Himac CR22N高速低温离心机R14A角转头性能一瞥

       在进口品牌落地式高速离心机大容量角转头中，Himac CR22N配属的R14A极为特别。

       无论日系厂商Kubota的AG-2506和Himac的R13A、R12A3，美系Beckman JA16.250、JA14或Sorvall LYNX 4000、LYNX 6000用的Fiberlite F14-6 x 250y，工作容量都是6×250mL，唯独R14A额定容量为4×250mL。要知道，工业产品领域，多一个转头意味着要投资开发一套新模具，除非该转头确有特殊性能添补市场空白或绝对价格竞争优势并具有一定市场前景。                                           

       从工作转速看，除了Beckman JA16.250(最高转速16000rpm)，其它250mL角转头，转速或与R14A持平（如Beckman JA14和Sorvall F14-6x250y），或低于R14A（如Himac R13A和R12A3，Kubota AG-2506）。转头最大相对离心力（RCF）和平均相对离心力两项指标，R14A仅次于Beckman JA16.250，在所有250mL高速角转头中位居第二，高于相同额定转速的Beckman JA14和Sorvall F14-6x250y。

       离心机转头k因子是衡量转头将溶液中细微样品颗粒汇聚成较大颗粒转变为沉淀的效率，即制粒效率（pelleting efficiency）指标。k 因子可通过下图中公式(1)计算：

       公式(1)中：Rmax 是转头最大半径，Rmin 是最小半径，二者比值的自然对数，与k因子成正比。同一款转头的k因子视工作转速而定。转速高，则k因子小。制造商官方技术资料所列的k因子值，通常是指最大额定转速和离心瓶满载情况下计算值。由上图可知，同一离心瓶置于不同角转头中时，转头倾角大，则离心时Rmax/Rmin比值大、颗粒离心沉降路径长，沉淀生成效率低，k 因子大。

       公式(2)中：s代表特定样品的沉降系数，与样品颗粒和样品溶液粘性与密度等理化属性有关。t代表样品颗粒完成沉降所需的离心时间（单位：小时）。相同样品沉降系数相同，则完成离心所需时间与所用转头k 因子成正比。转头k 因子大，则离心时间长，离心效率低。

       由此可见：相同样品，相同离心转速下，转头倾角大，则k因子大，离心效率低；工作转速高，平均RCF大，则样品克服溶液阻力聚集和沉降速度快高，k因子小，离心效率高。简言之，k因子越小，离心分离效能更优。

       尽管R14A转头倾角是上述几款角转头中最大者，但计算表明，当工作转速≤14000rpm时，其k因子是上述转头中最小者。这意味着，在相同转速（≤14000rpm）和离心时间设定条件下，R14A样品效能超过上述所有角转头，样品沉淀产量更高。因此，特别适合实验室生产质粒的工程菌、rAAV载体扩增用HEK293系列转染细胞、间充质基质细胞(mesenchymal stromal cells, MSCs)小规模扩增等离心应用。

进口品牌高速离心机250ml离心瓶转头技术性能表

       有其利必有其弊。

       公示(3)表明，转头相对离心力(RCF)与离心半径r成正比。要实现同等转速下RCF最大，只能是增大转头尺寸以延长转头有效离心半径。转头半径增加后，则离心过程材料内部承受离心力增加，对转头结构强度要求随之增加。所以，R14A转头只能舍弃6×250ml结构而采用4×250mL设计方案。转头体积增加同时又减少了两个离心孔位，使得R14A转头自重增加，近17公斤。转头质量大，则运动惯性大，其结果必然是转头启动的加速和刹车的减速过程耗时相应延长。

       令人欣慰的是，R14A售价是上述转头中的最低者，在处理通量满足实验设计要求时，的确具有极高性价比。