密度梯度离心法PPT课件
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即： 1S= 10-13秒 例：某物质的沉降系数是10-12秒
可写成：10× 10-13秒 表示为：10S
如：核蛋白体为 70S
细胞及细胞内某些成分的沉降系数及其离心条件
名称 沉降系数/S
RCF/g
转速（rpm）
细胞
﹥107
﹤200
﹤1500
细胞核 4×106-7
600~800
3000
线粒体 2×104~ 7×104
三、沉降系数（sedimentation coefficient，S） 1924年Svedberg对沉降系数下的定义：
颗粒在单位离心力场中粒子移动的速度。
若ω用2πn/60表示，则
式中X1为离心前粒子离旋转轴的距离； X2为离心后粒子离旋转轴的距离。
S实际上时常在10-13秒左右，故把沉降系数10-13 秒称为一个Svedberg单位，简写S，单位为秒。
1994 Avanti J全球独有,利用可变磁阻驱动系统的高效离心。 1996 Optima XL-I拥有两种检测系统的分析型超速离心机。 1998 Optima MAX全球首台超过一百万离心力的台式超速
离心。 1998 ARIES全球独有可以自我修正平衡的转头。 2002 Optiam L-XP全球首先采用触幕式操作的超速离心机。 2004 Allegra X-12全球唯一可处理细胞培台式离心机。
1979 L8 Series全球首先采用微机控制及感应电机驱动的 超速离心机系列。
1982 J21-M全球首台采用感应电机驱动的高速离心机。 1984 TL-100全球首台微量台式超速离心机。 1989 Optima Series 首先采用半导体制冷的驱动系统的超
速离心机系列。
1989 NVT创新的近垂直转头,可快速提纯DNA样品。 1991 Optima XL-A重新设计的分析型超速离心机。
第Hale Waihona Puke 章 离心技术离心技术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。
贝克曼库尔特离心技术发展里程碑
1947 1947 1963 1974 1976
Model E全球首台分析型超速离心机。 Model L全球首台制备型超速离心机。 Type 50 Ti全球首个钛金属转头。 Microfuge B全球首台微量离心机。 TJ-6R全球首台冷冻台式超速离心机。
动的任何物体都受到一个向外的离心力进行的。 离心力（Fc）的大小等于离心加速度ω2X与颗粒 质量m的乘积，即：
Fc = mω2X 其中ω是旋转角速度，以弧度/秒为单位；X是颗 粒离开旋转中心的距离，以cm为单位；m是质量， 以克为单位。
二、相对离心力（relative centrifugal force，RCF） 由于各种离心机转子的半径或者离心管至旋转轴 中心的距离不同，离心力而受变化，因此在文献 中常用“相对离心力”或“数字×g”表示离心力， 只要RCF值不变，一个样品可以在不同的离心机 上获得相同的结果。
其中Rmax为转子最大半径；Rmin为转子最小半径。
由其公式可知，K系数与离心转速及粒子沉降的 路径有关。所以K系数是一个变数。当转速变， 或者离心管的溶液量不同，即粒子沉降的路径改 变时，K系数就改变。
离心技术的应用： 1、应用于工业生产：
如化工、制药、食品等工业大型制备。离心 机转速都在每分钟5000转以下。 2、应用于生物、医学、化学等实验室分析研究：
分离和纯化样品，以及对纯化样品的有关性能 进行研究。
第一节 基本原理
一、离心力（centrifugal force，Fc） 离心作用是根据在一定角度速度下作圆周运
7000
7000
DNA 10~120
2×105
40000
RNA 4~50
4 ×105
60000
Pr
2~25
74 ×105
﹥ 60000
四、沉降速度（sedimentation velocity） 沉降速度是指在强大离心力作用下，
单位时间内物质运动的距离。
