离心技术
离心技术的操作方法
离心技术的操作方法离心技术是一种将混合物中的各种成分分离的物理分离方法。
它是利用离心力的作用，使高密度的组分沉积到离心管底部，而低密度的组分则上浮到离心管顶部，从而实现它们之间的分离。
离心技术在化学、生物、医学等领域中得到广泛应用，具有操作简便、分离效果好等优点。
以下是离心技术的操作方法：首先，准备好实验所需的离心机和离心管。
离心机是用来提供离心力的设备，而离心管则是用来装载混合物的容器。
然后，将混合物均匀地倒入离心管中。
为了保证混合物均匀，可以轻轻摇晃离心管或使用移液管将混合物抽取到离心管中。
接下来，将装有混合物的离心管放入离心机的离心盘中。
离心盘是用来固定离心管的部分，离心机启动时会旋转离心盘，从而产生离心力。
然后，根据分离物性质的不同，选择合适的离心参数。
离心参数包括离心时间、离心力等。
离心时间是指离心机运转的时间，它根据混合物的组成和离心力的大小来确定。
离心力是指离心机产生的离心力的大小，它与离心机的转速和离心半径有关。
根据需要，可以调整离心时间和离心力来达到最佳的分离效果。
然后，启动离心机，让其旋转。
离心机开始旋转后，产生的离心力会使离心管中的混合物发生分离。
高密度的组分会沉积到离心管底部，而低密度的组分则上浮到离心管顶部。
最后，当离心机停止旋转后，离心管中的分离物便会形成分层。
根据需要，可以使用移液管将所需的分离物转移到另一个容器中。
对于离心管顶部的上清液，可以小心地利用移液管将其吸取出来。
对于离心管底部的沉淀，可以倾斜离心管，将其中的液体小心地倒掉，然后将沉淀用移液管转移到另一个容器中。
此外，还需要注意一些操作细节。
例如，在装载混合物时，应注意离心管的容量，不要超过其容积的限制。
在调整离心参数时，应选择适当的离心时间和离心力，避免过分离或不完全分离。
在启动离心机后，应注意观察离心机的运转情况，确保其稳定运转。
总之，离心技术是一种常用的物理分离方法，通过利用离心力使混合物中不同密度的组分分离。
离心技术的原理
离心技术的原理离心技术是一种在分子生物学、化学和其他领域广泛应用的分离技术。
它的原理是利用离心力使物质在液体中分层，从而分离出不同密度的物质。
下面将分步骤介绍离心技术的原理。
第一步：样品制备在离心技术中，首先需要制备好样品，样品通常是混合物，其中包含需要分离的两种物质。
样品可以是液体、气体或悬浮物。
第二步：选择离心机和离心管选择适合的离心机和离心管也是十分重要的。
离心机通常有两种类型：传统离心机和流式离心机。
传统离心机旋转速度通常在1000-20000g之间，主要用于离心小样品；而流式离心机旋转速度可以达到100000g 以上，主要用于大样品的分离。
离心管的材质也需要进行选择，常见的材质有聚丙烯、玻璃、石英等，材质的选择要根据需要进行特定的应用。
第三步：加载样品将样品转移到离心管中，注意不要使管子超过标记线。
加载样品之前，应该洗净离心管，以免影响离心结果。
第四步：定义离心参数为了得到最佳的分离效果，需要定义离心参数，并且不同的离心参数会影响到分离过程中的离心力、转速和时间。
定义好离心参数之后需将离心管放在离心机中，并运行到定义的参数。
第五步：分离物分层并分离样品在加速时，由于离心力与中心轴线距离不同，将会分层，分离出不同密度的物质。
离心结束后，均匀提取样品，分离物质。
总之，离心技术是在科学研究中广泛使用的一种分离技术。
其原理是通过离心力使不同密度的物质在液体中分层，从而达到分离不同物质的目的。
正确选用离心机和离心管、加载样品并定义离心参数是成功进行离心实验的关键。
离心技术
