血液離心機是利用離心力分離血液成分的專用設備,其工作原理基于離心沉降現象,即通過高速旋轉產生強大的離心力,使血液中不同密度的成分在離心力作用下發生沉降分離。以下從核心原理、分離過程、關鍵參數等方面詳細說明:
離心力的產生
離心機的轉子(放置血液樣本的部件)高速旋轉時,會產生一個遠大于重力的離心力(通常以相對離心力 RCF 表示,單位為 g,即重力加速度的倍數)。
例如:當轉子轉速為 3000 轉 / 分鐘(rpm)時,產生的離心力可達數百至數千 g,遠超過地球重力(1g)。
血液成分的密度差異
血液由血漿(密度約 1.025-1.030g/cm3)和血細胞(包括紅細胞、白細胞、血小板)組成,各類成分密度不同:
沉降分離的過程
在離心力作用下,密度大的成分(如紅細胞)會向離心管底部(轉子外側)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時下沉,清水在上層” 的現象。
轉速(rpm)與離心力(RCF)
離心力是決定分離速度和效果的核心參數,計算公式為:
RCF = 1.118 × 10?? × r × n2
(其中:r 為離心半徑,即轉子中心到離心管底部的距離,單位 cm;n 為轉速,單位 rpm)
離心時間
離心時間需根據所需分離的成分調整:
溫度
部分血液成分(如凝血因子)對溫度敏感,需在低溫(如 4℃)下離心,避免成分失活,因此許多血液離心機配備制冷功能。
血液離心機的分離結果直接服務于臨床檢測或血液制品制備:
總之,血液離心機通過 “高速旋轉產生離心力→利用血液成分密度差異→實現分層沉降” 的原理,精準分離血液中的不同成分,為醫學檢測和治療提供基礎。其設計需兼顧離心力、時間、溫度等參數,以保證分離效果和成分活性。