应用生物化学2.ppt
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1、离 心 技 术,应用生物化学 第二章,离心技术(centrifugal technique),是根据颗粒在匀速圆周运动时受到一个外向的离心力的行为发展起来的一种分离分析技术。,一、离心技术的应用,1.用于生物、医学、化学等实验室分析研究的,转速从每分钟几千到几万转以上,此类技术的使用目的在于分离和纯化样品,以及对纯化的样品有关性能进行研究。2.用于工业生产的,如化工、制药、食品等工业大型制备用的离心技术,转速都在每分钟5000转以下。,二、离心机基本组件,1.低速离心机 转子 速度控制系统最高转速在6000rpm以下实验室中常用于分离制备。,2.高速离心机 系列转子 速度控制系统 温控系统最高
2、转速在25,000rpm以下常用于生物大分子的分离制备,3.超速离心机 系列转子 速度控制系统 温度控制 真空系统 常用于分离亚细胞器、病毒粒子、DNA、RNA和蛋白质分子。,转子(Rotor),固定角式转子(fixed-angle rotor)水平转子(Swing-bucket rotor)垂直转子(vertical rotor)带状转子(zonal rotor)连续转子(continuous rotor),1.固定角式转子,离心管在离心机中放置的位置与旋转轴心形成一个固定的角度,角度变化在14-40之间。,固定角式转子,角式转子的特点:(1)重心低,转速可较高(2)样品粒子穿过溶剂层的距离
3、略大于离心管的直径;(3)“管壁效应”:有一定的角度,在离心过程中撞到离心管外壁的粒子沿着管壁滑到管底形成沉淀,此效应使最后在管底聚成的沉淀较紧密。,2.水平转子,(1)转子静止时,处在转子中的离心管中心线与旋转轴平行;(2)转子旋转加速时,离心管中心线由平位置逐渐过渡到垂直位置,即与旋转轴成90角。,水平转子的特点:(1)转子的重心位置较高(2)样品粒子沉降穿过溶剂层的距离大于直径(3)对于多种成分样品分离特别有效(4)常用于速率区带离心和等密度离心,三、基本原理,1.转速(1)rpm Revolutions Per Minute 为每分钟转速(转/分)(2)角速度:每秒转过的弧度数(弧度/
4、秒)1 弧度即为弧长等于半径的圆弧所对的圆心角,2.离心力 Centrifugal force(F)F离心力=m2r m:质量:旋转角速度 r:旋转体离旋转轴的距离,3.相对离心力 Relative centrifugal force(RCF)RCF就是实际离心力转化为重力加速度的倍数,通常用g表示 RCF F离心力/F重力 m2r/mg=2r/g 1.118 10-5(rpm)2 r半径,4.离心转速换算公式(rpm与g)离心速度1000rpm与1000g有什么区别?(Eppendorf 5415C 1000g 对应 3066rpm)(BOECO M-24 1000g 对应 3222rpm)
5、g(RCF)1.118 10-5(rpm)2 r半径 运用离心力列线图换算rpm与g,离心力列线图,5.沉降系数 Sedimentation coefficient(S),样品颗粒的大小 形状 密度 溶剂的粘度、密度 离心加速度 S=X1:离心前粒子离旋转轴的距离X2:离心后粒子离旋转轴的距离,6.沉降速度 Sedimentation velocity,定义:指在强大离心作用下,单位时间内物质运动的距离。,d:球形粒子的直径p:粒子的密度m:介质的密度:流体介质的粘度数 r:粒子距离心轴垂直半径,四、离心分离方法,制备型超高速离心机的几种分离方法:A差速离心:速率区带法(rate zonal)
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