离心技术2015.9

离心技术离心技术是根据颗粒在匀迷圆周运动时受到一个外向的离心力的行为发展起来的一种分离分析技术。

1．用于工业生产的，如化工、制药、食品等工业大型制备用的离心技术，转速都在每分钟5000转以下。

2．用于生物、医学、化学等实验室分析研究的，转速从每分钟几千到几万转以上，此类技术的使用目的在于分离和纯化样品，以及对纯化样品的有关性能进行研究。

一、基本原理1．离心力Centrifugal force (F)F=mω2rω：旋转角速度(弧度／秒) r:旋转体离旋转轴的距离(cm)m：颗粒质量2．相对离心力Relative centrifugal force (RCF)RCF 就是实际离心力转化为重力加速度的倍数RCF=F离心力／F重力= mω2r/mg= ω2r/gg为重力加速度(980．70g/sec2)同为转于旋转一周等于2π弧度，因此转子的角速度以每分钟旋转的次数(每分钟转数n 或r/min)表示：一般情况下，低速离心时常以r／min来表示，高速离心时则以g(或数字Xg)表示。

用“X g”表示每分钟转速可以真实反映颗粒在离心管不同位置的离心力。

Dole&Cotzias 制作了转子速度和半径相对应的离心力列线图(图2—15)。

3．沉降系数Sedimentation coefficient (S)当转子内样品绕着旋转轴离心时，样品沉降率是由样品颗粒的大小、形状、密度和溶剂的粘度、密度以及离心加速度决定的，在一般情况下，样品的沉降特征可以用沉降系数来表示：S：是指单位离心场中粒子移动的速度。

S的物理意义是颗粒在离心力作用下从静止状态到达等速运动所经过的时间。

S在实际应用时常在10-13秒左右，故把沉降系数10-13秒称为一个Svedberg单位，简写S，单位为秒，1S二1×10-13秒。

对一定的样品，在一定的介质中，样品沉降系数S 也常保持不变。

文献中常用沉降系数以描述某些生物大分子或亚细胞器大小。

超速离心技术超速离心技术是利用物质的沉降系数、浮力、质量等方面的差异，利用强大的离心力场，使样品中的混合物得以分离、浓缩、纯化和鉴定的技术。

离心技术现在已经成为分子生物学和生物化学研究中不可缺少的一项重要技术。

离心技术可分为制备型和分析型两类。

在生物学领域可以利用这种方法，分离提取各种细胞及其亚细胞物质，如细胞膜、细胞核、染色体、线粒体、叶绿体、溶酶体、核蛋白体等。

也可以鉴定蛋白质、酶及核酸的纯度。

处理的样品可多可少，少至0.2mL以下。

离心技术的范围相当广泛。

目前，利用这种技术分离各种亚细胞物质、酶、病毒、质粒及各种核酸。

因此，为分子生物学、生物化学和医学的发展，提供了有利的手段。

自从1926年瑞典物理学家Svedberg制成世界上第一台超速离心机（45000转/分）到现在已有快80年的历史，在这期间，离心机的发展是非常迅速的。

特别是在50年代以后发展的更快，例如，美国贝克曼（Beckman）公司和杜邦苏凡尔（Dupont Sorvall）公司，英国测量科学设备公司（MSE），日本的日立（HITACHI）公司以及德国的海吕斯（Heraeus）公司，都生产出各种离心机产品，如普通离心机、高速离心机和超速离心机。

从简单的低速高容量的制备离心机到用于精密分析的超速离心机，应有尽有。

美国贝克（Beckman）公司的超速离心机居世界领先地位，采用了大规模集成电路，计算机程序控制，分离-检测，全部实现自动化；最高转速可达13多万转/分钟，并配有各种型号的垂直转头、水平转头、固定角转头、区带转头、连续转头等，供用户选用，不但操作简单、节省时间，而且进一步提高了的分离效率。