五、离心机使用注意事项 使用前应将负荷平衡， 1. 使用前应将负荷平衡 ， 重量误差越小 越好 严禁空转， 2. 严禁空转，启动时转速由低至高逐步 调节，严格高速启动。 调节，严格高速启动。 选择合适的转头，控制转速。 3. 选择合适的转头，控制转速。 保护转头，防止碰撞、擦伤、 4. 保护转头，防止碰撞、擦伤、防止异 污垢进入、用毕立即清洁。 物、污垢进入、用毕立即清洁。 低温离心样品时, 5. 低温离心样品时 , 先将空转头预冷一 定时间。温度± 定时间。温度±0℃。 发现异常如噪声，应立即停机检查。 6. 发现异常如噪声，应立即停机检查。 离心机结构及使用方法——实习 六、离心机结构及使用方法 实习 离心机的应用——自学 七、离心机的应用 自学
2、离心机的分类 ：按离心机应用范围分为四类： 、 离心机的分类：按离心机应用范围分为四类： 普通离心机、专用离心机、制备离心机和分析用离心机， 普通离心机、专用离心机、制备离心机和分析用离心机， 按离心速度即离心机转速分为： 按离心速度即离心机转速分为： 普通离心机：转速小于5000转/min，在室温下运 ① 普通离心机：转速小于 转 ， 主要用于红细胞，微生物细胞，粗大沉淀物， 行，主要用于红细胞，微生物细胞，粗大沉淀物，细胞 细胞膜等的沉淀分离。 核、细胞膜等的沉淀分离。 高速离心机：转速为5000～20000转/min，通常 ② 高速离心机：转速为 ～ 转 ， 备有致冷和温控装置。适用于各种生物细胞、病毒、 备有致冷和温控装置。适用于各种生物细胞、病毒、血 清蛋白等有机物、无机物溶液， 清蛋白等有机物、无机物溶液，悬浮液及胶体溶液等样 品的分离，浓缩、提取制备工作。 品的分离，浓缩、提取制备工作。它是细胞和分子生物 水平研究的基本工具。 水平研究的基本工具。 ③ 超 速 离 心 机 ： 转 速 为 20000 ～ 90000 转 /min 。 Ultrcentrifuge因它能产生超强的离心力场而达到独特的 因它能产生超强的离心力场而达到独特的 分离纯化目的。它是分离、纯化、分析、 分离纯化目的。它是分离、纯化、分析、鉴定生物大分 子的重要技术手段 。 如 DNA/RNA 杂交分子的分离 ， HDL的分离。 的分离。 的分离
离心技术的原理及应用
离心技术的原理及应用1. 离心技术的概述离心技术是一种以离心力为基础的分离过程，通过利用离心力将混合物的不同组分分离出来。
离心技术被广泛应用于生物化学、制药、环保、食品加工等领域，可用于固体颗粒的分离、液相溶液的分离、精炼和浓缩等。
2. 离心技术的原理离心技术的原理基于离心力的作用。
离心力是由于转动物体的离心力产生的一种力。
物体在离心力作用下，会被推向物体固定轴线的外侧，形成离心效应，使得混合物的不同组分被分离开来。
离心技术通常通过离心机实现。
离心机的核心部件是转子，可以用来容纳试样。
转子围绕着离心机轴线高速旋转，产生强大的离心力，使得试样中的不同组分被分离开来。
3. 离心技术的应用离心技术在各个领域都有广泛的应用，下面列举了其中几个常见的应用：3.1 生物化学领域•分离DNA / RNA：离心技术可以用于从细胞中分离出DNA或RNA，用于基因测序、基因工程等领域的研究。
•分离蛋白质：离心技术可以用于从混合的生物样本中分离出特定的蛋白质，用于进一步的分析和研究。
3.2 制药领域•药物纯化：离心技术可以用于从化学合成或发酵得到的混合药物中分离出纯的活性成分。
•药物制剂：离心技术可以用于将固体颗粒与液体分离，制备出药物颗粒或胶体。
3.3 环保领域•污水处理：离心技术可以用于将污水中的固体颗粒与液体分离，提高水质。
•垃圾处理：离心技术可以用于将垃圾中的有机物与无机物分离，实现垃圾的资源化利用。
