离心机转子和容器布置

相关申请的交叉引用

本专利申请于2019年5月10日提交，并且要求2018年5月11日提交的美国临时专利申请号62/670,383的优先权的权益，该专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。

背景技术

离心机是通常用于分离样品中的颗粒以隔离或分析颗粒的装置。在常规离心机中，样品管或样品瓶被装载在转子中，并且转子安装在离心机的封闭室内。转子连接到离心机的电动机的驱动器，该驱动器使转子在封闭室内以期望旋转速度旋转。

在一些情况下，可能期望处理各种体积(例如，2L最多至15L)的样品，诸如细胞培养物、藻类等。可开发较大离心机以适应较大转子尺寸以用于较大样品尺寸的离心。然而，较大离心机需要更大的占地面积，这在实验室中是有限的。

连续流转子可用于将大样品装载在离心机内。然而，在连续流转子中，转子的整个环形区域填充有样品。因此，每当新样品装载到离心机中时，必须拆卸和清洁转子。另外，一次仅可装载一个样品。

摆动斗转子和固定角转子可用于将大样品尺寸装载在离心机内。然而，这些类型的转子提供了不期望的低径向加速度和高K因子。转子的K 因子表示转子在最大旋转速度下的相对制粒效率，并且可用于估计由转子旋转的样品的沉降所需的时间。

附加困难包括将样品容器装载到离心机转子中和从离心机转子卸载样品容器，以及加强容器以承受在超过15,000xG的径向加速度下生成的流体静压。

因此，需要改善以允许在现有紧凑离心机中有效装载大样品尺寸，而无需在每次装载新样品时拆卸和清洁转子，同时还改善转子的径向加速度和相对制粒效率(例如，K因子)。

发明内容

一般而言，本公开涉及离心机。在一些实施方案中，并且作为非限制性示例，离心机包括离心机转子和容纳在所述转子内的对应样品容器。

在一种可能的配置中并且作为另外的非限制性示例，所述转子和容器被成形用于最大化可装载在离心机内的样品的体积，同时改善所述转子的径向加速度和相对制粒效率(例如，K因子)。本公开中描述了各个方面，包括但不限于以下方面。

在一个方面，所公开的技术涉及一种离心机转子，所述离心机转子包括：转子主体，所述转子主体具有基部、侧壁和顶部。所述顶部限定开口，所述开口提供通向所述转子主体内的环形腔体的通路。驱动毂从所述转子主体的所述基部的一部分延伸并且被配置为联接到离心机电动机的驱动轴。所述转子主体被配置为在所述环形腔体中接收第一容器，并且当所述第一容器被径向推进抵靠所述侧壁时，使所述第一容器在所述环形腔体内约束在所述基部、所述侧壁和所述顶部之间。

在一些示例中，所述环形腔体在所述侧壁与所述转子主体的中心轴线之间限定环形腔体半径以及在所述开口的周边边缘与所述中心轴线之间限定开口半径，并且所述开口半径在所述环形腔体半径的40％至70％的范围内。在一些示例中，所述环形腔体在所述侧壁与所述转子主体的中心轴线之间限定在8英寸至10英寸的范围内的环形腔体半径，并且在所述开口的周边边缘与所述中心轴线之间限定在4英寸至6英寸的范围内的开口半径。

在一些示例中，所述环形腔体被成形为约束所述第一容器和第二容器，并且所述第一容器和所述第二容器为不同的类型。在一些示例中，所述环形腔体被成形为将适配器约束在所述第一容器和所述第二容器之间。在一些示例中，多个第一容器和多个第二容器被成形并定位成在所述环形腔体内形成环形域。在一些示例中，多个第一容器、第二容器和适配器被成形并定位成在所述环形腔体内形成环形域。在一些示例中，所述环形腔体被成形用于储存一个或多个样品容器，所述一个或多个样品容器各自具有在1L至2L的范围内的体积。

在一些示例中，所述离心机转子还包括覆盖物，所述覆盖物能够可移除地附接到所述转子主体以密封所述环形腔体。在一些示例中，所述离心机转子还包括系紧螺栓，所述系紧螺栓将所述覆盖物和所述转子主体可移除地附接到所述离心机电动机的所述驱动轴。

在另一个方面，所公开的技术涉及一种离心机转子，所述离心机转子包括：转子主体，所述转子主体包括侧壁；环形腔体，所述环形腔体在所述转子主体内；以及第一容器，所述第一容器被约束在所述环形腔体内。所述第一容器具有楔形形状并且至少由所述侧壁约束。在一些示例中，所述离心机转子还包括用于密封所述环形腔体的覆盖物。

在一些示例中，所述离心机转子还包括第二容器，所述第二容器被约束在所述环形腔体内，所述第二容器具有基本上矩形的形状并且至少由所述侧壁约束。在一些示例中，所述离心机转子还包括第三容器，所述第三容器被约束在所述环形腔体内，所述第三容器具有不平衡的楔形形状并且至少由所述侧壁约束。在一些示例中，所述离心机转子还包括具有楔角的第三容器，所述第三容器被约束在所述环形腔体内，所述第一容器具有楔角，并且所述第三容器的所述楔角大于所述第一容器的所述楔角。在一些示例中，所述离心机转子还包括至少两个第三容器，所述至少两个第三容器被约束在所述环形腔体内，其中所述第二容器定位在所述第三容器之间。在一些示例中，所述离心机转子还包括适配器，所述适配器在所述环形腔体内被约束在所述第一容器和所述第二容器之间，所述适配器具有楔形形状。

在一些示例中，所述第一容器具有邻近所述侧壁的第一表面以及面向所述转子主体的中心轴线的第二表面，并且所述第一表面的宽度大于所述第二表面的宽度。在一些示例中，所述第一容器具有邻近所述侧壁的第一表面以及面向所述转子主体的中心轴线的第二表面，并且所述第二表面是基本上平坦的。在一些示例中，所述第一容器具有彼此不平行的侧表面以及对应于所述侧壁的弯曲形状的弯曲表面。

