离心机原理以及分类概述

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1、分离分析仪器离心机(centrifuge)http://www.tyhbsb.cnhttp://www.zjtyhb.comhttp://www.zjtyhb.net2内容提纲一、离心机的工作原理二、常用的离心方法三、离心机的分类与结构四、离心机的使用和维护3离心现象是指物体在离心力场中表现的沉降现象。引言应用离心沉降进行物质的分析和分离的技术就称为离心技术。实现离心技术的仪器是离心机(centrifuge)。4第一节离心机的工作原理5一、圆周运动与离心现象向心力：做圆周运动的物体所受的外力的合力。它的大小

2、取决于外力的大小，方向是与速度的方向垂直，指向圆心。v:线速度;ω: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;ρ:物体密度;V:物体体积F=mv2/r=mrω2=ρVrω26二、液体中的微粒在重力场中的分离颗粒静置一段时间后，受重力场影响会开始沉降运动。粒子越重，下沉越快。反之密度比液体小的粒子就会上浮，这个现象为重力沉降。沉降速度(sedimentationvelocity)：微粒在重力场中下降的速度。它的影响因素：微粒的大小、形态、密度、液体的粘度和重力场的强度。如实验室制

3、备血清时就可以采用室温静置的方法得到。7如果重力场的强度(g)足够大，则沉降速度足够快，那么就可以实现生物大分子的分离。扩散现象：重力场中扩散现象是无条件的，绝对的。特别是对于病毒和蛋白质类小分子物质，扩散对物质的沉降影响更大。如何克服？二、液体中的微粒在重力场中的分离8三、液体中的微粒在离心力场中的沉降颗粒在圆周运动时的切线运动称为离心沉降。实际上，颗粒在介质中作切线运动时，将受到介质的摩擦阻力，使颗粒在离心管中作曲线运动。9三、液体中的微粒在离心力场中的沉降颗粒在离心管中的沉降速度与离心机转速有关，旋转

4、速度越快，颗粒沉降越快。mω2r=m(2πN/60)2r=4π2N2rm/3600m:颗粒质量;ω:旋转角速度；N:每分钟转头旋转次数；r:离心半径10相对离心力（RCF，Relativecentrifugalforce）是指在离心场中，作用于颗粒的离心力相当于地球重力的倍数，单位是重力加速度“g”。例如25000×g，则表示相对离心力为25000。三、液体中的微粒在离心力场中的沉降相对离心力RCF的值（g值）取决于转子的转速（rpm）和旋转半径（r,以mm计算），可用如下公式表示（rpm：revoluti

5、onsperminute每分钟转数，r/min）11由上式可见，只要给出旋转半径r，则RCF和rpm之间可以相互换算。三、液体中的微粒在离心力场中的沉降rav=(rmin＋rmax)/2但是由于转头的形状及结构的差异，使每台离心机的离心管，从管口至管底的各点与旋转轴之间的距离是不一样的，所以在计算是规定旋转半径均用平均半径“rav”代替：12一般情况下，低速离心时常以转速“rpm”来表示，高速离心时则以“g”表示。计算颗粒的相对离心力时，应注意离心管与旋转轴中心的距离“r”不同，即沉降颗粒在离心管中所处位置

6、不同，则所受离心力也不同。因此在报告超离心条件时，通常总是用地心引力的倍数“×g”代替每分钟转数“rpm”，因为它可以真实地反映颗粒在离心管内不同位置的离心力及其动态变化。科技文献中离心力的数据通常是指其平均值（RCFav），即离心管中点的离心力。三、液体中的微粒在离心力场中的沉降13三、液体中的微粒在离心力场中的沉降由于转头的形状和设计，离心管中从管顶至管底各点到旋转中心的距离是不同的，为了计算相对离心力的数值可用平均相对离心力来表示，即同一离心转头部和底部所受离心力的平均值。离心机常有多种不同形状的转头

7、，其各自所反映的离心力场的大小和离心沉降距离也不一样，在实际工作中应根据分离要求正确选择使用。14四、沉降系数沉降系数(sedimentationcoefficient):是指单位离心力场中样品的沉降速度。它与样品的质量和密度成正比。名称沉降系数（S）R.C.F.（g）转速（r/min）细胞>107<200<1500细胞核4x106~107600~8003000线粒体2~7x10470007000微粒体102~1.5x1041x10530000DNA10~1202x10540000RNA4~504x1056

8、0000蛋白质2~25>4x105>6000015第二节常用的离心方法16一、分类制备离心方法：差速离心法密度梯度离心法分析离心方法：沉降速度法沉降平衡法等密度区带分析离心法17二、差速离心法(differentialcentrifugation)差速离心法(differentialcentrifugationmethod)：是利用样品中各种组分的沉降系数不同(S)而进行分离，又称差分离心或差级离心。18特点介质