離心機轉速在20000r/min以上的稱為超速離心機。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不可缺少的手段。
1924年T.Svedberg和Rinde研yan製zhi出chu世shi界jie上shang第di一yi台tai渦wo輪lun超chao速su離li心xin機ji以yi來lai,發fa展zhan非fei常chang迅xun速su,現xian在zai已yi廣guang泛fan地di應ying用yong到dao科ke學xue研yan究jiu和he生sheng產chan的de各ge個ge領ling域yu。現xian在zai離li心xin機ji轉zhuan頭tou最zui高gao轉zhuan速su已yi達da100000r/min,最大離心力達700000g。
lixinjizuoweiyizhongshouduan,juyouxuduoyoudian。liru,chaosulixinjikezaidiwenxiacaozuo,baohuleshengwudafenzidehuoxing。zhibeixingdelixinjifuzailiangda,yicikefenlitichunjikeyangpin,bicengxi、
電泳上的樣品量大得多。分析離心機不僅可測物質的分子量,還可檢驗物質的純度、構象、沉降係數等。因此離心技術在生物學研究中占有重要的地位,是分離、純
化細胞、病毒、蛋白、核酸和酶的最方便最有效的工具。
(二)離心機原理
danghanyouxixiaokelidexuanfuyejingzhibudongshi,youyuzhonglichangdezuoyongshidexuanfudekelizhujianxiachen。liziyuezhong,xiachenyuekuai,fanzhimidubiyetixiaodelizijiuhuishangfu。weilizaizhonglichangxiayi
動的速度與微粒的大小、形(xing)態(tai)和(he)密(mi)度(du)有(you)關(guan),並(bing)且(qie)又(you)與(yu)重(zhong)力(li)場(chang)的(de)強(qiang)度(du)及(ji)液(ye)體(ti)的(de)粘(zhan)度(du)有(you)關(guan)。象(xiang)紅(hong)血(xue)球(qiu)大(da)小(xiao)的(de)顆(ke)粒(li),直(zhi)徑(jing)為(wei)數(shu)微(wei)米(mi),就(jiu)可(ke)以(yi)在(zai)通(tong)常(chang)重(zhong)力(li)作(zuo)用(yong)下(xia)觀(guan)察(cha)到(dao)它(ta)們(men)的(de)
沉降過程。
此ci外wai,物wu質zhi在zai介jie質zhi中zhong沉chen降jiang時shi還hai伴ban隨sui有you擴kuo散san現xian象xiang。擴kuo散san是shi無wu條tiao件jian的de絕jue對dui的de。擴kuo散san與yu物wu質zhi的de質zhi量liang成cheng反fan比bi,顆ke粒li越yue小xiao擴kuo散san越yue嚴yan重zhong。而er沉chen降jiang是shi相xiang對dui的de,有you條tiao件jian的de,要yao受shou到dao外wai力li
才(cai)能(neng)運(yun)動(dong)。沉(chen)降(jiang)與(yu)物(wu)體(ti)重(zhong)量(liang)成(cheng)正(zheng)比(bi),顆(ke)粒(li)越(yue)大(da)沉(chen)降(jiang)越(yue)快(kuai)。對(dui)小(xiao)於(yu)幾(ji)微(wei)米(mi)的(de)微(wei)粒(li)如(ru)病(bing)毒(du)或(huo)蛋(dan)白(bai)質(zhi)等(deng),它(ta)們(men)在(zai)溶(rong)液(ye)中(zhong)成(cheng)膠(jiao)體(ti)或(huo)半(ban)膠(jiao)體(ti)狀(zhuang)態(tai),僅(jin)僅(jin)利(li)用(yong)重(zhong)力(li)是(shi)不(bu)可(ke)能(neng)觀(guan)察(cha)到(dao)
chenjiangguochengde。yinweikeliyuexiaochenjiangyueman,erkuosanxianxiangzeyueyanzhong。suoyixuyaoliyonglixinjichanshengqiangdadelixinli,cainengposhizhexieweilikefukuosanchanshengchenjiangyundong。
離li心xin就jiu是shi利li用yong離li心xin機ji轉zhuan子zi高gao速su旋xuan轉zhuan產chan生sheng的de強qiang大da的de離li心xin力li,加jia快kuai液ye體ti中zhong顆ke粒li的de沉chen降jiang速su度du,把ba樣yang品pin中zhong不bu同tong沉chen降jiang係xi數shu和he浮fu力li密mi度du的de物wu質zhi分fen離li開kai。離li心xin力li(F)的大小取決於離心轉頭的角速度(ω,r/min)和物質顆粒距離心軸的距離(r,cm)。它們的關係是:F=ω2R