式中r为球形粒子半径； d为球形粒子直径； η为流体介质的粘度； ρP为粒子的密度；ρm为介质的密度。
五、沉降时间（sedimentation time，Ts）
在实际工作中，要将某种物质从溶液中分离出来， 必须知道所需转速与时间。
如果转速已知，则需解决沉降时间来确定分离某 粒子所需的时间。
根据沉降系数（S）式可得：
积分得：
式中X2为离心转轴中心至离心管底内壁的距离； X1为离心转轴至样品溶液弯月面之间的距离，那么
从上式可知，粒子的沉降速度与粒子直径的平方、粒 子的密度和介质密度之差成正比；离心力场增大，粒子的 沉降速度也增加，将此式代入上项沉降系数公式中，则S 的表示式也可表示为：
①当ρP＞ρm，则S＞0，粒子顺着离心方向沉降。 ②当ρP＝ρm，则S＝0，粒子到达某一位置后达到平
衡。 ③当ρP＜ρm，则S＜0，粒子逆着离心方向上浮。
一般情况下，低速离心时常以r／min来表示， 高速离心时则以g(或数字Xg)表示。
RCF就是实际离心场转化为重力加速度的倍数。
式中X为离心转子的半径距离，以cm为单位； g为地球重力加速度（980cm/sec2）； n为转子每分钟的转数（rpm）。
Dole和Cotzias制作了与转子速度和半径相对应 的离心力的转换列线图。见图4-1。
样品粒子完全沉降到底管内壁的时间（t2－t1）用Ts 表示则式可改为：
式中Ts以小时为单位，S以Svedberg为单位。
六、K系数（k factor） K系数是用来描述在一个转子中，将粒子沉降下
来的效率。也就是溶液恢复成澄清程度的一个指数， 所以也叫“cleaning factor”。原则上，K系数愈小的， 愈容易，也愈快将粒子沉降。
在用图4-1将离心机转数换成相对离心力时，先 在离心机半径标尺上取已知的离心机半径和在 转数标尺上取已知的离心机转数，然后将这两 点间划一条直线，在图中间RCF标尺上的交叉 点，即为相应的离心力数值。
25.4cm
4200 rpm
例已知离心机转数为2500rpm，离心机的半径 为7.7cm，将两点连接起来交于RCF标尺，此交 点500×g即是RCF值。
可写成：10× 10-13秒 表示为：10S
如：核蛋白体为 70S
细胞及细胞内某些成分的沉降系数及其离心条件
名称 沉降系数/S
RCF/g
转速（rpm）
细胞
﹥107
﹤200
﹤1500
细胞核 4×106-7
600~800
3000
线粒体 2×104~ 7×104
三、沉降系数（sedimentation coefficient，S） 1924年Svedberg对沉降系数下的定义：
颗粒在单位离心力场中粒子移动的速度。
若ω用2πn/60表示，则
式中X1为离心前粒子离旋转轴的距离； X2为离心后粒子离旋转轴的距离。
S实际上时常在10-13秒左右，故把沉降系数10-13 秒称为一个Svedberg单位，简写S，单位为秒。
1994 Avanti J全球独有,利用可变磁阻驱动系统的高效离心。 1996 Optima XL-I拥有两种检测系统的分析型超速离心机。 1998 Optima MAX全球首台超过一百万离心力的台式超速
离心。 1998 ARIES全球独有可以自我修正平衡的转头。 2002 Optiam L-XP全球首先采用触幕式操作的超速离心机。 2004 Allegra X-12全球唯一可处理细胞培台式离心机。
1979 L8 Series全球首先采用微机控制及感应电机驱动的 超速离心机系列。
1982 J21-M全球首台采用感应电机驱动的高速离心机。 1984 TL-100全球首台微量台式超速离心机。 1989 Optima Series 首先采用半导体制冷的驱动系统的超
速离心机系列。
1989 NVT创新的近垂直转头,可快速提纯DNA样品。 1991 Optima XL-A重新设计的分析型超速离心机。
第Hale Waihona Puke 章 离心技术离心技术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。