3.4 食品加工领域•榨汁：离心技术可以用于将水果中的果汁与果渣分离，制作果汁。
•提取物质：离心技术可以用于从食材中提取有营养或有药用价值的物质，用于食品加工。
4. 离心技术的优点•分离效果好：离心技术可以将混合物中的不同组分快速、高效地分离出来。
•操作简单：离心技术的操作相对简单，不需要复杂的设备和步骤。
•适用性广：离心技术可以适用于多种样本类型和领域，具有广泛的应用性。
5. 离心技术的局限性•样品量有限：离心技术的样品容量一般有限制，不适合处理大量的样品。
离心技术原理
离心技术原理
离心技术是一种常用的分离方法，它基于物质在离心力作用下的不同沉降速度来实现分离目的。
离心技术的原理主要涉及两个方面：离心力和沉降速度。
首先，离心技术利用离心机产生的离心力来加速分离物质。
离心机通常由一个旋转的容器和一个电动机组成。
当电动机启动时，容器以高速旋转。
由于离心力是与旋转速度的平方成正比的，因此高速旋转能够产生强大的离心力。
离心力是指物体在旋转运动中受到的离心加速度，它的作用是将物质向外推离离心轴线。
离心机的设计目的是使离心力尽可能均匀地作用于容器内的物质，以实现有效的分离效果。
其次，离心技术利用不同物质的沉降速度来实现分离。
沉降速度是指物质在液体中下沉的速度，它取决于物质的密度、形状和粒径等因素。
在离心过程中，由于离心力的作用，密度较大或较大颗粒的物质会沉降得更快，而密度较小或较小颗粒的物质则沉降得较慢。
通过调整离心机的转速和离心时间，可以控制不同物质的沉降速度，从而实现物质的分离。
总之，离心技术利用离心力和物质的沉降速度来实现分离。
离心机通过旋转产生离心力，将物质分离为不同的组分，使得密度大的物质向外沉降，密度小的物质留在上层。
离心技术在生物医学、化学、环境等领域具有广泛的应用，例如可用于细胞分离、DNA提取、蛋白质纯化等。
离心技术
2.高速离心机 制冷设备温度控制在0-4℃范围内 制动器 实际速度和温度可通过仪表显示 配有一定类型及规格的转子 最高转速在25,000rpm以下 常用于生物大分子的分离制备
3.超速离心机 驱动和速度控制 温度控制 真空系统 转子 常用于分离亚细胞器、病毒粒子、DNA、 RNA和蛋白质分子。 在分离时无须加入可能引起被分离物质结 构改变的物质。
在一般情况下，样品的沉降特征可以用 沉降系数来表示: S是指单位离心场中粒子移动的速度。
沉降速度 S= = dx/dt
单位离心力
ω2 x
若ω用2πn/60表示则：
2.1×102logX2/X1
S=
n2 (t2-t1)
X 1: X 2:
离心前粒子离旋转轴的距离 离心后粒子离旋转轴的距离
S在实际应用时常在10-13秒左右，故把 沉降系数10-13秒称为一个Svedberg单位， 简写S，量纲为秒。
（二）.转子(Rotor) 固定角式转子(fixed-angle rotor) 水平转子(swing-out rotor) 垂直转子(vertical rotor) 带状转子(zonal rotor) 连续转子(continuous rotor)
转子的材质： 铝质 较轻,耐受强度较弱,适合在较低 的转速下使用; 不锈钢 耐受强度最好,但材质本身太重； 钛合金 耐受强度不错,重量也比不锈钢轻。
2.等密度离心法(isopynic centrifugation) 又称等比重离心法,依粒子密度差进行分 离,等密度离心法和上述速率区带离心法合称 为密度梯度离心法。
3.经典式沉降平衡离心法 用于对生物大分子分子量的测定、纯 度估计、构象变化。