為方便起見,F常用相對離心力也就是地心引力的倍數表示。即把F值除以重力加速度g(約等於9.8m/s2.)得到離心力是重力的多少倍,稱作多少個g。例如離心機轉頭平均半徑是6cm,當轉速是60000
r/min時,離心力是240000×g,表示此時作用在被離心物質上的離心力是日常地心引力的24萬倍。
因此,轉速r/min和離心力g值之間並不是成正比關係,還和半徑有關。同樣的轉速,半徑大一倍,離心力(g值)也大一倍。轉速(r/min)和離心力(g值)之間的關係可用下式換算:
式中:r為半徑(cm),g為離心力(g值)
(三)超速離心機的離心方法
yonglixinfangfafenlishengwudafenziheyaxibaowuzhidejibenyuanlishigenjutamenzaiyetijiezhizhonghuozhechenjiangsudubutongerxingchengbutongdequdai,huozhetamendemidubutongertingliuzaiyetijiezhizhongbutongdeweizhierbatamenyiyifenkai。qianzheshichenjiangsudufa,yingyonggaifashiyetijiezhidezuidamiduyaoxiaoyuyangpinzhongzuixiaokelidemidu,lixinshixuanyonggaozhuansuheduanshijian;houzheshichenjiangpinghengfa,yingyonggaifashiyetijiezhidezuidamiduyaodayuyangpinzhongzuixiaokelidemidu,lixinshixuanyongjiaodizhuansuhejiaochangshijian。shijicaozuoyoujizhongxingshi:
1.差(cha)速(su)離(li)心(xin)這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)是(shi)選(xuan)擇(ze)不(bu)同(tong)轉(zhuan)速(su)的(de)離(li)心(xin),分(fen)別(bie)分(fen)離(li)各(ge)個(ge)不(bu)同(tong)組(zu)分(fen)。例(li)如(ru)先(xian)用(yong)低(di)速(su)沉(chen)降(jiang)大(da)顆(ke)粒(li)和(he)上(shang)清(qing)液(ye),在(zai)高(gao)速(su)離(li)心(xin)上(shang)清(qing)沉(chen)降(jiang)中(zhong)等(deng)顆(ke)粒(li),最(zui)後(hou)超(chao)速(su)離(li)心(xin)上(shang)清(qing)沉(chen)降(jiang)小(xiao)顆(ke)粒(li)。采(cai)用(yong)逐(zhu)級(ji)提(ti)高(gao)離(li)心(xin)力(li)分(fen)離(li)上(shang)情(qing)液(ye)的(de)方(fang)法(fa),把(ba)不(bu)同(tong)大(da)小(xiao)的(de)顆(ke)粒(li)分(fen)開(kai)。
這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)比(bi)較(jiao)簡(jian)單(dan),方(fang)便(bian)。分(fen)離(li)的(de)組(zu)份(fen)沉(chen)到(dao)管(guan)底(di),因(yin)此(ci)可(ke)以(yi)迅(xun)速(su)濃(nong)縮(suo)所(suo)要(yao)的(de)組(zu)份(fen),減(jian)少(shao)體(ti)積(ji)。但(dan)回(hui)收(shou)率(lv)和(he)純(chun)度(du)是(shi)有(you)矛(mao)盾(dun)的(de),要(yao)提(ti)高(gao)回(hui)收(shou)率(lv),勢(shi)必(bi)提(ti)高(gao)轉(zhuan)速(su)或(huo)延(yan)長(chang)離(li)心(xin)時(shi)間(jian),這(zhe)樣(yang)大(da)小(xiao)相(xiang)近(jin)的(de)顆(ke)粒(li)也(ye)會(hui)沉(chen)到(dao)管(guan)底(di)。因(yin)此(ci)該(gai)法(fa)多(duo)用(yong)於(yu)粗(cu)提(ti)純(chun)或(huo)初(chu)步(bu)濃(nong)縮(suo)樣(yang)品(pin)。
2.速度區帶(或速度梯度)離li心xin本ben法fa是shi將jiang樣yang品pin放fang在zai一yi個ge連lian續xu的de密mi度du梯ti度du液ye體ti上shang,通tong過guo離li心xin,大da顆ke粒li沉chen降jiang快kuai,小xiao顆ke粒li沉chen降jiang慢man。經jing過guo一yi段duan時shi間jian,相xiang同tong的de顆ke粒li就jiu在zai同tong一yi深shen度du
形成一條帶子,因此把各種組份分開來。它適用於分離密度相同、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,用於梯度離心。再分別進行收集處於不同區帶裏的各個組份。
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