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離心機的原理及方法
閱讀：4862發布時間：2017-5-5
離心機是借離心力分離液相非均一體系的設備。根據物質的沉降系數、質量、密度等的不同，應用強大的離心力使物質分離、濃縮和提純的方法稱為離心。一般說， 離心機轉速在 20 000r/min 以上的稱為超速離心。離心技術，特別是超速離心技術是分子生物學、生物化學研究和工業生產中*的手段。
1、離心原理
當含有細小顆粒的懸浮液靜置不動時，由于重力場的作用使得懸浮的顆粒逐漸下沉。粒子越重，下沉越快，反之密度比液體小的粒子就會上浮。微粒在重力場下移動的速度與微粒的大小、形態和密度有關，并且又與重力場的強度及液體的粘度有關。象紅血球大小的顆粒，直徑為數微米，就可以在通常重力作用下觀察到它們的沉降過程。
此外，物質在介質中沉降時還伴隨有擴散現象。擴散是無條件的的。擴散與物質的質量成反比，顆粒越小擴散越嚴重。而沉降是相對的，有條件的，要受到外力才能運動。沉降與物體重量成正比，顆粒越大沉降越快。對小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質等，它們在溶液中成膠體或半膠體狀態，僅僅利用重力是不可能觀察到沉降過程的。因為顆粒越小沉降越慢，而擴散現象則越嚴重。所以需要利用離心機產生強大的離心力，才能迫使這些微粒克服擴散產生沉降運動。
2、超速離心機的離心方法
用離心方法分離生物大分子和亞細胞物質的基本原理是根據它們在液體介質中或者沉降速度不同而形成不同的區帶，或者它們的密度不同而停留在液體介質中不同的位置而把它們一一分開。前者是沉降速度法，應用該法時液體介質的zui大密度要小于樣品中zui小顆粒的密度，離心時選用高轉速和短時間；后者是沉降平衡法，應用該法時液體介質的zui大密度要大于樣品中zui小顆粒的密度，離心時選用較低轉速和較長時間。實際操作有幾種形式：
a. 差速離心這種方法是選擇不同轉速的離心，分別分離各個不同組分。例如先用低速沉降大顆粒和上清液，在高速離心上清沉降中等顆粒，zui后超速離心上清沉降小顆粒。采用逐級提高離心力分離上情液的方法，把不同大小的顆粒分開。
這種方法比較簡單，方便。分離的組份沉到管底，因此可以迅速濃縮所要的組份，減少體積。但回收率和純度是有矛盾的，要提高回收率，勢必提高轉速或延長離心時間，這樣大小相近的顆粒也會沉到管底。因此該法多用于粗提純或初步濃縮樣品。
b. 速度區帶 ( 或速度梯度 ) 離心,本法是將樣品放在一個連續的密度梯度液體上，通過離心，大顆粒沉降快，小顆粒沉降慢。經過一段時間，相同的顆粒就在同一深度形成一條帶子，因此把各種組份分開來。它適用于分離密度相同、而大小不同的物質，如不同的蛋白質組份密度都差不多，但分子量不一樣，用本法很容易將其分開。但對密度不同、大小類似的物質則不易分離。蔗糖梯度是一種常用的介質。用不同濃度的蔗糖溶液 (5%-60%) 配成梯度，用于梯度離心,再分別進行收集處于不同區帶里的各個組份。
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