離心技術在生物學上應用
作者： 2013年07月22日 來源： 瀏覽量：
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離心技術在生物科學，特別是在生物化學和分子生物學研究領域，已得到十分廣泛的應用，每個生物化學和分子生物學實驗室都要裝備多種型式的離心機。離心技術主要用于各種生物樣品的分離和制備，生物樣品懸浮液在高速旋
離心技術在生物科學，特別是在生物化學和分子生物學研究領域，已得到十分廣泛的應用，每個生物化學和分子生物學實驗室都要裝備多種型式的離心機。離心技術主要用于各種生物樣品的分離和制備，生物樣品懸浮液在高速旋轉下，由于巨大的離心力作用，使懸浮的微小顆粒（細胞器、生物大分子的沉淀等）以一定的速度沉降，從而與溶液得以分離，而沉降速度取決于顆粒的質量、大小和密度。
基本的工作原理
當一個粒子（生物大分子或細胞器）在高速旋轉下受到離心力作用時，此離心力“F”由下式定義，即：
F = m?a = m?ω2 r
a — 粒子旋轉的加速度， m — 沉降粒子的有效質量，ω—粒子旋轉的角速度， r—粒子的旋轉半徑（ cm ）。
通常離心力常用地球引力的倍數來表示，因而稱為相對離心力 “ RCF ”。或者用數字乘“g”來表示，例如25000×g，則表示相對離心力為25000。相對離心力是指在離心場中，作用于顆粒的離心力相當于地球重力的倍數，單位是重力加速度“g”
（980cm/sec2），此時“RCF”相對離心力可用下式計算：
∴ RCF = 1.119×10－5×（rpm）2 r
（ rpm — revolutions per minute每分鐘轉數，r/min ）
由上式可見，只要給出旋轉半徑r，則RCF和rpm之間可以相互換算。但是由于轉頭的形狀及結構的差異，使每臺離心機的離心管，從管口至管底的各點與旋轉軸之間的距離是不一樣的，所以在計算是規定旋轉半徑均用平均半徑“ra v”代替：
ra v=（ r min＋rmax） / 2
r的測量如下圖所示：
34o
rmin
旋轉軸 rav
rmax
一般情況下，低速離心時常以轉速“rpm”來表示，高速離心時則以“g” 表示。計算顆粒的相對離心力時，應注意離心管與旋轉軸中心的距離“r”不同，即沉降顆粒在離心管中所處位置不同，則所受離心力也不同。因此在報告超離心條件時，通常總是用地心引力的倍數“×g”代替每分鐘轉數“rpm”，因為它可以真實地反映顆粒在離心管內不同位置的離心力及其動態變化。科技文獻中離心力的數據通常是指其平均值（RCFa v），即離心管中點的離心力。
為便于進行轉速和相對離心力之間的換算，Dole 和Cotzias 利用RCF的計算公式，制作了轉速“rpm”、相對離心力“RCF”和旋轉半徑“r”三者關系的列線圖，圖式法比公式計算法方便（列線圖參見附錄）。換算時，先在r標尺上取已知的半徑和在rpm標尺上取已知的離心機轉數，然后將這兩點間劃一條直線，與圖中RCF標尺上的交叉點即為相應的相對離心力數值。注意，若已知的轉數值處于rpm標尺的右邊，則應讀取RCF標尺右邊的數值，轉數值處于rpm標尺左邊，則應讀取RCF標尺左邊的數值。
基本的工作原理
當一個粒子（生物大分子或細胞器）在高速旋轉下受到離心力作用時，此離心力“F”由下式定義，即：
F = m?a = m?ω2 r
a — 粒子旋轉的加速度， m — 沉降粒子的有效質量，ω—粒子旋轉的角速度， r—粒子的旋轉半徑（ cm ）。
通常離心力常用地球引力的倍數來表示，因而稱為相對離心力 “ RCF ”。或者用數字乘“g”來表示，例如25000×g，則表示相對離心力為25000。相對離心力是指在離心場中，作用于顆粒的離心力相當于地球重力的倍數，單位是重力加速度“g”
（980cm/sec2），此時“RCF”相對離心力可用下式計算：
∴ RCF = 1.119×10－5×（rpm）2 r
（ rpm — revolutions per minute每分鐘轉數，r/min ）
由上式可見，只要給出旋轉半徑r，則RCF和rpm之間可以相互換算。但是由于轉頭的形狀及結構的差異，使每臺離心機的離心管，從管口至管底的各點與旋轉軸之間的距離是不一樣的，所以在計算是規定旋轉半徑均用平均半徑“ra v”代替：
ra v=（ r min＋rmax） / 2
r的測量如下圖所示：
34o
rmin
旋轉軸 rav
rmax
一般情況下，低速離心時常以轉速“rpm”來表示，高速離心時則以“g” 表示。計算顆粒的相對離心力時，應注意離心管與旋轉軸中心的距離“r”不同，即沉降顆粒在離心管中所處位置不同，則所受離心力也不同。因此在報告超離心條件時，通常總是用地心引力的倍數“×g”代替每分鐘轉數“rpm”，因為它可以真實地反映顆粒在離心管內不同位置的離心力及其動態變化。科技文獻中離心力的數據通常是指其平均值（RCFa v），即離心管中點的離心力。
為便于進行轉速和相對離心力之間的換算，Dole 和Cotzias 利用RCF的計算公式，制作了轉速“rpm”、相對離心力“RCF”和旋轉半徑“r”三者關系的列線圖，圖式法比公式計算法方便（列線圖參見附錄）。換算時，先在r標尺上取已知的半徑和在rpm標尺上取已知的離心機轉數，然后將這兩點間劃一條直線，與圖中RCF標尺上的交叉點即為相應的相對離心力數值。注意，若已知的轉數值處于rpm標尺的右邊，則應讀取RCF標尺右邊的數值，轉數值處于rpm標尺左邊，則應讀取RCF標尺左邊的數值。
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