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湖南湘仪离心机认知

湖南湘仪离心机认知

离心机是生物学实验中必不可少的仪器,看似通用的仪器,却是有许多学问的,实验操作中我们需要了解离心机知识,能够合理利用它而更稳定地为我们的实验服务。

 、离心技术的基本原理

当含有细小颗粒的悬浮液静置不动时,由于重力场的作用使得悬浮的颗粒逐渐下沉。粒子越重,下沉越快,反之密度比液体小的粒子就会上浮。微粒在重力场下移动的速度与微粒的大小、形态和密度有关,并且又与重力场的强度及液体的粘度有关。象红血球大小的颗粒,直径为数微米,就可以在通常重力作用下观察到它们的沉降过程。
此外,物质在介质中沉降时还伴随有扩散现象。扩散是无条件的绝对的。扩散与物质的质量成反比,颗粒越小扩散越严重。而沉降是相对的,有条件的,要受到外力才能运动。沉降与物体重量成正比,颗粒越大沉降越快。对小于几微米的微粒如病毒或蛋白质等,它们在溶液中成胶体或半胶体状态,仅仅利用重力是不可能观察到沉降过程的。因为颗粒越小沉降越慢,而扩散现象则越严重。所以需要利用离心机产生强大的离心力,才能迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。
离心就是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力,加快液体中颗粒的沉降速度,把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。
离心力(g)和转速(rpm)之间的换算
离心力G和转速RPM之间的换算其换算公式如下:
G=1.11×10^(-5)×R×(rpm)^2
其中,G为离心力,般以g(重力加速度)的倍数来表示。
10^(-5) 即10的负五次方,(rpm)^2转速的平方,R为半径,单位为厘米。
例如,离心半径为10厘米,转速为8000RPM,其离心力为:
G=1.11*10(-5)*10*(8000)2=7104
即离心力为7104g.
而当离心力为8000g 时,其转速应为:8489即约为8500rpm。

二、离心机的种类

  离心机按用途分为工业用离心机和实验用离心机。后者根据功能又分为制备性离心机和分析性离心机。制备性离心机般用来分离各种生物材料,分离的样品量比较大,也是大多数科研实验室配备的离心机种类。分析性离心机常用来研究纯的生物大分子和颗粒的理化性质,般有光学系统,可监测粒子在离心场中的行为,能推断物质的纯度、形状和分子量等,且都是超速离心机。此处和大家分享下几种实验室常用的制备性离心机。

  制备性离心机根据转速可分为普通离心机、高速离心机、超速离心机等。具体如下:

1、普通离心机

  大转速6000rpm左右,大RCF接近6000g,容量为几十毫升至几升,分离形式是固液沉降分离,其转速不能严格控制,通常不带冷冻系统,室温操作,用于收集易沉淀的大颗粒物质,如:细胞等。在细胞培养实验室常常能见到。

2、高速离心机

  转速为2000-25000rpm,大RCF为89000×g,大容量可达3L,般都有制冷系统,以消除高速旋转转头与空气之间摩擦而产生的热量,离心室的温度可以调节和维持在0℃-4℃,可以严格准确的控制转速温度和时间,并有指针或数字显示。通常用于微生物菌体、细胞碎片、大细胞器、硫酸铵沉淀和免疫沉淀物等的分离纯化工作,但不能有效地沉降病毒、小细胞器或单个分子。高速离心机是实验室中常见的离心机类型,般的分子实验室都会配备。

3、超速离心机

  转速可达50000-80000rpm,RCF高可达510000×g,离心容量由几十毫升至2升,分离形式为差速沉降分离和密度梯度区带分离,需严格配平(误差<0.1g)。与高速离心机的主要区别是增加了真空系统。常用于分离亚细胞器、病毒、核酸、蛋白质和多糖等。超速离心机价格较高,般只有大型实验室或公



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