血液离心机的工作原理

一、核心原理：离心力与沉降速度

1. 离心力的产生
   离心机的转子（放置血液样本的部件）高速旋转时，会产生一个远大于重力的离心力（通常以相对离心力 RCF 表示，单位为 g，即重力加速度的倍数）。
   例如：当转子转速为 3000 转 / 分钟（rpm）时，产生的离心力可达数百至数千 g，远超过地球重力（1g）。
2. 血液成分的密度差异
   血液由血浆（密度约 1.025-1.030g/cm³）和血细胞（包括红细胞、白细胞、血小板）组成，各类成分密度不同：

• 红细胞：密度最大（约 1.090g/cm³）

• 白细胞和血小板：密度中等（约 1.075-1.085g/cm³）

• 血浆：密度最小

3. 沉降分离的过程
   在离心力作用下，密度大的成分（如红细胞）会向离心管底部（转子外侧）沉降，密度小的成分（如血浆）则留在上层，中等密度的成分（如白细胞、血小板）分布在中间层（称为 “血沉棕黄层"）。
   这种分离效果类似 “泥沙在水中高速旋转时下沉，清水在上层" 的现象。

二、关键参数对分离效果的影响

1. 转速（rpm）与离心力（RCF）
   离心力是决定分离速度和效果的核心参数，计算公式为：
   RCF = 1.118 × 10⁻⁵ × r × n²
   （其中：r 为离心半径，即转子中心到离心管底部的距离，单位 cm；n 为转速，单位 rpm）

• 低速离心（如 3000rpm 以下）：可分离血浆和血细胞（如普通血常规检测）。

• 高速离心（如 10000rpm 以上）：可进一步分离血浆中的蛋白质（如白蛋白、球蛋白）。

2. 离心时间
   离心时间需根据所需分离的成分调整：

• 分离血浆和红细胞：通常需 5-10 分钟（低速离心）。

• 分离血小板：需控制时间和转速，避免过度离心导致血小板破裂。

3. 温度
   部分血液成分（如凝血因子）对温度敏感，需在低温（如 4℃）下离心，避免成分失活，因此许多血液离心机配备制冷功能。

三、应用场景与分离结果

• 临床检验：分离血浆用于生化指标（如血糖、肝功能）检测；分离血细胞用于细胞计数、形态分析等。

• 血液制品制备：分离血小板用于输血；分离血浆用于制作白蛋白、免疫球蛋白等。