贝克曼库尔特离心技术发展里程碑
1947 1947 1963 1974 1976
Model E全球首台分析型超速离心机。 Model L全球首台制备型超速离心机。 Type 50 Ti全球首个钛金属转头。 Microfuge B全球首台微量离心机。 TJ-6R全球首台冷冻台式超速离心机。
动的任何物体都受到一个向外的离心力进行的。 离心力（Fc）的大小等于离心加速度ω2X与颗粒 质量m的乘积，即：
Fc = mω2X 其中ω是旋转角速度，以弧度/秒为单位；X是颗 粒离开旋转中心的距离，以cm为单位；m是质量， 以克为单位。
二、相对离心力（relative centrifugal force，RCF） 由于各种离心机转子的半径或者离心管至旋转轴 中心的距离不同，离心力而受变化，因此在文献 中常用“相对离心力”或“数字×g”表示离心力， 只要RCF值不变，一个样品可以在不同的离心机 上获得相同的结果。
其中Rmax为转子最大半径；Rmin为转子最小半径。
由其公式可知，K系数与离心转速及粒子沉降的 路径有关。所以K系数是一个变数。当转速变， 或者离心管的溶液量不同，即粒子沉降的路径改 变时，K系数就改变。
离心技术的应用： 1、应用于工业生产：
如化工、制药、食品等工业大型制备。离心 机转速都在每分钟5000转以下。 2、应用于生物、医学、化学等实验室分析研究：
分离和纯化样品，以及对纯化样品的有关性能 进行研究。
第一节 基本原理
一、离心力（centrifugal force，Fc） 离心作用是根据在一定角度速度下作圆周运
7000
7000
DNA 10~120
2×105
40000
RNA 4~50
4 ×105
60000
Pr
2~25
74 ×105
﹥ 60000
四、沉降速度（sedimentation velocity） 沉降速度是指在强大离心力作用下，
单位时间内物质运动的距离。
式中r为球形粒子半径； d为球形粒子直径； η为流体介质的粘度； ρP为粒子的密度；ρm为介质的密度。
五、沉降时间（sedimentation time，Ts）
在实际工作中，要将某种物质从溶液中分离出来， 必须知道所需转速与时间。
如果转速已知，则需解决沉降时间来确定分离某 粒子所需的时间。
根据沉降系数（S）式可得：
积分得：
式中X2为离心转轴中心至离心管底内壁的距离； X1为离心转轴至样品溶液弯月面之间的距离，那么
从上式可知，粒子的沉降速度与粒子直径的平方、粒 子的密度和介质密度之差成正比；离心力场增大，粒子的 沉降速度也增加，将此式代入上项沉降系数公式中，则S 的表示式也可表示为：
①当ρP＞ρm，则S＞0，粒子顺着离心方向沉降。 ②当ρP＝ρm，则S＝0，粒子到达某一位置后达到平
衡。 ③当ρP＜ρm，则S＜0，粒子逆着离心方向上浮。
一般情况下，低速离心时常以r／min来表示， 高速离心时则以g(或数字Xg)表示。
RCF就是实际离心场转化为重力加速度的倍数。
式中X为离心转子的半径距离，以cm为单位； g为地球重力加速度（980cm/sec2）； n为转子每分钟的转数（rpm）。
Dole和Cotzias制作了与转子速度和半径相对应 的离心力的转换列线图。见图4-1。
样品粒子完全沉降到底管内壁的时间（t2－t1）用Ts 表示则式可改为：
式中Ts以小时为单位，S以Svedberg为单位。
六、K系数（k factor） K系数是用来描述在一个转子中，将粒子沉降下
来的效率。也就是溶液恢复成澄清程度的一个指数， 所以也叫“cleaning factor”。原则上，K系数愈小的， 愈容易，也愈快将粒子沉降。
在用图4-1将离心机转数换成相对离心力时，先 在离心机半径标尺上取已知的离心机半径和在 转数标尺上取已知的离心机转数，然后将这两 点间划一条直线，在图中间RCF标尺上的交叉 点，即为相应的离心力数值。
25.4cm
4200 rpm
例已知离心机转数为2500rpm，离心机的半径 为7.7cm，将两点连接起来交于RCF标尺，此交 点500×g即是RCF值。