在一些示例中，所述第一容器包括用于容纳样品的芯以及用于密封所述芯的帽。在一些示例中，所述第一容器包括在所述帽上方滑动以防止所述帽打开的盖。

在另一个方面，所公开的技术涉及一种装载离心机转子的方法，所述方法包括：将楔形样品容器装载在环形腔体内；将楔形适配器装载在所述环形腔体内；以及在装载所述楔形样品容器和所述楔形适配器之后将具有平行侧表面的键形容器装载在所述环形腔体内。

在一些示例中，所述方法还包括将相等的样品体积填充所述楔形样品容器。在一些示例中，所述方法还包括将包含用于分离的颗粒的样品填充所述键形容器和所述楔形样品容器。在一些示例中，所述方法还包括：附接用于密封所述环形腔体的可移除覆盖物，以及将所述离心机转子安装在离心机内。

在另一个方面，所公开的技术涉及一种离心机转子，所述离心机转子包括：转子主体，所述转子主体包括侧壁；环形腔体，所述环形腔体在所述转子主体内；多个容器，所述多个容器被约束在所述环形腔体内，所述多个容器具有基本上矩形的形状并且至少由所述侧壁约束。

在一些示例中，所述离心机转子还包括多个适配器，所述多个适配器在所述环形腔体内被约束在所述多个容器之间，所述多个适配器具有楔形形状。在一些示例中，所述多个适配器形成为条带。在一些示例中，所述多个适配器被连接。

在下面的描述中将阐述多个附加的方面。各方面可涉及单独的特征和特征的组合。应当理解，上述一般性描述和以下详细描述均仅为示例性和说明性的，并且不限制本文所公开的实施方案所基于的宽泛发明概念。

附图说明

以下附图是本公开的具体实施方案的例证并且因此并不限制本公开的范围。附图未必按比例绘制并且旨在与以下具体实施方式中的解释结合使用。

图1示出了处于打开位置的示例性离心机的立体图，其中转子安装到该离心机。

图2示出了示例性转子的立体图。

图3示出了示例性转子的侧视图。

图4示出了示例性转子主体的立体图。

图5示出了示例性转子主体的俯视图。

图6示出了示例性转子主体的仰视图。

图7示出了定位在示例性转子主体的开口上方的示例性样品容器。

图8示出了定位在示例性转子主体的环形腔体内的示例性样品容器。

图9示出了示例性转子主体的截面侧视图，其中覆盖物附接到该转子主体。

图10示出了示例性覆盖物的俯视立体图。

图11示出了示例性覆盖物的仰视立体图。

图12示出了示例性覆盖物的侧视图。

图13示出了示例性驱动器适配器的俯视立体图。

图14示出了示例性驱动器适配器的仰视立体图。

图15示出了示例性系紧螺栓的立体图。

图16示出了与离心机的电动机接合的示例性转子的截面侧视图。

图17示出了与离心机的驱动轴接合的示例性系紧螺栓的放大截面图。

图18示出了离心机的示例性容器布置。

图19示出了其中覆盖物被移除的转子的俯视立体图，以及在转子的环形腔体内的容器布置。

图20示出了离心机的替代性容器布置。

图21示出了离心机的另一个替代性容器布置。

图22示出了另一个替代性容器布置。

图23示出了另一个替代性容器布置。

图24示出了另一个替代性容器布置。

图25示出了示例性扇形容器的立体图。

图26示出了示例性扇形容器的正视图。

图27示出了示例性扇形容器的后视图。

图28示出了示例性扇形容器的左侧视图；示例性扇形容器的右侧视图基本上是镜像。

图29示出了示例性扇形容器的俯视图。

图30示出了示例性扇形容器的仰视图。

图31示出了示例性键形容器的立体图。

图32示出了示例性键形容器的正视图。

图33示出了示例性键形容器的后视图。

图34示出了键形容器的左侧视图；示例性键形容器的右侧视图基本上是镜像。

图35示出了示例性键形容器的俯视图。

图36示出了示例性键形容器的仰视图。

图37示出了示例性扇形容器的截面侧视图。

图38示出了示例性键形容器的截面侧视图。

图39示出了示例性盖的立体图。

图40示出了具有处于打开位置的帽的示例性扇形容器的立体图。

图41示出了具有处于闭合位置的帽的示例性扇形容器的立体图。

图42示出了具有处于闭合位置的帽和密封帽的盖的示例性扇形容器的立体图。

图43示出了将容器装载到离心机中的方法。

图44示出了另一个示例性转子的立体图。

图45示出了图44的转子的立体图，转子被示为其中覆盖物被移除，从而暴露装载在转子内的样品容器。

图46示出了图44的转子沿水平平面的截面立体图，转子被示为其中未装载样品容器。

图47示出了图44的转子沿水平平面的截面俯视图，转子被示为其中未装载样品容器。

图48示出了图44的转子沿竖直平面的截面立体图，转子被示为其中未装载样品容器。

图49示出了图44的转子沿竖直平面的另一个截面立体图，转子被示为没有样品容器。

图50示出了图44的转子沿竖直平面的截面立体图，转子被示为部分地装载有样品容器。

图51示出了图44的转子沿水平平面的截面俯视图，转子被示为装载有样品容器。

图52示出了图44的转子的仰视立体图。

图53示出了图44的转子的分解仰视图。

图54示出了样品容器的立体图。

图55示出了样品容器的分解图。

图56示出了样品容器的侧视图。

图57示出了样品容器的正视图。

图58示出了样品容器的后视图。

图59示出了样品容器的俯视图。

图60示出了样品容器的仰视图。

图61示出了另一个示例性转子的立体图。

图62示出了装载离心机的方法。

具体实施方式

将结合附图详细描述各种实施方案，其中在若干附图中，类似的附图标记表示类似的部件和组件。对各种实施方案的提及并不是对本文所附权利要求书的范围进行限制。另外，本说明书中列举的任何例子并非意图加以限制，仅仅是针对所附权利要求书陈述多个可能的实施方案中的一些。

