離心濃縮過程中影響樣品溫度的關鍵因素

在樣品干燥過程中，如何實現低溫干燥以保護熱敏性樣品的活性，是用戶關注的核心問題。隨著離心濃縮儀在蛋白組學、代謝組學、刑偵緝毒等領域的廣泛應用，許多對溫度敏感的樣品（如易失活酶、不穩(wěn)定代謝物及痕量毒物）的濃縮過程必須精準控制在室溫或更低溫度下進行。那么離心濃縮儀是如何實現的？本文將深入解析離心濃縮儀的低溫濃縮原理，并詳細分析影響樣品溫度的關鍵因素，為實驗人員優(yōu)化干燥條件提供科學依據。

樣品溫度≠加熱溫度

我們知道在使用真空離心濃縮儀的時候，需要設置兩個關鍵參數：溫度、真空度，二者最大限度的影響蒸發(fā)速率，但樣品溫度≠加熱溫度。因為真空離心濃縮儀利用降低真空可降低樣品沸點的原理而設計，這意味著，沸點隨著真空度的降低而降低。以水為例，常壓下的沸點是100℃。當降低其系統(tǒng)內的真空度時，8mbar下水的沸點為4℃（如下圖所示）。所以當水在8mbar下蒸發(fā)進行時，樣品溫度=沸點溫度=4℃，其可安全的在低溫下進行。

在使用真空離心濃縮儀時，樣品溫度呈現動態(tài)變化特征：在溶劑蒸發(fā)階段，樣品溫度維持在沸點溫度；當蒸發(fā)完成后，溫度將逐漸上升并最終趨近于設定溫度。所以這對濃縮儀的精準控溫提出的要求，帶有溫控系統(tǒng)是必要的。

加熱溫度越高，蒸發(fā)越快

溶劑去除系統(tǒng)利用熱能輸入促使溶劑蒸發(fā)，在此過程中熱量與樣品溫度既密切相關又存在本質區(qū)別。二者的關系可通過熱力學公式

Q = mcΔT

定量描述：當系統(tǒng)處于相變階段時，吸收的熱能主要用于克服分子間作用力以實現相態(tài)轉變，此時系統(tǒng)溫度保持恒定。值得注意的是，熱量輸入速率與蒸發(fā)速率呈正相關關系，即加熱溫度越高，蒸發(fā)越快。 

結論

在使用真空離心濃縮儀時，蒸發(fā)時樣品溫度與樣品本身特性和真空度有關，與設定溫度無關，但加熱溫度越高，蒸發(fā)越快。當蒸發(fā)完成后，樣品溫度將逐漸上升并最終趨近于設定溫度，這時一臺帶有溫控系統(tǒng)的濃縮儀是非常必要的。