血液離心機的工作原理

一、核心原理：離心力與沉降速度

1. 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）。
2. 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：

• 紅細胞：密度最大（約 1.090g/cm3）

• 白細胞和血小板：密度中等（約 1.075-1.085g/cm3）

• 血漿：密度最小

3. 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。

二、關鍵參數對分離效果的影響

1. 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）

• 低速離心（如 3000rpm 以下）：可分離血漿和血細胞（如普通血常規檢測）。

• 高速離心（如 10000rpm 以上）：可進一步分離血漿中的蛋白質（如白蛋白、球蛋白）。

2. 離心時間
   離心時間需根據所需分離的成分調整：

• 分離血漿和紅細胞：通常需 5-10 分鐘（低速離心）。

• 分離血小板：需控制時間和轉速，避免過度離心導致血小板破裂。

3. 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。

三、應用場景與分離結果

• 臨床檢驗：分離血漿用于生化指標（如血糖、肝功能）檢測；分離血細胞用于細胞計數、形態分析等。

• 血液制品制備：分離血小板用于輸血；分離血漿用于制作白蛋白、免疫球蛋白等。