图1示出了示例性离心机100的立体图。离心机包括限定封闭室104 的外壳102。门106经由铰链108附接到外壳102。门106可在打开位置和闭合位置之间铰接以提供通向离心机的封闭室104的通路。在图1所描绘的示例中，门106处于打开位置。

当门106处于打开位置时，转子110可安装在离心机的封闭室104内。转子110安装到驱动器，该驱动器连接到离心机的电动机(未示出)。在离心机的操作期间，门106被闭合以将转子110密封在封闭室104内。

技术人员可通过首先将门106移动到打开位置以便进入封闭室104来操作离心机100。然后技术人员可将样品的容器装载到转子110中。接下来，技术人员将门106移动到闭合位置，并且可以利用屏幕112上显示的控件114来选择各种操作模式。根据由技术人员选择的操作模式，电动机使转子110围绕基本上垂直于地面的中心轴线在设定时间段内并且以一个或多个设定旋转速度旋转。

在一些示例中，代替在门106处于打开位置时将样品容器装载到转子 110中，技术人员能够用可包括预装载的样品容器的替换转子来替换转子 110。在一些示例中，替换转子可包括或可不包括预装载的样品容器，并且技术人员可在替换转子已安装在离心机的封闭室104内之后将样品容器装载到替换转子中。

图2示出了转子110的俯视立体图。转子110包括转子主体116和覆盖物118。系紧螺栓可用于将覆盖物118可移除地附接到转子主体116。

图3示出了转子110的侧视图。转子主体116具有高度H1和外径 OD1。在一个示例中，高度H1在5至10英寸的范围内。在一个示例中，外径OD1在14至24英寸的范围内。

图4、图5和图6分别示出了转子主体116的立体图、俯视图和仰视图。如图4至图6所示，转子主体116包括基部123、侧壁127、顶部129 和环形腔体122。转子主体116在顶部129上限定有开口131，该开口提供通向环形腔体122的通路。如图5所示，开口131包括周边边缘136。覆盖物118能够可移除地附接到转子主体116以用于密封环形腔体122。侧壁127和顶部129使转子主体116具有与轮胎形状类似的形状。

驱动毂124从转子主体116的基部123的一部分延伸并接收离心机电动机的驱动轴。驱动毂124是具有第一开口130和第二开口132的圆筒形柱。

图7示出了定位在转子主体116的开口131上方的样品容器202。图8 示出了定位在转子主体116的环形腔体122内的样品容器202。图9示出了附接到转子主体116的覆盖物118的截面侧视图。现在参见图7至图 9，环形腔体122具有用于储存一个或多个样品容器202的形状。

在图7和图8中，样品容器202是第一容器。如将更详细地描述(具体地参考图18、图20和图21)，环形腔体122可储存一个或多个附加容器，诸如不同类型的第二容器和不同类型的第三容器，以及布置在各种类型的容器之间的一个或多个适配器。环形腔体122的形状允许各种类型的容器和适配器抵靠侧壁127对准。

如图9所示，环形腔体122的形状限定侧壁127与转子主体116的中心轴线A-A之间的环形腔体半径R1、开口的周边边缘136与中心轴线A- A之间的开口半径R2、以及驱动毂124的外表面与中心轴线A-A之间的驱动毂半径R3。环形腔体122还限定总环带体积V0。

环形腔体半径R1、开口半径R2和驱动毂半径R3之间的关系确保可通过开口131将样品容器202降低到环形腔体122中，并且可将样品容器 202推抵转子主体116的侧壁127，以使用基部123、侧壁127和顶部129 将样品容器约束在环形腔体122内。

环形腔体半径R1在一些示例中在6英寸至12英寸的范围内，而在其他示例中在8英寸至10英寸的范围内。开口半径R2在一些示例中在3.5 英寸至7英寸的范围内，而在其他示例中在4英寸至6英寸的范围内。驱动毂半径R3在一些示例中在0.50英寸至2英寸的范围内，而在其他示例中在0.75英寸至1英寸的范围内。在一些示例中，开口半径R2在环形腔体半径R1的40％至70％的范围内；在其他示例中，开口半径R2在环形腔体半径R1的50％至60％的范围内。在一些示例中，总环带体积V0在12 升至22升的范围内；在其他示例中，总环带体积V0在16升至20升的范围内。

在一些示例中，环形腔体半径R1、开口半径R2和驱动毂半径R3之间的关系可以由以下等式定义，其中N是环形腔体122内的样品容器的数量。

环形腔体半径R1、开口半径R2和驱动毂半径R3之间的关系使得转子主体116的尺寸被设计为当该一个或多个样品容器降低到环形腔体122 中时接收一个或多个样品容器202，并且当该一个或多个容器从降低位置径向推进时使该一个或多个样品容器202在环形腔体内约束在基部123、侧壁127和顶部129之间。

图10、图11和图12分别示出了覆盖物118的俯视立体图、仰视立体图和侧视图。现在参见图9至图12，覆盖物118能够可移除地附接到转子主体116以用于密封环形腔体122。在一些示例中，覆盖物118具有用于覆盖开口131的圆形形状。

覆盖物118包括唇缘134，该唇缘具有基本上对应于开口131的周边边缘136的外径的内径。在一些示例中，诸如图12所描绘的示例，转子主体116的顶表面包括围绕转子主体的开口的环形凹痕140。在其他示例中，转子主体116的顶表面不包括环形凹痕。覆盖物118的唇缘134围绕转子主体116的周边边缘136紧密地配合以用于密封环形腔体122。在一些示例中，橡胶O形环138围绕周边边缘136放置以用于改善覆盖物118 和转子主体116之间的密封。