此外，离心技术也有了很大的发展，有密度梯度离心技术和区带离心技术，为生物大分子的分离、纯化和鉴定提供了优越的手段。

虽然离心机的种类有多种，离心技术也多种多样，但是它们的工作原理基本相似。

在实际工作中用的最多的还是制备型离心。

本课程主要介绍制备型分离技术。

离心技术的原理及应用1. 离心技术的概述离心技术是一种以离心力为基础的分离过程，通过利用离心力将混合物的不同组分分离出来。

离心技术被广泛应用于生物化学、制药、环保、食品加工等领域，可用于固体颗粒的分离、液相溶液的分离、精炼和浓缩等。

2. 离心技术的原理离心技术的原理基于离心力的作用。

离心力是由于转动物体的离心力产生的一种力。

物体在离心力作用下，会被推向物体固定轴线的外侧，形成离心效应，使得混合物的不同组分被分离开来。

离心技术通常通过离心机实现。

离心机的核心部件是转子，可以用来容纳试样。

转子围绕着离心机轴线高速旋转，产生强大的离心力，使得试样中的不同组分被分离开来。

3. 离心技术的应用离心技术在各个领域都有广泛的应用，下面列举了其中几个常见的应用：3.1 生物化学领域•分离DNA / RNA：离心技术可以用于从细胞中分离出DNA或RNA，用于基因测序、基因工程等领域的研究。

