离心机 RPM-RCF 换算器
转速 rpm 与相对离心力 ×g 双向换算、常用转头半径速查、差速离心场景需设转速联动表
在线离心机换算工具：正向由转速（rpm）与离心半径算出相对离心力 RCF（×g），反向由目标 ×g 开方求回需要设置的 rpm； 内置微量机、角转子、水平转头、超速转子等常用半径速查与「细胞核 / 线粒体 / 微粒体沉淀」等实验场景的需设转速联动表， 并展示公式代入过程。方案里的 rpm 换一台离心机就不能直接抄——半径不同、实际离心力差很多，一律先换成 ×g 再反算。 全部计算在你的浏览器本地完成，不上传任何数据。
RCF = 1.118×10⁻⁵ × n² × r（n 为 rpm、r 为离心半径 cm，结果 ×g）。同一台离心机不同转头/孔位的 r 不同，请以说明书标注的最大半径为准；本工具存最近一次半径便于回用。
换算方向与参数
以上均为示例参考值，实际请以离心机/转头说明书标注的最大半径 r_max 为准（不同孔位可有差异）。
参数正常：按半径 4.8 cm 计算（最近一次半径已本地保存）。
换算结果
RPM → RCF半径 4.8 cm 处的相对离心力
7,728×g
RCF = 1.118×10⁻⁵ × 12,000² × 4.8 = 7,728 ×g
实验常用场景 · 按当前半径 4.8 cm 联动
| 实验场景 | 典型离心力 | 本机需设约 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 细胞核 / 全细胞沉淀 | 1,000 ×g | 4,317 rpm | 低速澄清，约 5 min |
| 线粒体沉淀 | 10,000 ×g | 13,651 rpm | 差速离心第二级 |
| 微粒体 / 内质网沉淀 | 100,000 ×g | 43,168 rpm | 通常需超速离心 |
| DNA 乙醇沉淀后管底收集 | 12,000 ×g | 14,954 rpm | 微量机常用 |
| 淋巴细胞分离（Ficoll） | 400 ×g | 2,730 rpm | 温和分层，忌大半径超速 |
敏感度小注：RCF 与转速平方成正比——12000 到 13000 rpm 转速差 8.3%，离心力却差 17.4%。低速段别忽视平方放大。
换算系数从哪来（1.118×10⁻⁵ 的推导）
- 标准重力加速度 g = 9.80665 m/s²（1901 年国际重力基准定义，常数本身沿用至今）。
- 角速度 ω = 2πn ÷ 60（rad/s），向心加速度 a = ω² × r（r 取米）。
- 相对离心力 RCF = a ÷ g，把 r 换成 cm、n 换成 rpm 整理得系数 (2π/60)² ÷ 100 ÷ 9.80665 ≈ 1.118×10⁻⁵。
- 心算速记式：RCF ≈ 11.18 × r(cm) × (n/1000)²——如 12000 rpm、r=4.8：11.18×4.8×144 ≈ 7728×g，与上方预设一致。
#rpm 和 ×g 是什么关系？
rpm（每分钟转数）描述转头转得多快，×g（相对离心力 RCF）描述样品实际被「甩」得多狠，二者通过公式 RCF = 1.118×10⁻⁵ × n² × r 联系：离心力与转速的平方成正比，还与旋转半径成正比。 同一个 12000 rpm，在 r=4.8cm 的迷你机上是约 7728×g，在 r=7cm 的台式角转上就是约 11269×g，在 r=10.5cm 的 50mL 角转上高达约 16904×g。 所以离心力对半径同样敏感，不能只看转速面板上的数字。
为什么不同离心机的转速不能直接抄？
文献方案里的 rpm 是在作者那台离心机（特定转头、特定半径）上验证过的。换到半径更小的转头，同样 rpm 的实际离心力更小， 沉淀可能不完全；换到半径更大的转头则离心力偏大，可能压实甚至损伤沉淀。规范做法是把方案 rpm 按其半径换成 ×g， 再用自己转头的 r_max 反算 rpm。例如经典手册条件 13375 rpm @5cm（恰为 10000×g）抄到 r=4.8cm 的转头上只剩约 9600×g， 抄到 r=7cm 上变成约 14000×g——差 40% 以上，足以影响线粒体与溶酶体的分层效果。
说明书的最大半径和最小半径取哪个？
角转子说明书常标 r_min（孔位内端到轴心的最小距离）和 r_max（管底到轴心的最大距离）。沉淀效率由管底受力决定， 换算与设定转速时一律取 r_max（最大半径）；只有密度梯度分层关注等密度点、 或厂家用平均半径 r_av 给 k-factor 时，才按说明书要求改用对应值。孔位深浅不同的适配器半径也不同，以实际使用的为准。
差速离心与密度梯度离心一句话
差速离心靠逐级提高 ×g（如本页场景表：1000 → 10000 → 100000×g）按颗粒大小沉淀分离细胞组分； 密度梯度离心（如 Ficoll 分离淋巴细胞）靠介质密度梯度按浮点密度分层，转速只决定分层时间，通常取温和的 200–800×g 且避免大半径超速产热。
换算公式的历史常数
系数 1.118×10⁻⁵ 并非经验值，而是 (2π/60)²÷(100×9.80665) 的化简：2π/60 把 rpm 换成 rad/s，除以 100 把 cm 换成 m，再除以标准重力加速度 9.80665 m/s²。 美产手册常写作 RCF = 11.18 × r(cm) × (RPM/1000)²，本质完全相同；少数旧文献用 g=980 cm/s² 的近似得 1.117×10⁻⁵，误差 0.1%，可忽略。
#常见问题 (FAQ)
RPM 和 ×g 怎么换算？
正向：RCF(×g) = 1.118×10⁻⁵ × rpm² × 半径(cm)；反向：rpm = √( RCF ÷ (1.118×10⁻⁵ × 半径) )。把参数填进本页输入区即可，结果卡还会展示数字代入过程。
离心半径填多少？说明书两个值取哪个？
取转头说明书标注的最大半径 r_max（管底到轴心距离），沉淀效果由管底受力决定。同一台离心机不同转头、不同孔位的 r 不同，请逐转头填写；本页会记住你最近一次的半径。
文献里的 12000 rpm 能直接设到自己离心机上吗？
不建议。应先把文献 rpm 按其半径换算成 ×g，再用你自己转头的 r_max 反算 rpm。例如高速沉淀 DNA 常用 12000×g：在 r=4.8cm 需约 14954 rpm，在 r=10.5cm 只需约 10110 rpm，直接抄 12000 rpm 会两头出错。
计算数据会上传吗？
不会。换算全在浏览器本地完成，只有最近一次半径存在你自己的 localStorage 里，清空浏览器数据即可抹除。
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