覆盖物118还包括终止于表面144中的凹陷142。表面144基本上平行于转子主体116的基部123，并且包括用于以螺纹方式接收系紧螺栓120 的螺纹孔146。如图10至图12所描绘，覆盖物118的底部包括圆筒形凸缘148，该圆筒形凸缘的内径基本上对应于转子主体116的驱动毂124的外径以使得覆盖物118围绕驱动毂124紧密地配合。在一些示例中，驱动毂的顶表面可包括圆形O形环150以用于改善覆盖物118和转子主体116 的驱动毂124之间的密封。

如图12所示，覆盖物118具有高度H2，该高度可受驱动毂124以及该一个或多个样品容器202的高度的影响。覆盖物118还具有外径OD2，该外径可受开口131的外周长C2的影响。在一些示例中，高度H2在2英寸至4英寸的范围内，而在其他示例中，高度H2在2.3英寸至3.6英寸的范围内。在一些示例中，外径OD2在4英寸至8英寸的范围内，而在其他示例中，外径OD2在5英寸至7英寸的范围内。

在某些示例中，转子主体116和/或覆盖物118可由铝制成。在一些情况下，转子主体和/或覆盖物118可由不同类型的材料制成，诸如钛、不锈钢或其他类似类型的金属材料。

图13示出了驱动适配器152的俯视立体图。图14示出了驱动适配器 152的仰视立体图。现在参见图12至图14，驱动适配器152包括螺纹连接到驱动毂124的螺纹内表面156的螺纹外表面154。驱动适配器152包括接合离心机的电动机的驱动轴的肋158。扭矩从驱动轴到转子110的传递致使转子110围绕中心轴线A-A旋转。

图15示出了系紧螺栓120的立体图。系紧螺栓120包括螺纹部分166 和旋钮164，其允许技术人员沿顺时针或逆时针方向扭转系紧螺栓120以将覆盖物118固定到转子主体116以及从转子主体116移除覆盖物118。

图16示出了与离心机的电动机160接合的转子110的截面侧视图。驱动轴162连接到电动机160并且在基本上垂直于地面的垂直方向上从电动机160延伸。驱动轴162包括可放置在转子110的驱动毂124内的凸台。当在驱动毂124内时，驱动轴162的凸台接合驱动适配器的肋以用于将扭矩从电动机160传递到转子110。因此，在操作时，电动机160驱动转子110以围绕中心轴线A-A旋转。

图17是附接到转子主体116的覆盖物118的放大截面图。系紧螺栓 120螺纹连接通过覆盖物118和驱动适配器152以用于以螺纹方式接合驱动轴162。因此，系紧螺栓120可用于将覆盖物118和转子主体116可移除地附接到离心机电动机的驱动轴162。这确保了转子110在离心机的操作期间被很好地固定，从而增强了离心机的安全性和安稳性。

在一些示例中，驱动适配器152的螺纹外表面154是左旋螺纹，并且系紧螺栓120的螺纹部分166是右旋螺纹。在替代性的示例中，驱动适配器152的螺纹外表面154是右旋螺纹，并且系紧螺栓120的螺纹部分166 是左旋螺纹。驱动适配器152和系紧螺栓120的相反螺纹连接改善了转子 110的安全性，因为在转子加速期间，驱动扭矩将致使驱动适配器152和系紧螺栓120中的至少一者拧紧。类似地，在转子110减速期间，驱动扭矩也将致使驱动适配器152和系紧螺栓120中的至少一个拧紧。

仍然参考图17，当样品容器202下降到环形腔体122中并且径向推进 (例如，推动)抵靠转子主体116的侧壁127时，样品容器202由转子主体116的顶部129、侧壁127和基部123紧密配合地接合。因此，环形腔体122将样品容器约束在转子主体116内。如将参考图18至图21更详细地解释，可将多种类型的容器和适配器装载在环形腔体122内。当多个容器和适配器插入环形腔体中时，样品容器在环形腔体122内也可在其侧面与另一个容器或适配器接合，使得样品容器也将被侧向约束。

图18示出了可储存在转子的环形腔体内的容器布置200。容器布置 200包括一个或多个样品容器202(例如，第一类型的第一容器)和一个或多个容器204(例如，不同类型的第二容器)。在一些实施方案中，该一个或多个样品容器202是“扇形”容器，并且该一个或多个容器204是“键形”容器。容器布置200还可包括楔入在扇形容器202和键形容器 204之间的一个或多个适配器206。

由于扇形容器202的楔形形状，不可能在环形腔体122内装载仅包括扇形容器的容器布置，因为楔形形状将防止完全互补的扇形容器被推靠转子主体116的侧壁127。相反，容器布置必须包括至少一个键形容器204，使得可以在环形腔体122内装载容器的完整布置。因此，键形容器204的至少一个目的是能够将扇形容器202装载在环形腔体122内。

扇形容器202中的样品体积大致相等以在相邻容器之间产生均匀的流体静压。在容器布置中仅存在一个键形容器204的示例(诸如图20所示的示例)中，容器布置中可能存在不平衡。在这种情况下，扇形容器202的楔角可以改变，或者在离心机中可以容许不平衡。在一些示例中，反向平衡、球平衡器等可用于抵消失衡。

容器布置200允许将各种样品量装载在转子110内。样品体积的范围可取决于期望的样品体积、环形腔体122的尺寸以及转子110和离心机 100的承载重量。在一些示例中，容器布置200可允许将2L多至20L范围内的样品体积装载到转子110中。另外，转子110的紧凑设计允许其安装到具有紧凑占地面积的现有离心机，诸如图1所描绘的离心机100。

当用于现有离心机时，转子110和容器布置200与相当样品体积的转子相比产生更高的径向加速度和更低的k因子。例如，转子110和容器布置200可在小于2000的k因子下超过15,000xG的径向加速度。

转子110和容器布置200的另一个优点是它们允许技术人员在离心后立即更换样品。例如，技术人员可将具有样品的容器与具有不同样品的其他容器进行交换。这对于连续流离心机转子是不可能的。

在图18所示的示例中，容器布置200包括八个扇形容器202(例如，扇形容器202a-h)。在其他示例中，容器布置可以包括少于八个扇形容器 202。另外，在其他示例中，容器布置可以具有多于八个扇形容器202。

