離心機是借離心力分離液相非均一體系的設(shè)備。根據(jù)物質(zhì)的沉降系數(shù)、質(zhì)量、密度等的不同，應(yīng)用強大的離心力使物質(zhì)分離、濃縮和提純的方法稱為離心。一般說， 離心機轉(zhuǎn)速在 20 000r/min 以上的稱為超速離心。離心技術(shù)，特別是超速離心技術(shù)是分子生物學、生物化學研究和工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的手段。
離心機作為一種手段，具有許多優(yōu)點。例如，超速離心可在低溫下操作，保護了生物大分子的活性。制備型的離心機負載量大，一次可分離提純幾克樣品，比層析、電泳上的樣品量大得多。分析離心機不僅可測物質(zhì)的分子量，還可檢驗物質(zhì)的純度、構(gòu)象、沉降系數(shù)等。因此離心技術(shù)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、核酸和酶的方便有效的工具。
( 二 ) 離心原理
當含有細小顆粒的懸浮液靜置不動時，由于重力場的作用使得懸浮的顆粒逐漸下沉。粒子越重，下沉越快，反之密度比液體小的粒子就會上浮。微粒在重力場下移動的速度與微粒的大小、形態(tài)和密度有關(guān)，并且又與重力場的強度及液體的粘度有關(guān)。象紅血球大小的顆粒，直徑為數(shù)微米，就可以在通常重力作用下觀察到它們的 沉降過程。
此外，物質(zhì)在介質(zhì)中沉降時還伴隨有擴散現(xiàn)象。擴散是無條件的絕對的。擴散與物質(zhì)的質(zhì)量成反比，顆粒越小擴散越嚴重。而沉降是相對的，有條件的，要受到外力才能運動。沉降與物體重量成正比，顆粒越大沉降越快。對小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質(zhì)等，它們在溶液中成膠體或半膠體狀態(tài)，僅僅利用重力是不可能觀察到沉降過程的。因為顆粒越小沉降越慢，而擴散現(xiàn)象則越嚴重。所以需要利用離心機產(chǎn)生強大的離心力，才能迫使這些微粒克服擴散產(chǎn)生沉降運動。
離心就是利用離心機轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強大的離心力，加快液體中顆粒的沉降速度，把樣品中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開。離心力 (F) 的大小取決于離心轉(zhuǎn)頭的角速度 ( ω ， r/min) 和物質(zhì)顆粒距離心軸的距離 (r ， cm) 。它們的關(guān)系是： F ＝ ω 2R
為方便起見， F 常用相對離心力也就是地心引力的倍數(shù)表示。即把 F 值除以重力加速度 g ( 約等于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(zhuǎn)頭平均半徑是 6cm ，當轉(zhuǎn)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(zhì)上的離心力是日常地心引力的 24 萬倍。因此，轉(zhuǎn)速 r/min 和離心力 g 值之間并不是成正比關(guān)系，還和半徑有關(guān)。同樣的轉(zhuǎn)速，半徑大一倍，離心力 (g 值 ) 也大一倍 |
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