离心的种类和原理
离心方法主要有两种: 制备型 (用来分离某些颗粒)和 分析型 (用来了解分离颗粒的物理性质)。
分子或细胞生物学实验室中所作的决大多数离心机属于制备型离心机,而多数常规制备型离心是差速离心。
g 力和每分钟旋转次数(rpm) 是大略的值:取决于所用的离心机型号和转子。
差速离心(沉淀)
原理:样品在一定速度下离心,分成上清部分与沉淀部分。样品根据沉降速度不同得到分离。在一定离心力下,沉降速度与颗粒大小、颗粒与液体的密度差成比例。
缺点:沉淀块是沉降下来的所有成分的混合,而有些成分并不是你想要的。
所用转子:角式转子、外摆桶式转子。
例子:从培养基中沉淀细菌或细胞,收集沉淀的DNA 。
密度梯度离心
速率区带离心
原理:分离浮力密度相近但形状或大小不同的颗粒。样品铺陈在蔗糖梯度或其他黏性介质梯度的顶上。
由于颗粒的密度大于液体密度,所以颗粒物质最终都会沉降下来。因此,应在颗粒已经分开而所有颗粒到达管底之前就停止离心。
所用转子:外摆桶式或者专门设计的区带转子/离心机。
例子:用15% – 40 % (W / V) 蔗糖梯度分离核糖体亚基。
等密度梯度离心
原理:如同平衡密度梯度离心一样,利用浮力密度来分离颗粒分子。样品与梯度介质例如氯化铯一起混匀,产生一个与颗粒平均密度相当的密度。然后离心这一均质性悬浮液,在离心过程中形成梯度。(氯化铯略带黏性,较难用来作预制梯度。)颗粒移动到相应的浮力密度处,停止沉降。
所用转子;外摆桶式、直立式、角式。角式与直立式为优, 因为沉降距离较短,离心时间可以缩短。对于而细胞颗粒而言, 100 000 ~200 000 g 条件下需要18 ~ 72 小时。
例子;用氯化绝梯度分离质粒DNA 。
平衡密度梯度离心
原理:利用浮力密度而不是沉降速度来分离颗粒。平衡密度梯度离心采用预形成梯度而不是离心过程中自我形成的梯度,实际上是等密度梯度离心的变异形式。样品在一个密度比细胞或颗粒密度为高的介质密度梯度中离心,
直到形成平衡。平衡时,任一颗粒在密度梯度中移动到其密度与周围溶液的密度恰好相当的点上。
所用转子:外摆式、角式、直立式。
例子:在Ficoll 梯度上分离白细胞。
常用的离心方法有
差速离心法。差速离心法原理:物体围绕中心轴旋转时会受到离心力F的作用。当物体的质量为 M、体积为V、密度为D、旋转半径为r、角速度为(弧度数/秒)时,可得: F=Mω2r 或者 F=V.D.ω2r 上述表明:被离心物质所受到的离心力与该物质的质量、体积、密度、离心角速度以及旋转半径呈正比关系。离心力越大,被离心物质沉降得越快。 在离心过程中,被离心物质还要克服浮力和摩擦力的阻碍作用。浮力F}和摩擦力F}}分别由下式表示: F’=V.D’.ω2r (2) F’’=f dr/dt (3) 其中D}为溶液密度,f为摩擦系数,dr/dt为沉降速度。 在一定条件下,可有 :F=F’+F’’ V.D. ω2r =V.D’ω2r + f. dr/dt dr/dt =Vω2r (D-D’)/f (4) 式(4)表明,沉降速度与被离心物质的体积、密度差呈正比,与f成反比。若以S表示单位力场(ω2r=1)下的沉降速度,则 S=V (D-D’)/f S即为沉降系数。沉降系数对于生物大分子来说,多数在(1~500)×10-13秒之间。为应用方便起见,人们规定1×10-13秒为一个单位(或称1S)。一般单纯的蛋白质在1~20S之间,较大核酸分 子在4~100S之间,更大的亚细胞结构在30~500S之间。
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差速离心法、密度梯度离心法、分析性超速离心法。差速离心主要是采取逐渐提高离心速度的方法分离不同大小的细胞器。起始的离心速度较低,让较大的颗粒沉降到管底,小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀,改用较高的离心速度离心悬浮液,将较小的颗粒沉降,以此类推,达到分离不同大小颗粒的目的。以蛋白质为例:溶液中的蛋白质在受到强大的离心作用时,如果蛋白质溶液的密度大于溶剂的密度,蛋白质分子就会下沉。在离心场中,蛋白质分子所受到的净离心力(离心力减去浮力)与溶剂的摩擦力平衡时,每单位离心场强度定值,这个定值即为沉降系数(sedimentation coefficient)。沉降速度用每单位时间内颗粒下沉的距离来表示。
高一生物离心法
1.差速离心(differential centrifugation)
依据实际物系特点(目的物和其他组分性质和相互作用等)、分离目的和分离所需程度,调整离心力和时间,使得不同组分得以分离。
2.区带离心(zonal centrifugation)
区带离心又分为:差速区带离心和平衡区带离心.
其中
差速区带离心:物质密度大于密度梯度最大密度
平衡区带离心:物质密度小于密度梯度最大密度
具体例子记得学分离工程的时候课本上好像有,记不太清了,希望能帮到你。