正文 第二章 離心技術(1 / 1)

離心技術是將含有顆粒不均一的懸浮液置於離心管中,在旋轉運動的離心力作用下,利用因物質的密度及質量差異而沉降速度不同,將其分離的技術。它是分離、濃縮和提純生物樣品的一種常用方法。

第一節基本原理

一、相對離心力

離心力是指物體作圓周運動時形成的一種使物體脫離圓周運動中心的力。離心力常用地球引力的倍數來表示,因而稱為相對離心力(RCF),其符號為FRc,單位為g(980.6cm/s2),以g的倍數或數字乘以“g”來表示,如18000×g,即表示相對離心力為18000。離心力的大小可根據離心時每分鍾轉速V(r/min,)和旋轉半徑r(cm)按下式計算:

FRc=r×V2×1.119×10-5

上述公式描述了相對離心力與轉速之間的關係。隻要給出旋轉半徑r,則RCF和V之間可以相互換算。一般情況,低速離心時常以轉速“r/min”表示,高速離心時則以“×g”表示。

二、沉降係數

沉降係數是單位離心場作用下顆粒沉降的速度,即通過單位離心場所需要的時間,用S表示,1S等於1×10-13s。在生物化學、分子生物學中,質量未知的細胞器、亞細胞器、生物高分子常用S值粗略表示其大小,如原核生物核糖體包括30S及50S亞基。

三、沉降速度

沉降速度是指在離心分離時,固相顆粒在一定離心力作用下,單位時間內物質顆粒沿半徑方向運動的距離。顆粒沉降速度與下麵三方麵因素有關:

(1)離心條件顆粒沉降速度與離心時轉速和旋轉半徑成正比。如果其他的條件不變,沉降速度隨著r的增大而增大,在進行速度區帶離心時,r對沉降速度的這種影響不利於達到滿意的分離效果,所以需要在沿半徑方向上相應地增加介質的密度和黏度以克服r的增加造成的影響。

(2)顆粒本身的性質沉降速度與顆粒直徑和密度成正比。密度相同時大顆粒比小顆粒沉降快;大小相同時,密度大的顆粒比密度小的沉降快。

(3)介質的性質沉降速度與介質的黏度、密度成反比,介質黏度、密度大,則顆粒沉降慢。