第九章 离心技术
- 格式:ppt
- 大小:6.37 MB
- 文档页数:68
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。
离心技术的操作方法离心技术是一种将混合物中的各种成分分离的物理分离方法。
它是利用离心力的作用,使高密度的组分沉积到离心管底部,而低密度的组分则上浮到离心管顶部,从而实现它们之间的分离。
离心技术在化学、生物、医学等领域中得到广泛应用,具有操作简便、分离效果好等优点。
以下是离心技术的操作方法:首先,准备好实验所需的离心机和离心管。
离心机是用来提供离心力的设备,而离心管则是用来装载混合物的容器。
然后,将混合物均匀地倒入离心管中。
为了保证混合物均匀,可以轻轻摇晃离心管或使用移液管将混合物抽取到离心管中。
接下来,将装有混合物的离心管放入离心机的离心盘中。
离心盘是用来固定离心管的部分,离心机启动时会旋转离心盘,从而产生离心力。
然后,根据分离物性质的不同,选择合适的离心参数。
离心参数包括离心时间、离心力等。
离心时间是指离心机运转的时间,它根据混合物的组成和离心力的大小来确定。
离心力是指离心机产生的离心力的大小,它与离心机的转速和离心半径有关。
根据需要,可以调整离心时间和离心力来达到最佳的分离效果。
然后,启动离心机,让其旋转。
离心机开始旋转后,产生的离心力会使离心管中的混合物发生分离。
高密度的组分会沉积到离心管底部,而低密度的组分则上浮到离心管顶部。
最后,当离心机停止旋转后,离心管中的分离物便会形成分层。
根据需要,可以使用移液管将所需的分离物转移到另一个容器中。
对于离心管顶部的上清液,可以小心地利用移液管将其吸取出来。
对于离心管底部的沉淀,可以倾斜离心管,将其中的液体小心地倒掉,然后将沉淀用移液管转移到另一个容器中。
此外,还需要注意一些操作细节。
例如,在装载混合物时,应注意离心管的容量,不要超过其容积的限制。
在调整离心参数时,应选择适当的离心时间和离心力,避免过分离或不完全分离。
在启动离心机后,应注意观察离心机的运转情况,确保其稳定运转。
总之,离心技术是一种常用的物理分离方法,通过利用离心力使混合物中不同密度的组分分离。
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。
离心技术离心技术是利用离心力,依据物质的沉降系数、扩散系数和浮力密度的差异而进行物质的分离、浓缩和分析的一种专门技术。
各种离心机是实现其技术目的的仪器保证。
离心技术是利用离心力,依据物质的沉降系数、扩散系数和浮力密度的差异而进行物质的分离、浓缩和分析的一种专门技术。
各种离心机是实现其技术目的的仪器保证。
离心技术就其原理来说属于一种物理的技术手段,目前在农业、医药、食品卫生、生物制品、生物工程、细胞生物学、分子生物学和生物化学等诸多领域里得到了广泛的应用,使离心机,尤其是超速离心机已成为现代生物化学实验室中不可缺少的必备设备。
为了满足生产、科研和教学的不同需要,不同类型、不同规格和不同用途的离心机应运而生,且随着整个科学技术的发展不断地得到改进、提高和更新。
现将离心机分类如下:1.不同类型的离心机不仅具有不同的构造,而且具有不同的应用范围。
普通离心机的最大转速在10000 rpm以下,最大相对离心力小于10000×g,容量从几十毫升至几升,分离形式是固液沉降分离,转子有角式和外摆式,其转速不能严格控制,通常不带冷冻系统,于室温下操作。
这种离心机多用交流整流电动机驱动,电机碳刷易磨损,转速由电压调压器调节,起动电流大,速度升降不均匀,一般转头是置于一个硬质钢轴上,因此离心前精确平衡离心管及其内容物极为重要,否则易造成的离心机损坏。
在现代实验室中,普通离心机通常在下列情况下用于物质的分离和提取:(1)沉淀有粘滞;(2)沉淀颗粒小,容易透过滤纸;(3)沉淀量过多而疏松;(4)沉淀量过少,而需要定量分析;(5)母液粘稠;(6)母液量很少,分离时需减少损失;(7)沉淀和母液需迅速分离;(8)一般胶体溶液。
高速离心机能够对样品溶液中的悬浮物质进行高纯度的分离、浓缩、精制和提取,多用于血液、细胞、蛋白质、酶、病毒、激素等的分离制备。
超速离心机目前主要用于:(1)测定生物大分子和高分子聚合物的沉降系数(S)、扩散系数(D)和分子量(M);(2)研究生物大分子的大小和形状;(3)研究生物大分子的缔合、离解和降解;(4)追随分离高分子的提纯过程,鉴定其均一程度,测定其组成和浓度;(5)分离提纯血清脂蛋白;(6)发现异常血清蛋白质成分等。
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。
离心技术概述离心技术的基本原理离心机的主要构造和类型制备性超速离心的分离方法密度梯度液的选择分析型超速离心机离心操作的注意事项第一节概述一、离心技术的概念离心技术是根据一组物质的密度和在溶液中沉降系数不同(浮力不同),用不同离心力使其从溶液中分离、浓缩和纯化的方法。
二、离心技术的应用分离出化学反应后的沉淀物,天然的生物大分子、无机物、有机物,在生物化学以及其它的生物学领域,常用来收集细胞、细胞器及生物大分子物质。
第二节离心技术的基本原理一、离心力(F)F = m·a = m·ω2 r a —粒子旋转的加速度,m —沉降粒子的有效质量ω—粒子旋转的角速度,r—粒子的旋转半径( cm )二、相对离心力(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/g g为重力加速度(980.7cm/sec2)在离心管的不同部位距旋转中心轴的距离也不同,那么在一定的转速下其RCF值也各不相同三、沉降系数(S) S是指单位离心场中粒子移动的速度。
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,量纲为秒。
通过分析型离心机可以测得某种悬浮颗粒或生物高分子的沉降系数沉降系数S的两个重要用途1、预计沉降时间对已知S值的物质,可计算出在离心管中完成沉降所需要的时间2、测定物质分子质量由测得的某物质的沉降系数,可计算出其分子质量:四、沉降时间Ts第三节离心机的分类和结构一、离心机的分类1、按工作原理分为制备型(用于分离)和分析型2、按离心速度分为:普通<6000 rpm,6000g高速离心机<25000rpm,<89000g超速离心机>25000rpm,(最大85000rpm,600,000g)3、按特殊用途分为大容量、低温冷冻、立式台式、连续流动式。
二、离心机的结构1、转动装置:超速离心机主要由驱动和速度控制、温度控制、真空系统和转头四部分组成。