•分离蛋白质：离心技术可以用于从混合的生物样本中分离出特定的蛋白质，用于进一步的分析和研究。

3.2 制药领域•药物纯化：离心技术可以用于从化学合成或发酵得到的混合药物中分离出纯的活性成分。

•药物制剂：离心技术可以用于将固体颗粒与液体分离，制备出药物颗粒或胶体。

3.3 环保领域•污水处理：离心技术可以用于将污水中的固体颗粒与液体分离，提高水质。

•垃圾处理：离心技术可以用于将垃圾中的有机物与无机物分离，实现垃圾的资源化利用。

3.4 食品加工领域•榨汁：离心技术可以用于将水果中的果汁与果渣分离，制作果汁。

•提取物质：离心技术可以用于从食材中提取有营养或有药用价值的物质，用于食品加工。

4. 离心技术的优点•分离效果好：离心技术可以将混合物中的不同组分快速、高效地分离出来。

•操作简单：离心技术的操作相对简单，不需要复杂的设备和步骤。

•适用性广：离心技术可以适用于多种样本类型和领域，具有广泛的应用性。

5. 离心技术的局限性•样品量有限：离心技术的样品容量一般有限制，不适合处理大量的样品。

离心技术原理
离心技术是一种常用的分离方法，它基于物质在离心力作用下的不同沉降速度来实现分离目的。

离心技术的原理主要涉及两个方面：离心力和沉降速度。

首先，离心技术利用离心机产生的离心力来加速分离物质。

离心机通常由一个旋转的容器和一个电动机组成。

当电动机启动时，容器以高速旋转。

由于离心力是与旋转速度的平方成正比的，因此高速旋转能够产生强大的离心力。

离心力是指物体在旋转运动中受到的离心加速度，它的作用是将物质向外推离离心轴线。

离心机的设计目的是使离心力尽可能均匀地作用于容器内的物质，以实现有效的分离效果。

其次，离心技术利用不同物质的沉降速度来实现分离。

沉降速度是指物质在液体中下沉的速度，它取决于物质的密度、形状和粒径等因素。

在离心过程中，由于离心力的作用，密度较大或较大颗粒的物质会沉降得更快，而密度较小或较小颗粒的物质则沉降得较慢。

通过调整离心机的转速和离心时间，可以控制不同物质的沉降速度，从而实现物质的分离。

总之，离心技术利用离心力和物质的沉降速度来实现分离。

离心机通过旋转产生离心力，将物质分离为不同的组分，使得密度大的物质向外沉降，密度小的物质留在上层。

离心技术在生物医学、化学、环境等领域具有广泛的应用，例如可用于细胞分离、DNA提取、蛋白质纯化等。

离心技术工作原理离心技术是一种常见的工程技术，它的工作原理是基于离心力的运用。

离心力是一种向心力的反作用力，它使物体沿着曲线运动时远离曲线的中心。

离心技术利用离心力来实现物质的分离、浓缩和纯化等目的。

离心技术的工作原理可以简单地描述为：通过旋转运动产生离心力，然后利用离心力对物质进行分离。

具体来说，离心技术通常包括以下几个步骤：将待分离的混合物加入到离心设备中，通常是一个圆盘或圆柱形的容器。

然后，通过电机或其他动力源使离心设备高速旋转起来。

旋转运动会产生离心力，离心力的大小与旋转速度和离心设备的几何形状有关。

接下来，由于离心力的作用，混合物中的不同组分会受到不同的力，从而产生不同的运动轨迹。

通常，较重的组分会沉积在离心设备的底部，而较轻的组分则会向上移动。

这样，通过调整离心设备的设计和运行参数，可以实现对混合物的分离。

根据需要，可以采取不同的方法将分离出的物质收集起来。

例如，可以通过改变离心设备的速度或倾斜角度来控制分离效果，或者通过在离心设备中添加分离介质来增强分离效果。

此外，还可以采用不同的收集装置或分离装置，例如收集管、分液漏斗等。

离心技术在各个领域都有广泛的应用。

在生物医药领域，离心技术常用于细胞培养、血液分离和蛋白质纯化等方面。

在化工工业中，离心技术被用于分离溶液中的悬浮物、提取物质和浓缩溶液等。

此外，离心技术还在食品加工、环境监测和科学研究等领域得到广泛应用。

总的来说，离心技术通过利用离心力来实现物质的分离和纯化，具有简单、高效、可控性强等优点。

它在科学研究和工程实践中的应用广泛，为人类的生活和发展提供了重要支持。

离心技术简介1.离心技术悬浮在液体中颗粒的运动速度取决于：①应用力——液相中的颗粒处在一支平稳的试管内，会受到地球重力的作用而运动。

②固液相的密度差——密度小于液相的颗粒悬浮在上面，密度大于液相的颗粒则沉降下来。

③颗粒的大小与形状。

④介质的黏滞度。

就大多数生物颗粒（细胞、细胞器或分子）而言，受重力作用的悬浮或沉降的速度太慢，就无法应用于物质速度（g＝ m·s－2）的倍数的分离。

所以常使用离心机对物质进行分离。

离心机是一种通过使样品绕离心转轴的中心旋转而在其上产生一个远大于地球重力的仪器。

不同大小、形状和密度的颗粒会以不同的速度沉降。

颗粒的沉降速度取决于离心机的转速及颗粒与中心轴的距离。

2.离心分离常见的一些方法（一）差速沉降（沉淀）法将一混合悬浮液以一定的RCF（RCF又称为相对离心力，RCF取决于转子的转数和旋转半径），离心一定的时间后，混合物将会被分为沉淀和上清液两部分。

这种方法被广泛应用于从细胞匀浆中分离细胞器。

（二）密度梯度离心法下列技术使用了密度梯度，即离心管中的溶液从管顶到管底密度逐渐增加。

①差速区带离心法。

将样品置于平缓的预制备的密度梯度介质上，进行离心，较大的颗粒将比较小的颗粒更快地沉降，通过梯度介质，形成几个明显的区带（条带）。

这种方法有时间限制，在任一区带到达管底之前必须停止离心。

②等密度离心法。

这种技术根据其浮力密度的不同分离物质。

几种物质可通过离心法形成密度梯度（如蔗糖、CsCl等）。

样品与适当的介质混合后离心——各种颗粒在与其等密度的介质带处形成沉降区带。

这种方法要求介质梯度应有一定的陡度，要有足够的离心时间形成梯度颗粒的再分配，进一步离心对其不会有影响。

使用一根细的巴氏滴管或带有细长针头的注射器可收集一个密度梯度内的条带。

另一种方法可将试管刺穿，将内含物分段逐滴收集到几个管中。

需要更精确的研究时，可以再进行更精确的分离。