離心機可分為工業(yè)用離心機和實(shí)驗用離心機。實(shí)驗用離心機又分為制備性離心機和分析性離心機，制備性離心機主要用于分離各種生物材料，每次分離的樣品容量比較大，分析性離心機一般都帶有光學(xué)系統，主要用于研究純的生物大分子和顆粒的理化性質(zhì)，依據待測物質(zhì)在離心場(chǎng)中的行為（用離心機中的光學(xué)系統連續監測），能推斷物質(zhì)的純度、形狀和分子量等。分析性離心機都是超速離心機。

1. 制備性離心機可分為三類(lèi)：
⑴ 普通離心機：zui大轉速6000rpm左右，zui大相對離心力近6000×g，容量為幾十毫升至幾升，分離形式是固液沉降分離，轉子有角式和外擺式，其轉速不能?chē)栏窨刂?，通常不帶冷凍系統，于室溫下操作，用于收集易沉降的大顆粒物質(zhì)，如紅血球、酵母細胞等。這種離心機多用交流整流子電動(dòng)機驅動(dòng)，電機的碳刷易磨損，轉速是用電壓調壓器調節，起動(dòng)電流大，速度升降不均勻，一般轉頭是置于一個(gè)硬質(zhì)鋼軸上，因此地平衡離心管及內容物就極為重要，否則會(huì )損壞離心機。

⑵高速冷凍離心機：zui大轉速為20000～25000rpm（r/min），zui大相對離心力為89000×g，zui大容量可達3升，分離形式也是固液沉降分離，轉頭配有各種角式轉頭、蕩平式轉頭、區帶轉頭、垂直轉頭和大容量連續流動(dòng)式轉頭、一般都有制冷系統，以消除高速旋轉轉頭與空氣之間摩擦而產(chǎn)生的熱量，離心室的溫度可以調節和維持在0～40C，轉速、溫度和時(shí)間都可以嚴格準確地控制，并有指針或數字顯示，通常用于微生物菌體、細胞碎片、大細胞器、硫銨沉淀和免疫沉淀物等的分離純化工作，但不能有效地沉降病毒、小細胞器（如核蛋白體）或單個(gè)分子。

⑶ 超速離心機：轉速可達50000～80000rpm，相對離心力zui大可達510000×g，zui的生產(chǎn)廠(chǎng)商有美國的貝克曼公司和日本的日立公司等，離心容量由幾十毫升至2升，分離的形式是差速沉降分離和密度梯度區帶分離，離心管平衡允許的誤差要小于0.1克。超速離心機的出現，使生物科學(xué)的研究領(lǐng)域有了新的擴展，它能使過(guò)去僅僅在電子顯微鏡觀(guān)察到的亞細胞器得到分級分離，還可以分離病毒、核酸、蛋白質(zhì)和多糖等。
超速離心機主要由驅動(dòng)和速度控制、溫度控制、真空系統和轉頭四部分組成。超速離心機的驅動(dòng)裝置是由水冷或風(fēng)冷電動(dòng)機通過(guò)精密齒輪箱或皮帶變速，或直接用變頻感應電機驅動(dòng)，并由微機進(jìn)行控制，由于驅動(dòng)軸的直徑較細，因而在旋轉時(shí)此細軸可有一定的彈性彎曲，以適應轉頭輕度的不平衡，而不致于引起震動(dòng)或轉軸損傷，除速度控制系統外，還有一個(gè)過(guò)速保護系統，以防止轉速超過(guò)轉頭zui大規定轉速而引起轉頭的撕裂或爆炸，為此，離心腔用能承受此種爆炸的裝甲鋼板密閉。
溫度控制是由安裝在轉頭下面的紅外線(xiàn)射量感受器直接并連續監測離心腔的溫度，以保證更準確更靈敏的溫度調控，這種紅外線(xiàn)溫控比高速離心機的熱電偶控制裝置更敏感，更準確。
超速離心機裝有真空系統，這是它與高速離心機的主要區別。離心機的速度在2000rpm以下時(shí)，空氣與旋轉轉頭之間的磨擦只產(chǎn)生少量的熱，速度超過(guò)20000 rpm時(shí)，由磨擦產(chǎn)生的熱量顯著(zhù)增大，當速度在40000rpm以上時(shí)，由磨擦產(chǎn)生的熱量就成為嚴重問(wèn)題，為此，將離心腔密封，并由機械泵和擴散泵串聯(lián)工作的真空泵系統抽成真空，溫度的變化容易控制，磨擦力很小，這樣才能達到所需的超高轉速。

2. 轉頭： 
⑴角式轉頭：角式轉頭是指離心管腔與轉軸成一定傾角的轉頭。它是由一塊完整的金屬制成的，其上有4～12個(gè)裝離心管用的機制孔穴，即離心管腔，孔穴的中心軸與旋轉軸之間的角度在20～40度之間，角度越大沉降越結實(shí)，分離效果越好。這種轉頭的優(yōu)點(diǎn)是具有較大的容量，且重心低，運轉平衡，壽命較長(cháng)，顆粒在沉降時(shí)先沿離心力方向撞向離心管，然后再沿管壁滑向管底，因此管的一側就會(huì )出現顆粒沉積，此現象稱(chēng)為“壁效應”，壁效應容易使沉降顆粒受突然變速所產(chǎn)生的對流擾亂，影響分離效果。