在图18所示的示例中，容器布置200包括两个键形容器204(例如，键形容器204a和204b)。在其他示例中，容器布置可包括仅一个键形容器 204。另外，在其他示例中，容器布置可具有多于两个键形容器204。

在图18所示的示例中，容器布置200包括四个适配器206(例如，适配器206a-d)，每个适配器靠近每个键形容器204的侧表面定位。适配器 206的数量可对应于包括在容器布置中的扇形容器202和键形容器204的数量，并且因此在其他示例中，可存在少于四个适配器206或多于四个适配器206。适配器206填充扇形容器202与键形容器204之间的空隙。适配器206允许使用各种形状和尺寸的扇形容器202和键形容器204以及这些容器的不同布置。在某些示例中，适配器是实心件。在其他示例中，适配器是中空件，其可根据需要或期望填充有一定体积的流体。

图19示出了其中覆盖物118被移除的转子110的立体图，以及在转子主体116的环形腔体122内的容器布置200。现在参见图18和图19，当转子110围绕中心轴线A-A转动时，扇形容器202和键形容器204内的样品体积产生流体静压，该流体静压向外推到容器壁上。每个容器壁上的压力被相邻的容器202、204、适配器206或转子主体116反作用。因此，每个扇形容器202和键形容器204填充有类似的样品体积，使得由相邻容器施加的流体静压是相同的。在某些示例中，一个或多个扇形容器202可根据需要或期望由一个或多个适配器206替换，以用于平衡来自容器布置200 中的相邻容器的流体静力。

图20示出了容器布置的替代性示例。在该示例中，容器布置300包括一个键形容器304、扇形容器302和过渡样品容器308(例如，不同类型的第三容器)。过渡样品容器308具有不平衡楔形形状，并且当插入离心机中时至少由转子的侧壁约束。过渡样品容器308的楔角大于扇形容器302 的楔角。在图20所示的示例中，存在九个扇形容器302、两个过渡样品容器308和一个键形容器304，使得容器布置300总共具有十二个容器。在其他示例中，扇形容器302和过渡样品容器308各自的数量可以变化。

图21示出了容器布置400的另一个替代性示例。在该示例中，仅使用两种类型的容器：扇形容器402和键形容器404。在该示例中，扇形容器 402和键形容器404以交替图案布置。例如，六个键形容器404在六个扇形容器402之间交替，使得容器布置400总共具有十二个容器。在其他示例中，扇形容器402和键形容器404的数量可以变化。

图22示出了容器布置600的另一个替代性示例。在该示例中，某些容器诸如容器602和604填充有样品，而其他容器诸如容器606未填充有样品并且是空的。因此，容器布置600是部分填充的容器布置。

图23示出了容器布置700的另一个替代性示例。在该示例中，一系列或一条适配器708允许装载多个键形容器704。当一条适配器卷绕成圈时，其可落入环形腔体122中，此后可弹出(例如，展开)到转子主体116的侧壁127。此后，键形容器704可插入到环形腔体122中，并且可填充该条间隔的适配器708之间的空的空间。在该示例中，容器布置700仅包括键形容器704和适配器708。

图24示出了容器布置800的另一个替代性示例。该示例类似于容器布置700，并且示出了一系列或一条810适配器808可用于保持成对的键形容器804。在该示例中，该多个适配器808被连接。

图25至图30分别示出了扇形容器202的立体图、正视图、后视图、侧视图、俯视图和仰视图。扇形容器202包括主体220，该主体具有限定中空芯222的外表面和内表面(如图37所示)。芯222具有可填充有样品 (诸如细胞培养物、藻类等的溶液)的体积V1(如图37所示)。

扇形容器202包括帽224，该帽可被打开以用于提供通向芯222的通路并且可被闭合以用于密封芯222。在图25至图30所示的示例中，帽224 与主体220是一体的，使得帽224和主体220是一个构件。在此类示例中，帽224围绕铰链225枢转以用于打开和闭合芯222。在其他示例中，帽224是与主体220分开的部件。在此类示例中，帽224可与主体220附接和脱离以用于打开和闭合芯222。

仍然参见图25至图30，扇形容器202包括后表面226、前表面228、侧表面230、232、底表面234和顶表面236。扇形容器202具有楔形形状，使得容器的后表面226的宽度大于容器的前表面228的宽度。侧表面 230、232彼此不平行并且限定楔角θ。扇形容器202的高度H3(如图27 所示)被限定在容器的底表面234和顶表面236之间。扇形容器202还包括限定在后表面226和前表面228之间的深度D0(如图29所示)。扇形容器202的前表面228、底表面234和顶表面236是基本上平坦的，而后表面226是弯曲的以用于匹配侧壁127的内表面的弯曲形状。

在一些示例中，扇形容器202的楔角θ在60度至20度的范围内，而在其他示例中，扇形容器202的楔角θ在45度至25度的范围内。在一些示例中，扇形容器202的高度H3在4英寸至8英寸的范围内，而在其他示例中，扇形容器202的高度H3在5英寸至7英寸的范围内。在一些示例中，扇形容器202的深度D0在2.5英寸至4.5英寸的范围内，而在其他示例中，扇形容器202的深度D0在3英寸至4英寸的范围内。在一些示例中，扇形容器202的中空芯222的体积V1在1升至2升的范围内，而在其他示例中，中空芯222的体积V1在1升至1.5升的范围内。

图31至图36分别示出了键形容器204的立体图、正视图、后视图、侧视图、俯视图和仰视图。键形容器204包括主体240，该主体具有限定中空芯227的外表面和内表面(如图38所示)。键形容器204的芯227具有体积V2。在一些示例中，芯227可填充有样品，诸如细胞培养物、藻类等的溶液。

在其他示例中，键形容器204的芯227未填充有样品。相反，当以容器布置(诸如图18所示的容器布置200)一起布置时，芯227可填充有流体以消除键形容器204与扇形容器202之间的重量失衡。

