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(da)100000 r/min，最大離心力達700 000 g。 

 

 

離(li)心(xin)機(ji)作(zuo)為(wei)一(yi)種(zhong)手(shou)段(duan)，具(ju)有(you)許(xu)多(duo)優(you)點(dian)。例(li)如(ru)，超(chao)速(su)離(li)心(xin)可(ke)在(zai)低(di)溫(wen)下(xia)操(cao)作(zuo)，保(bao)護(hu)了(le)生(sheng)物(wu)大(da)分(fen)子(zi)的(de)活(huo)性(xing)。製(zhi)備(bei)型(xing)的(de)離(li)心(xin)機(ji)負(fu)載(zai)量(liang)大(da)，一(yi)次(ci)可(ke)分(fen)離(li)提(ti)純(chun)幾(ji)克(ke)樣(yang)品(pin)，比(bi)層(ceng)析(xi)、 

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) 離心原理 

 

 

當dang含han有you細xi小xiao顆ke粒li的de懸xuan浮fu液ye靜jing置zhi不bu動dong時shi，由you於yu重zhong力li場chang的de作zuo用yong使shi得de懸xuan浮fu的de顆ke粒li逐zhu漸jian下xia沉chen。粒li子zi越yue重zhong
，下xia沉chen越yue快kuai
，反fan之zhi密mi度du比bi液ye體ti小xiao的de粒li子zi就jiu會hui上shang浮fu。微wei粒li在zai重zhong力li場chang下xia移yi 

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 

沉(chen)降(jiang)過(guo)程(cheng)的(de)。因(yin)為(wei)顆(ke)粒(li)越(yue)小(xiao)沉(chen)降(jiang)越(yue)慢(man)
，而(er)擴(kuo)散(san)現(xian)象(xiang)則(ze)越(yue)嚴(yan)重(zhong)。所(suo)以(yi)需(xu)要(yao)利(li)用(yong)離(li)心(xin)機(ji)產(chan)生(sheng)強(qiang)大(da)的(de)離(li)心(xin)力(li)
，才(cai)能(neng)迫(po)使(shi)這(zhe)些(xie)微(wei)粒(li)克(ke)服(fu)擴(kuo)散(san)產(chan)生(sheng)沉(chen)降(jiang)運(yun)動(dong)。 

 

lixinjiushiliyonglixinjizhuanzigaosuxuanzhuanchanshengdeqiangdadelixinli
，jiakuaiyetizhongkelidechenjiangsudu，bayangpinzhongbutongchenjiangxishuhefulimidudewuzhifenlikai。lixinli(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60 000 

 

r/min時
，離心力是240 000×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 

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bu同tong而er停ting留liu在zai液ye體ti介jie質zhi中zhong不bu同tong的de位wei置zhi而er把ba它ta們men一yi一yi分fen開kai。前qian者zhe是shi沉chen降jiang速su度du法fa
，應ying用yong該gai法fa時shi液ye體ti介jie質zhi的de最zui大da密mi度du要yao小xiao於yu樣yang品pin中zhong最zui小xiao顆ke粒li的de密mi度du，離li心xin時shi選xuan用yong高gao轉zhuan速su和he短duan 

時間；後hou者zhe是shi沉chen降jiang平ping衡heng法fa，應ying用yong該gai法fa時shi液ye體ti介jie質zhi的de最zui大da密mi度du要yao大da於yu樣yang品pin中zhong最zui小xiao顆ke粒li的de密mi度du
，離li心xin時shi選xuan用yong較jiao低di轉zhuan速su和he較jiao長chang時shi間jian。實shi際ji操cao作zuo有you幾ji種zhong形xing式shi： 

 

1.差速離心 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。