冷凍離心機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,,并且又與重力場的強度及液體的粘度有關,。象紅血球大小的顆粒,直徑為數微米,,就可以在通常重力作用下觀察到它們的沉降過程,。
此外,物質在介質中沉降時還伴隨有擴散現象,。擴散是無條件的絕對的,。擴散與物質的質量成反比,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,而擴散現象則越嚴重,。所以需要利用離心機產生強大的離心力,,才能迫使這些微粒克服擴散產生沉降運動,。
離心就是利用離心機轉子高速旋轉產生的強大的離心力,,加快液體中顆粒的沉降速度,把樣品中不同沉降系數和浮力密度的物質分離開,。
離心力(g)和轉速(rpm)之間的換算
離心力G和轉速RPM之間的換算其換算公式如下:
G=1.11×10^(-5)×R×(rpm)^2
其中,G為離心力,,一般以g(重力加速度)的倍數來表示,。
離心機有一個繞本身軸線高速旋轉的圓筒,稱為轉鼓,,通常由電動機驅動,。懸浮液(或乳濁液)加入轉鼓后,被迅速帶動與轉鼓同速旋轉,,在離心力作用下各組分分離,,并分別排出。通常,,轉鼓轉速越高,,分離效果也越好。
冷凍離心機分離機的作用原理有離心過濾和離心沉降兩種,。離心過濾是使懸浮液在離心力場下產生的離心壓力,,作用在過濾介質上,使液體通過過濾介質成為濾液,,而固體顆粒被截留在過濾介質表面,,從而實現液-固分離;離心沉降是利用懸浮液(或乳濁液)密度不同的各組分在離心力場中迅速沉降分層的原理,,實現液-固(或液-液)分離,。