键形容器204包括帽242，该帽可被打开以用于提供通向芯227的通路并且可被闭合以用于密封芯。在图31至图36所示的示例中，帽242与主体240是一体的，使得帽242和主体240是一个构件。在此类示例中，帽242围绕铰链244枢转以用于打开和闭合芯227。在其他示例中，帽242 是与主体240分开的部件，该部件可与主体240附接和分离。

仍然参见图31至图36，键形容器204包括后表面246、前表面248、侧表面250、252、底表面254和顶表面256。键形容器204具有基本上矩形的棱柱形状，使得键形容器204的后表面246和前表面248的宽度基本上相同，并且侧表面250、252基本上彼此平行。键形容器204的底表面 254和顶表面256为基本上平坦的，而后表面246为弯曲的以用于匹配侧壁127的形状。

扇形容器202和键形容器204由柔性且轻质的材料制成以允许容易地将容器装载到转子中以及从转子卸载容器，同时允许容器承受在离心期间在这些容器的相应芯222、227内生成的径向加速和高流体静压。在某些示例中，扇形容器202和键形容器204由塑性材料制成，诸如玻璃填充的聚丙烯和其他类似类型的塑料。

扇形容器202和键形容器204各自由注射模制并粘结在一起的塑料件制成。注射模制件简化了扇形容器202和键形容器204的构造。注射模制件还加强了扇形容器202和键形容器204，使得这些容器可承受在离心期间在其芯内生成的径向加速和流体静力。

图37示出了扇形容器202的截面侧视图。扇形容器202包括后注射模制部分260和前注射模制部分262。后部260和前部262在接头264处结合在一起。在一些示例中，通过熔化后部260和前部262的相对边缘并将所述部分推到一起以在接头264处形成熔融结合来将后部260和前部262结合在一起。在其他示例中，后部260和前部262通过超声焊接在接头264处结合在一起。另外，可使用其他结合技术将后部260和前部262结合在一起。

图38示出了键形容器204的截面侧视图。键形容器204也包括在接头 270处结合在一起的后注射模制部分266和前注射模制部分268。接头270 具有与扇形容器202的接头264类似的位置。键形容器204的后部266和前部268可通过熔化后部266和前部268的相对边缘并将这些部分推到一起、通过超声焊接以及通过其他结合技术而结合在一起。

接头264、270分别在扇形容器202和键形容器204中的位置是有利的，因为在容器的离心期间生成的负载将压缩接头264、270而不是将它们撕开。接头264、270的位置增加扇形容器202和键形容器204的结构完整性，从而允许它们承受在离心期间在其相应芯内生成的强流体静力。例如，扇形容器202和键形容器204可承受当转子以超过15000xG的径向加速度旋转时生成的流体静压。

图39示出了盖280的仰视立体图。盖280可与扇形容器202和键形容器204两者一起使用。盖280包括基部282。导轨284、286在基部282的相对侧上纵向延伸。盖280还包括位于基部282的底部处的止动件294。盖280还可包括环288，当盖280安装在扇形容器202和键形容器204上时，该环可便于运输和安装扇形容器和键形容器。

以下描述将描述图40至图42中描绘的将盖280应用于扇形容器 202；然而盖280也可能以类似的方式应用于键形容器204，因此以下描述不限于扇形容器202，而是也可应用于键形容器204。

图40示出了处于打开位置的扇形容器202的立体图。在打开位置，帽 224围绕铰链225枢转以暴露扇形容器的开口290。开口290为大致矩形形状并且当安装在转子中时面向内。开口290被唇缘292围绕。在打开位置，扇形容器202可以填充有样品。在扇形容器202已填充有样品之后，帽224 可围绕铰链225枢转(如箭头所指示)以用于密封扇形容器202的开口。

图41示出了处于闭合位置的扇形容器202。在闭合位置，帽224与唇缘292接合以用于密封扇形容器的开口并且由此使样品安全地处于扇形容器内。在某些示例中，帽224可被压力配合到唇缘292中以用于密封扇形容器。

仍然参见图41，盖280的导轨284、286适于在扇形容器202处于闭合位置时接合唇缘292。导轨能够沿着扇形容器202的唇缘292滑动。当盖280相对于唇缘292滑动时，盖280进一步将帽224压缩到唇缘292中以增强扇形容器202的开口的周围的密封。另外，盖280可具有附加的密封特征或部分诸如O形环以增强扇形容器202的开口的周围的密封。盖 280可沿着唇缘292滑动，直到盖280的止动件294接合唇缘292的底部。

在一些示例中，扇形容器202的主体220可包括位于开口290的相对侧的肩部296(如图25和图26所示)。肩部296可通过接合盖280的导轨284和286来防止盖280相对于扇形容器的唇缘292进一步滑动。

图42示出了盖280，其围绕扇形容器202的帽224完全接合以使得盖的止动件294已接合唇缘292的底部。在该位置，盖280防止帽224围绕铰链225枢转并由此打开。因此，盖280增强扇形容器202的安全性。另外，盖280的环288通过允许技术人员在运输扇形容器202时将其手指滑过环288来改善扇形容器202的运送。因此，在将扇形容器安装到转子中及其从转子移除期间，盖280可便于运送扇形容器202。

图43示出了将样品装载到离心机转子(诸如图2所示的转子110)中的方法500。方法500包括将一个或多个样品容器装载在离心机转子的环形腔体内的步骤502。在某些示例中，该一个或多个样品容器类似于图18 中的扇形容器202a-202h。环形腔体类似于图7和图8中描绘的环形腔体 122并且通过开口(诸如开口131)来进入。

接下来，方法500包括将适配器装载在环形腔体内的步骤504。在一些示例中，适配器是楔形的并且紧邻样品容器装载。在某些示例中，一个或多个适配器可类似于图18中描绘的适配器206a、206b。

接下来，方法包括将键形容器装载在环形腔体内的另一个步骤506。在一些示例中，键形容器具有平行的侧表面并且基本上类似于图18中的键形容器204a、204b。在方法500中，键形容器是装载到离心机转子中的最后容器。

