离心技术-

1951年 Brakke M K 在差速离心的基础
上发展了速率区带离心法。
1955年
Anderson N G发明了区带转头，
并用区带离心法首次证明DNA双螺旋结构 半保留复制的假说。
离心机制造工艺；区带转头；高强度 的钛合金的应用；半导体集成电路；计算 机技术的发展；高频调速电机的使用。 20世纪90年代中期
在实践中，离心力可用重力加速度的倍数 G/g来表示，称之为相对离心力，用RCF表示， 可将公式写成：
RCF＝ G/g=(4π2N2r/3600)/980=1.12×10-5N2r N=1000(RCF/11.2r)1/2
一般，低速离心，转速以r/min表示； 高速离心，转速以重力加速度g表示。 计算颗粒相对离心力时，应注意离心管 与中心轴间的距离，即离心半径r的长度。离 心管所处的位置不同，沉降颗粒所承受的离 心力也不同。 因此，超速离心常用重力加速度的倍数 （×g）来代替转速（r/min），真正反映颗 粒在离心管中所受到的离心力。
•超速离心技术发展阶段
1923年 瑞典化学家 Svedberg 第一台具有
光学系统的分析超速离心机，最高转速达
45,000rpm。 1926年 Svedberg 测定马血红蛋白分子量，
首次证明蛋白质为均一的生物大分子。 1940年 Svedberg和同事Pederson撰写世界 上第一本有关离心技术的专著。
生命科学大 楼B080 9月19，21日 生 命 科 学 大 楼B080 9月26，28日 生 命 科 学 大 楼B080 10月10，12日 生 命 科 学 大 楼B080 10月17，19日 生 命 科 学 大 楼B080
生 命 科 学 大 生命科学大楼 楼B080 2069 陈艳梅
生 命 科 学 大 生命科学大楼 楼B080 2069李溱 生命科学大 楼B080
结课方式： 考试（50%） 课程论文（50%）
第一章
离心技术
一、离心技术 二、离心机的种类 三、离心机和转头的维护 四、离心机的事故 五、离心技术在样品制备中的作用
一、离心技术
1.离心机发展历史 2.基本概念 3. 离心分离方法
1. 离心机发展历史
19世纪 20世纪 手摇离心机 蜂蜜、牛奶 超速离心机 生物学、医 学、制药工业等广泛应用。
碳素转头（超强超轻材料合成）， 抗拉强度比钛合金强。
1、基本概念 (1)、离心技术（Centrifuge Technique）: 利用物质在离心力作用下，按其沉降系 数不同而分离的一种技术。
(2)、沉降现象
任何物体受地球引力的作用都具有下沉 的现象，称为沉降现象。
υ=gt(g为重力加速度，980cm/s2)。
（4）颗粒在离心场中的沉降
5种力：离心力，向心力，重力，浮力， 介质摩擦力
•离心力的产生
wk.baidu.com
从理论上讲，只要颗粒的比重大于液 体就会发生沉降，但是对于分离生物材料 的样品，如细胞、细胞器、细菌、病毒、 蛋白质和核酸等生物大分子来说，由于颗 粒非常细小，依靠自然沉降是不能达到完 全分离的，只能通过离心力的作用才能使 它们沉降下来。
本课程主要介绍生物学实验所用的常用仪器及 其在生物研究中的应用。
主要包括：离心技术（超速和高速）； 光谱技术（紫外、原子、荧光）； 基因芯片技术 显微技术（Confocal，etc)； 定量PCR技术 蛋白质组学 液质联仪
参考书：
1、周先碗 胡晓倩 编 生物化学仪器分析与实验技术 化学工业出版社（第三版） 2、王立 汪正范 牟世芬 丁晓静 编著 色谱分析样品处理 化学工业出版社 3、师治贤 王俊德 编著 生物大分子的液相色谱分离和制备 科学出版社 （第二版） 4、www.baidu.com 5、www.google.com
讲课老师 张学琴
内容 离心机 光谱
时间 9月12，14日
讲课地点
实验地点 生命科学大楼 4015 张学琴 生命科学大楼 4051 张学琴 生命科学大楼 2060 闫红 生命科学大楼 4012 刘毅敏 生命科学大楼 4051 张远涛
张学琴 芯片 凌毅 Confocal
刘毅敏
张 远 涛 ( 张 学 定量PCR仪 琴) 陈艳梅 蛋白质组学( 10月24，26日 含双向电泳 和数据分析) 李 溱 液质联仪 10 月 31 日， 11 月2日 张学琴 考试 11月16
物体在沉降过程中，其下沉的力在某个时刻 总会与摩擦力、浮力达到平衡，使物体的受力 为零，此时物体在做匀速运动，此时的速度称为 临界速度。
（3）颗粒在重力场的运动
一个球型颗粒在具有重力场中的液体介质内， 受到地球引力、溶液浮力和溶液黏滞力的作用， 出现不同的运动（粘滞力和浮力向上，重力向 下）。 重力 Fg＝1/6πd3ρpg
物体在围绕转轴以角速度旋转时，就产生 离心场，物体在离心场中受到离心力的作用。
离心场的受力：G＝ω2r
电机的速度以每分钟的转数（r/min）表示。
G＝ω2r＝4π2N2r/3600 (N为每分钟的转数，单位为r/min；G 的单位是cm/s2，正好与重力加速度g的单位 一致。)
•相对离心力（RCF）
•沉降系数（sedimentation coefficient, S）
S= υ /ω2r=(ρp-ρm)d2 8η
沉降系数是生物大分子的特征常数，与颗粒密度、 形状、大小，与介质密度、粘度，与温度、浓度都 有关系。
(d为颗粒直径，ρ为颗粒密度，g为重力加速度)。
粘滞力 Ff=-3πηdV (V为颗粒沉降速度) 浮力
Fb=-1/6 π d3ρm g
(ρm为介质密度)
当作用在颗粒上的总力为零时，颗粒做匀速运
动，即达到临界速度，作用力的关系式为：
Fg = Fb+Ff；
V＝d2(ρp-ρm)g/18η
V＝d2(ρp-ρm)g/18η
（a）、与颗粒直径d2的大小成正比，颗粒大 沉降快。 （b）、与颗粒和介质密度差(ρp-ρm)成正比， 密度之差越大，沉降越快。 （c）、当ρp>ρm，颗粒沉降速度为正值，即 颗粒在介质中往下沉；等于，做不定向运动； 小于，颗粒在介质中上浮。
（d）、与引力g成正比，速度随着引力 的增加而增加。
（e）、与介质粘度η成反比，速度随粘 度的增加而降低