⑵水平式轉頭：這種轉頭是由吊著(zhù)的4或6個(gè)自由活動(dòng)的吊桶（離心套管）構成。當轉頭靜止時(shí)，吊桶垂直懸掛，當轉頭轉速達到每分鐘200到800轉時(shí)，吊桶蕩至水平位置，這種轉頭做密度梯度區帶離心，其優(yōu)點(diǎn)是梯度物質(zhì)可放在保持垂直的離心管中，離心時(shí)被分離的樣品帶垂直于離心管縱軸，而不像角式轉頭中樣品沉淀物的界面與離心管成一定角度，因而有利于離心結束后由管內分層取出已分離的各樣品帶。其缺點(diǎn)是顆粒沉降距離長(cháng)，離心所需時(shí)間也長(cháng)。

⑶區帶轉頭：區帶轉頭無(wú)離心管，主要由一個(gè)轉子桶和可旋開(kāi)的頂蓋組成，轉子桶中裝有十字型隔板裝置，把桶內分隔成四個(gè)或多個(gè)扇形小室，隔板內有導管，梯度液或樣品液從轉頭中央的進(jìn)液管泵入，通過(guò)這些導管分布到轉子四周，轉頭內的隔板可保持樣品帶和梯度介質(zhì)的穩定。沉降的樣品顆粒在區帶轉頭中的沉降情況不同于角式和外擺式轉頭，在徑向的散射離心力作用下，顆粒的沉降距離不變，因此區帶轉頭的“壁效應”極小，可以避免區帶和沉降顆粒的紊亂，分離效果好，而且還有轉速高，容量大，回收梯度容易和不影響分辨率的優(yōu)點(diǎn)，使超離心用于制備和工業(yè)生產(chǎn)成為可能。區帶轉頭的缺點(diǎn)是樣品和介質(zhì)直接接觸轉頭，耐腐蝕要求高，操作復雜。

⑷垂直轉頭：其離心管是垂直放置，樣品顆粒的沉降距離zui短，離心所需時(shí)間也短，適合用于密度梯度區帶離心，離心結束后液面和樣品區帶要作九十度轉向，因而降速要慢。

⑸連續流動(dòng)轉頭：可用于大量培養液或提取液的濃縮與分離，轉頭與區帶轉頭類(lèi)似，由轉子桶和有入口和出口的轉頭蓋及附屬裝置組成，離心時(shí)樣品液由入口連續流入轉頭，在離心力作用下，懸浮顆粒沉降于轉子桶壁，上清液由出口流出。

3. 離心管：
離心管主要用塑料和不銹鋼制成，塑料離心管常用材料有聚乙烯（PE），聚碳酸酯（PC），聚丙烯（PP）等，其中PP管性能較好。塑料離心管的優(yōu)點(diǎn)是透明（或半透明），硬度小，可用穿刺法取出梯度。缺點(diǎn)是易變形，抗有機溶劑腐蝕性差，使用壽命短。
不銹鋼管強度大，不變形，能抗熱，抗凍，抗化學(xué)腐蝕。但用時(shí)也應避免接觸強腐蝕性的化學(xué)藥品，如強酸、強堿等。

塑料離心管都有管蓋，離心前管蓋必須蓋嚴，倒置不漏液。管蓋有三種作用：
①防止樣品外泄。用于有放射性或強腐蝕性的樣品時(shí)，這點(diǎn)尤其重要。②防止樣
品揮發(fā)。③支持離心管，防止離心管變形。

4. 分析性離心機：
分析性離心機使用了特殊設計的轉頭和光學(xué)檢測系統，以便連續地監視物質(zhì)在一個(gè)離心場(chǎng)中的沉降過(guò)程。從而確定其物理性質(zhì)。
分析性超速離心機的轉頭是橢圓形的，以避免應力集中于孔處。此轉頭通過(guò)一個(gè)有柔性的軸聯(lián)接到一個(gè)高速的驅動(dòng)裝置上，轉頭在一個(gè)冷凍的和真空的腔中旋轉，轉頭上有2～6個(gè)裝離心杯的小室，離心杯是扇形石英的，可以上下透光，離心機中裝有一個(gè)光學(xué)系統，在整個(gè)離心期間都能通過(guò)紫外吸收或折射率的變化監測離心杯中沉降著(zhù)的物質(zhì)，在預定的期間可以拍攝沉降物質(zhì)的照片，在分析離心杯中物質(zhì)沉降情況時(shí)，在重顆粒和輕顆粒之間形成的界面就像一個(gè)折射的透鏡，結果在檢測系統的照像底板上產(chǎn)生了一個(gè)“峰”，由于沉降不斷進(jìn)行，界面向前推進(jìn)，因此峰也移動(dòng)，從峰移動(dòng)的速度可以計算出樣品顆粒的沉降速度。

分析性超速離心機和主要特點(diǎn)就是能在短時(shí)間內，用少量樣品就可以得到一些重要信息，能夠確定生物大分子是否存在，其大致的含量，計算生物大分子的沉降系數，結合界面擴散，估計分子的大小，檢測分子的不均一性及混合物中各組份的比例，測定生物大分子的分子量，還可以檢測生物大分子的構象變化等