在某些示例中，方法500还可包括在将该一个或多个样品容器装载在离心机转子的环形腔体内之前将键形容器装载到离心机转子中的步骤。在这些示例中，键形容器是装载在离心机转子内的第一容器和最后容器。

在一些替代性示例中，方法500可包括装载一个或多个第二类型的样品容器(诸如图20所示的过渡容器308)的步骤。在这些替代性示例中，键形容器仍是装载到离心机转子中的最后容器。

在另一个替代示例中，方法500可以不包括将适配器装载在环形腔体内。相反，仅将键形容器和样品容器装载在环形腔体内，使得键形和样品容器以交替图案布置，诸如图21所示的容器布置400。

方法500可包括通过下述方式将一个或多个样品填充一个或多个样品容器的初始步骤：通过水平且面朝上放置每个容器，以及打开帽以用样品填充每个样品容器的中空芯。帽可被闭合以用于密封芯，其中具有样品容器。盖可在帽上滑动以防止帽意外打开。在一些示例中，盖可包括用于运送所述一个或多个样品容器的环。

在一些示例中，该一个或多个样品容器填充有相同类型的样品。在其他示例中，该一个或多个样品容器填充有不同类型的样品。在某些示例中，该一个或多个样品容器各自填充有相同体积的样品以在离心机转子的旋转期间平衡样品容器之间的流体静压。在一些情况下，可使用适配器，适配器将允许一个或多个样品容器填充有不同样品体积。方法500可包括用样品填充该一个或多个键形容器的另一个初始步骤。可以与上文关于填充一个或多个样品容器所述的方式基本上相同的方式填充一个或多个键形容器。

在一些示例中，该一个或多个键形容器填充有在一个或多个样品容器中填充的相同类型的样品。在其他示例中，将不同的样品或不将样品填充在该一个或多个键形容器中。

方法500可包括附接用于密封环形腔体的可移除覆盖物的步骤，其中该一个或多个键形容器、适配器和该一个或多个样品容器被约束在环形腔体中。然后，方法500可包括将离心机转子安装在离心机内的另外步骤。

图44示出了另一个示例性转子900的立体图。转子900被配置为以高效率(例如，低于2350的k因子)和高径向加速度(例如，大于 15,000xG)在紧凑离心机中分离2L多至12L的范围的样品体积。

如图44所示，转子900包括转子主体902和覆盖物904。系紧螺栓 906用于将覆盖物904可移除地附接到转子主体902。转子900可安装在图 1的离心机100的封闭室104内。

图45示出了转子900的立体图，其中覆盖物904从转子主体902移除。转子主体902包括基部908、侧壁910和顶部912。驱动毂918从基部 908延伸并且被配置为接收离心机电动机的驱动轴(例如，参见图16)。顶部912包括提供通向环形腔体916的通路的开口914。覆盖物904能够可移除地附接到驱动毂918以用于密封环形腔体916的开口914并将转子主体902固定到离心机电动机的驱动轴。

基部908、侧壁910和顶部912限定环形腔体916的形状。环形腔体 916被配置为约束多个样品容器1000，使得样品容器1000围绕转子900的旋转轴线A-A分布。如图45所示，样品容器1000被放置成抵靠侧壁910 的内圆周并且在基部908和顶部912之间，并且样品容器1000在径向方向上与驱动毂918间隔开。

图46和图47示出了转子900沿水平平面的截面图。现在参见图45至图47，转子主体902包括围绕转子主体902的旋转轴线A-A等距间隔开的多个支撑件920。每个支撑件920从转子主体902的基部908延伸到顶部 912，并且在径向方向上从侧壁910的内圆周朝向转子主体902的旋转轴线 A-A延伸。每个支撑件920具有朝旋转轴线A-A会聚的侧表面，从而为每个支撑件920提供基本上楔形的形状。成对的相邻支承件920限定开槽区域922，该开槽区域被配置为将样品容器1000接收在转子主体902的环形腔体916内。因此，当样品容器1000径向推进抵靠侧壁910时，转子主体 902使样品容器1000在环形腔体916内约束在基部908、侧壁910、顶部 912与成对的相邻支撑件920之间。

支撑件920与转子主体902一体形成，使得基部908、侧壁910、顶部 912和支撑件920由单件材料形成。在一个示例中，转子主体902被模制成使得其为单件材料。在另一个示例中，转子主体902使用车床或其他类似类型的机器成形以使得其由单件材料成形。

在图46和图47所示的示例中，转子主体902包括12个支撑件920，其限定12个开槽区域922以用于在环形腔体916内接收12个样品容器 1000。转子主体902中的支撑件920的数量可根据需要变化，使得转子主体902可包括多于或少于12个分隔件。

图48和图49示出了转子900沿竖直平面的截面图，其中样品容器 1000未装载在环形腔体916内。图50示出了转子900沿竖直平面的截面图，其中环形腔体916部分地装载有样品容器1000。图51示出了转子900 沿水平平面的截面图，其中环形腔体916装载有样品容器1000。现在参见图48至图51，每个开槽区域922被成形为使得支撑件920支撑每个样品容器1000的侧表面，侧壁910的内圆周支撑每个样品容器1000的后表面，基部908支撑每个样品容器1000的底表面，并且顶部912支撑每个样品容器1000的顶表面。

支撑件920在离心期间对抗来自样品容器1000的负载，这防止了样品容器1000在离心机100内以超过15000xG的径向加速度旋转时发生故障。有利地，如果一个样品容器1000在离心期间失效，则其他样品容器 1000也不会失效，因为每个样品容器1000通过支撑件920、基部908、侧壁910和顶部912独立地支撑在环形腔体916内。

另外，只要样品容器1000的重量沿着侧壁910的内圆周均匀分布，就可将少于完全互补的样品容器1000装载到转子900中以进行离心。因此，即使环形腔体916提供12个开槽区域922，也可以在环形腔体916内装载少于12个样品容器1000。

