离心原理,类型与应用

  • 离心原理,类型与应用

    • 离心是一种分离物质的技术,涉及离心力的施加。
    • 根据颗粒的大小,形状,密度,介质粘度和转子速度将其与溶液分离。

    离心原理

    • 在溶液中,密度高于溶剂沉陷(沉积物)密度的颗粒和比溶剂轻的颗粒漂浮到顶部。
    • 密度差异越大,它们移动得越快。如果密度没有差异(等渗条件),则颗粒保持稳定。
    • 为了利用密度的微小差异来分离溶液中的各种颗粒,可以用离心机提供的更强大的“离心力”代替重力。
    • 离心机是一种使物体绕固定轴旋转(将其旋转成圆形),并施加垂直于旋转轴(向外)的潜在强大力的设备。
    • 离心机使用沉降原理进行工作,其中向心加速度使密度较大的物质和颗粒沿径向向外移动。
    • 同时,密度较小的对象将移动并移动到中心。
    • 在使用样品管的实验室离心机中,径向加速度使较密的颗粒沉降到管的底部,而低密度的物质则上升到顶部。

    离心机的种类

    低速离心

     

    1)大多数实验室都有标准的低速离心机,用于常规沉淀重颗粒

    2)低速离心机的**大速度为4000-5000rpm

    3)这些仪器通常在室温下运行,无法进行温度控制。4)其中使用了两种类型的转子,

    • 固定角度
    • 摇摆桶。

    5)用于沉淀红细胞,直到颗粒紧密堆积成沉淀,并通过倾析分离上清液。

    高速离心机

     
    1. 高速离心机用于更复杂的生化应用中,转子腔的更高速度和温度控制至关重要。
    2. 高速离心机的**高速度为15,000 – 20,000 RPM
    3. 该仪器的操作者可以仔细控制敏感生物样品所需的速度和温度。
    4. 三种类型的转子可用于高速离心-
    • 固定角度
    • 摇摆斗
    • 立式转子

    超肠毒素

     
    1. 这是**复杂的乐器。
    2. 超速离心机的**高速度为65,000 RPM(100,000'sxg)。
    3. 高速产生强烈的热量,因此纺纱室**冷藏并保持高真空。
    4. 它用于准备工作和分析工作。

    离心类型

     
    1. 差速造粒(差速离心)
    • 这是**常用的离心方式。
    • 在含有缓冲液的蔗糖溶液中将组织(例如肝脏)在32度下均质化。
    • 然后将匀浆物置于离心机中,并在恒定温度下以恒定离心力旋转。
    • 一段时间后,在离心机底部形成沉淀物,称为沉淀物,其上层溶液称为上清液。
    • 然后将覆盖的溶液置于另一个离心管中,然后在进行的步骤中以更高的速度旋转。
    1. 密度梯度离心
    • 这种离心主要用于纯化病毒,核糖体,膜等。
    • 通过将较低浓度的蔗糖轻轻覆盖在离心管中的较高浓度上来创建蔗糖密度梯度
    • 将感兴趣的颗粒置于超速离心机的梯度和离心机顶部。
    • 颗粒穿过梯度直到到达其密度与周围蔗糖的密度相匹配的点。
    • 除去级分并分析。
    1. 速率-区域密度-梯度离心
    • 带状离心也称为带式或梯度离心
    • 它依赖于沉积系数的概念(即沉积物在液体介质中的运动)
    • 在此技术中,在试管中创建了一个浓度梯度,并在底部有蔗糖和高密度。
    • 将蛋白质样品放在梯度的顶部,然后离心。
    • 通过离心,样品中沉降速度更快的颗粒优先于较慢的颗粒移动,即样品以梯度区域的形式分离。
    • 蛋白质根据其沉降系数沉降,并通过在管子底部开一个孔来收集级分。
    1. 等速离心
    • 将样品装入具有梯度形成溶液的试管中(在预先形成的梯度之上或之下,或与自形成梯度混合)
    • 生物样品和铯盐的溶液均匀分布在离心管中,并在超速离心机中旋转。
    • 在离心力的影响下,铯盐从顶部到底部重新分布以形成密度梯度。
    • 粒子移动到其弹性密度等于梯度的那部分并形成带的位置。也就是说,样本分子移动到其密度等于梯度密度的区域。
    • 这是一个“真正的”均衡程序,因为它取决于弹性密度而不是速度

    例如:大分子和核苷酸的CsCl,NaI梯度–在离心力作用下的“自形成”梯度。

    离心机的应用

     
    • 分离两种易混溶物质
    • 分析大分子的流体力学特性
    • 哺乳动物细胞的纯化
    • 亚细胞器的分离(包括膜/膜级分)膜囊泡的分离
    • 从水中分离粉笔粉
    • 从牛奶中去除脂肪以生产脱脂牛奶
    • 使用旋风分离从气流中分离出颗粒
    • 葡萄酒的澄清和稳定
    • 法医和研究实验室中尿液和血液成分的分离
    • 使用纯化技术(例如盐析,例如硫酸铵沉淀)帮助分离蛋白质。