离心浓缩过程中影响样品温度的关键因素

离心浓缩过程中影响样品温度的关键因素

在样品干燥过程中，如何实现低温干燥以保护热敏性样品的活性，是用户关注的核心问题。随着离心浓缩仪在蛋白组学、代谢组学、刑侦缉毒等领域的广泛应用，许多对温度敏感的样品（如易失活酶、不稳定代谢物及痕量毒物）的浓缩过程必须精准控制在室温或更低温度下进行。那么离心浓缩仪是如何实现的？本文将深入解析离心浓缩仪的低温浓缩原理，并详细分析影响样品温度的关键因素，为实验人员优化干燥条件提供科学依据。

样品温度≠加热温度

我们知道在使用真空离心浓缩仪的时候，需要设置两个关键参数：温度、真空度，二者最大限度的影响蒸发速率，但样品温度≠加热温度。因为真空离心浓缩仪利用降低真空可降低样品沸点的原理而设计，这意味着，沸点随着真空度的降低而降低。以水为例，常压下的沸点是100℃。当降低其系统内的真空度时，8mbar下水的沸点为4℃（如下图所示）。所以当水在8mbar下蒸发进行时，样品温度=沸点温度=4℃，其可安全的在低温下进行。

在使用真空离心浓缩仪时，样品温度呈现动态变化特征：在溶剂蒸发阶段，样品温度维持在沸点温度；当蒸发完成后，温度将逐渐上升并最终趋近于设定温度。所以这对浓缩仪的精准控温提出的要求，带有温控系统是必要的。

加热温度越高，蒸发越快

溶剂去除系统利用热能输入促使溶剂蒸发，在此过程中热量与样品温度既密切相关又存在本质区别。二者的关系可通过热力学公式

Q = mcΔT

定量描述：当系统处于相变阶段时，吸收的热能主要用于克服分子间作用力以实现相态转变，此时系统温度保持恒定。值得注意的是，热量输入速率与蒸发速率呈正相关关系，即加热温度越高，蒸发越快。

结论

在使用真空离心浓缩仪时，蒸发时样品温度与样品本身特性和真空度有关，与设定温度无关，但加热温度越高，蒸发越快。当蒸发完成后，样品温度将逐渐上升并最终趋近于设定温度，这时一台带有温控系统的浓缩仪是非常必要的。