转子900的另一个优点是，支撑件920和对应的开槽区域922允许单一类型的样品容器1000(例如，具有一致的形状和尺寸)与转子900一起使用。因此，转子900易于装载，因为不需要不同形状的样品容器来填充环形腔体916。

重新参见图46和图47，每个支撑件920包括从转子主体902的顶部 912延伸到基部908的一个或多个内腔体924。每个支撑件920包括至少一个内腔体924，可包括两个、三个、四个或更多个内腔体924。每个支撑件 920中的内腔体924是中空的，并且由此减小转子主体902的重量。

另外，由支撑件920提供的结构支撑允许转子主体902的侧壁910的厚度更薄。这减小转子主体902的重量，并且还将转子主体902的质量朝向转子主体902的旋转轴线A-A集中。有利地，通过将转子主体902的质量朝向转子主体902的旋转轴线A-A集中，减小了转子主体902的惯性，并且这允许转子900以来自离心机电动机的较少功率消耗达到最大径向加速度。另外，将转子主体902的质量朝向旋转轴线A-A集中减小了在转子故障的情况下必须包含的动能的量。

图52示出了转子900的仰视立体图。图53示出了转子900的分解仰视立体图。如图52和图53所示，转子900包括附接到基部908的挡风玻璃 926。每个支撑件920中的内腔体924延伸通过基部908，并且挡风玻璃 926部分地覆盖每个支撑件920的内腔体924。有利地，挡风玻璃926在离心期间减轻内腔体924处的加热。

在所描绘的示例中，挡风玻璃926包括各自朝向转子900的旋转轴线 A-A延伸的蹼状尖端928。每个蹼状尖端928与支承件920对准以使得蹼状尖端928覆盖支承件920的内腔体924。每个蹼状尖端928包括用于接收固定装置934(诸如螺钉)的第一孔930和为每个支撑件920的内腔体 924提供出口的第二孔932，固定装置934用于将挡风玻璃926固定到基部908。有利地，第二孔932提供排出通道以允许流体从转子900的内腔体 924排放，诸如当转子被洗涤时。

图54至图60分别示出样品容器1000的立体图、分解图、侧视图、正视图、后视图、俯视图和仰视图。每个样品容器1000包括限定用于包含样品的内腔体1006的主体1002。主体1002具有由底壁1010、侧壁1012、后壁1014、顶壁1016和前壁1018限定的形状。主体1002的形状对应于开槽区域922的形状，开槽区域922限定在转子900的相邻支撑件920以及基部908、侧壁910和顶部912之间。在一个示例中，每个样品容器 1000的主体1002具有带圆形边缘的基本上矩形的棱柱形状。

每个样品容器1000包括帽1004，该帽附接到开口1008以用于密封容器的内腔体1006。如图55所示，开口1008位于每个样品容器1000的前壁1018上。帽1004具有与开口1008周围的外螺纹配合的内螺纹。在该示例中，帽1004可沿一个方向(例如，顺时针)转动以将帽1004固定到开口1008并密封内腔体1006，并且帽1004可沿相反方向(例如，逆时针) 转动以从开口1008释放帽1004并提供通向内腔体1006的通路。

图61示出了另一个示例性转子1100的立体图。在该示例中，转子 1100基本上类似于参考图44至图53所述的转子900，并且被配置为接收参考图54至图60描述的样品容器1000。转子1100与转子900的不同之处在于转子1100不包括用于密封环形腔体1116的开口1114的覆盖物。相反，转子1100包括外圆组件1104，该外圆组件包括螺栓和垫圈以将转子主体1102固定到离心机电动机的驱动轴。因此，每次使用转子1100时，转子1100不需要覆盖物的附接和移除。

外圆组件1104的形状通过覆盖将转子1100固定到离心机电动机的驱动轴的螺栓和垫圈来改善转子1100的人体工程学。外圆组件1104还为用户提供在移除样品容器1000时碰撞手的平滑表面。外圆组件1104还改善了在转子主体上的螺栓负载分布。

图62示出了装载离心机的方法1200。方法1200包括将转子主体安装在离心机内的步骤1202。

接下来，方法1200包括通过开口插入第一样品容器的步骤1204，该开口提供通向转子主体的环形腔体的通路。

然后，方法1200包括步骤1206，即，径向推进第一样品容器抵靠转子主体的侧壁，使得第一样品容器被装配到限定在转子主体的侧壁、第一对相邻支撑件、基部和顶部之间的开槽区域中。

方法1200还可以包括通过开口插入第二样品容器，该开口提供通向转子主体的环形腔体的通路，并且包括径向推进第二样品容器抵靠转子主体的侧壁，使得第二样品容器被装配到限定在转子主体的侧壁、第二对相邻支撑件、基部和顶部之间的另一个开槽区域中。

转子主体包括相邻支撑件之间的多个开槽区域，并且方法1200可包括在转子主体中插入小于或等于开槽区域的数量的多个样品容器。

方法1200可包括：在通过开口插入样品容器之前用包含将要分离的颗粒的样品填充样品容器，以及径向推进样品容器抵靠转子主体的侧壁，使得样品容器被装配到限定在转子主体的侧壁、相邻支撑件、基部和顶部之间的开槽区域中。

在一些示例中，方法1200还包括附接覆盖物，该覆盖物密封环形腔体并将转子主体固定到离心机电动机的驱动轴。在其他示例中，方法1200 包括附接外圆组件，该外圆组件至少包括螺栓以将转子主体固定到离心机电动机的驱动轴。在附接覆盖物或外圆组件之后，可操作离心机以对包含在转子主体中的样品容器内的样品执行离心。

上述各种实施方案仅以举例说明的方式提供，不应被视为对本文所附权利要求书的限制。本领域的技术人员将容易地理解，在不脱离以下权利要求书的真实实质和范围的情况下，可以不遵循本文所示和所述的示例性实施方案和应用作出各种修改和变化。