生物實驗離心機的使用方法和注意事項
閱讀：2984 發(fā)布時間：2012-8-7
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20000r/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(xué)、生物化學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中*的手段,。
1924年T.Svedberg和Rinde研制出世界上*臺渦輪超速離心機以來,，發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在已廣泛地應(yīng)用到科學(xué)研究和生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。現(xiàn)在離心機轉(zhuǎn)頭zui高轉(zhuǎn)速已達(dá)100000r/min,，zui大離心力達(dá)700000g,。
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(fù)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(xué)研究中占有重要的地位,，是分離,、純
化細(xì)胞、病毒,、蛋白,、核酸和酶的zui方便zui有效的工具。
?。ǘ╇x心原理
當(dāng)含有細(xì)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,。擴散是無條件的的。擴散與物質(zhì)的質(zhì)量成反比,，顆粒越小擴散越嚴(yán)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(yán)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?？朔U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＝ω2R
為方便起見,，F(xiàn)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(dāng)轉(zhuǎn)速是60000
r/min時，離心力是240000×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,。轉(zhuǎn)速（r/min）和離心力（g值）之間的關(guān)系可用下式換算：
式中：r為半徑（cm），g為離心力（g值）
?。ㄈ┏匐x心機的離心方法
用離心方法分離生物大分子和亞細(xì)胞物質(zhì)的基本原理是根據(jù)它們在液體介質(zhì)中或者沉降速度不同而形成不同的區(qū)帶,，或者它們的密度
不同而停留在液體介質(zhì)中不同的位置而把它們一一分開。前者是沉降速度法,，應(yīng)用該法時液體介質(zhì)的zui大密度要小于樣品中zui小顆粒的密度,，離心時選用高轉(zhuǎn)速和短
時間,；后者是沉降平衡法，應(yīng)用該法時液體介質(zhì)的zui大密度要大于樣品中zui小顆粒的密度,，離心時選用較低轉(zhuǎn)速和較長時間,。實際操作有幾種形式：
1.差速離心這種方法是選擇不同轉(zhuǎn)速的離心，分別分離各個不同組分,。例如先用低速沉降大顆粒和上清液,，在高速離心上清沉降中等顆粒，zui后超速離心上清沉降小顆粒,。采用逐級提高離心力分離上情液的方法,，把不同大小的顆粒分開。
這種方法比較簡單,，方便,。分離的組份沉到管底，因此可以迅速濃縮所要的組份,，減少體積,。但回收率和純度是有矛盾的，要提高回收率,，勢必提高轉(zhuǎn)速或延長離心時間,，這樣大小相近的顆粒也會沉到管底。因此該法多用于粗提純或初步濃縮樣品,。
2.速度區(qū)帶（或速度梯度）離心本法是將樣品放在一個連續(xù)的密度梯度液體上,，通過離心，大顆粒沉降快,，小顆粒沉降慢,。經(jīng)過一段時間，相同的顆粒就在同一深度
形成一條帶子,，因此把各種組份分開來,。它適用于分離密度相同、而大小不同的物質(zhì),，如不同的蛋白質(zhì)組份密度都差不多,，但分子量不一樣，用本法很容易將其分
開,。但對密度不同,、大小類似的物質(zhì)則不易分離。
蔗糖梯度是一種常用的介質(zhì),。用不同濃度的蔗糖溶液（5%-60%）配成梯度,，用于梯度離心。再分別進行收集處于不同區(qū)帶里的各個組份,。
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