm)與離心力(RCF)
離心力是決定分離速度和效果的核心參數(shù),計(jì)算公式為:
RCF = 1.118 × 10?? × r × n2
(其中:r 為離心半徑,即轉(zhuǎn)子中心到離心管底部的距離,單位 cm;n 為轉(zhuǎn)速,單位 rpm)
離心時(shí)間
離心時(shí)間需根據(jù)所需分離的成分調(diào)整:
溫度
部分血液成分(如凝血因子)對(duì)溫度敏感,需在低溫(如 4℃)下離心,避免成分失活,因此許多血液離心機(jī)配備制冷功能。
血液離心機(jī)的分離結(jié)果直接服務(wù)于臨床檢測(cè)或血液制品制備:
總之,血液離心機(jī)通過(guò) “高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力→利用血液成分密度差異→實(shí)現(xiàn)分層沉降" 的原理,精準(zhǔn)分離血液中的不同成分,為醫(yī)學(xué)檢測(cè)和治療提供基礎(chǔ)。其設(shè)計(jì)需兼顧離心力、時(shí)間、溫度等參數(shù),以保證分離效果和成分活性。