(一).差速离心法 1、原理 利用不同的粒子在离心力场中沉降的 差别,在同一离心条件下,沉降速度不同,通 过不断增加相对离心力,使一个非均匀混合 液内的大小、形状不同的粒子分部沉淀。 操作过程中一般是在离心后倾倒的办 法把上清液与沉淀分开,然后将上清液加高 转速离心,分离出第二部分沉淀,如此往复 加高转速,逐级分离出所需要的物质。
生物制药学——第十章 离心技术
连续离心转子 离心杯与旋转轴成固定角度，同时设有进
液口和出样口，以便在连续离心时进液和出液。
适用于培养液中收集菌体及细胞。
2、离心管
• 主要用塑料、不锈钢、铝合金、钛合金等制成。
• 管体形式：光口离心管、螺口离心瓶、一次性 快密封管，连盖离心管，毛细管等。
•塑料离心管常用材料有聚乙烯（PE）、聚丙烯
用途： 差速离心的分辨率不高，沉降 系数在同一个数量级内的各种粒子
不容易分开，常用于颗粒或密度差 别较大的组分的分离，或其他分离 手段之前的粗制品提取。
用于分离大小、形状显著不同的组分， 根据颗粒沉降速度不同得以分离。
已破碎的细胞
500g,10’
分离已破碎 细胞各组份 上清液
10 000g,10’
RCF=F离心力／F重力= mω2r/mg = (2πr/r· rpm) 2·· r m/m· g
4 2 N 2 rm RCF 3600 mg
rpm要折换成 转/秒
4 2 N 2r 1.118 10 -5 N 2r g 3600 980
r : 离心转子的半径距离(cm)； g : 地球重力加速度（980cm/sec2）； N: 转子每分钟的转数（rpm）。
沉淀（细胞核）
上清液
沉淀（细胞膜碎片、 线粒体、溶酶体）
沉淀（核糖核蛋白体）
100 000g,3h
上清液（可 溶性组分）
特点：
优点：操作简易，离心后用倾倒法即可将上 清液与沉淀分开，并可使用容量较大的角式 转子。 缺点：须多次离心，沉淀中有夹带，分离效 果差，不能一次得到纯颗粒，沉淀于管底的 颗粒受挤压，容易变性失活。
以纯水（20℃）为标准介质加以校正
五、沉降时间和转子常数
离心技术
离心技术离心技术是利用离心力，依据物质的沉降系数、扩散系数和浮力密度的差异而进行物质的分离、浓缩和分析的一种专门技术。
各种离心机是实现其技术目的的仪器保证。
离心技术是利用离心力，依据物质的沉降系数、扩散系数和浮力密度的差异而进行物质的分离、浓缩和分析的一种专门技术。
各种离心机是实现其技术目的的仪器保证。
离心技术就其原理来说属于一种物理的技术手段，目前在农业、医药、食品卫生、生物制品、生物工程、细胞生物学、分子生物学和生物化学等诸多领域里得到了广泛的应用，使离心机，尤其是超速离心机已成为现代生物化学实验室中不可缺少的必备设备。
为了满足生产、科研和教学的不同需要，不同类型、不同规格和不同用途的离心机应运而生，且随着整个科学技术的发展不断地得到改进、提高和更新。
现将离心机分类如下:1.不同类型的离心机不仅具有不同的构造，而且具有不同的应用范围。
普通离心机的最大转速在10000 rpm以下，最大相对离心力小于10000×g，容量从几十毫升至几升，分离形式是固液沉降分离，转子有角式和外摆式，其转速不能严格控制，通常不带冷冻系统，于室温下操作。
这种离心机多用交流整流电动机驱动，电机碳刷易磨损，转速由电压调压器调节，起动电流大，速度升降不均匀，一般转头是置于一个硬质钢轴上，因此离心前精确平衡离心管及其内容物极为重要，否则易造成的离心机损坏。
在现代实验室中，普通离心机通常在下列情况下用于物质的分离和提取：（1）沉淀有粘滞；（2）沉淀颗粒小，容易透过滤纸；（3）沉淀量过多而疏松；（4）沉淀量过少，而需要定量分析；（5）母液粘稠；（6）母液量很少，分离时需减少损失；（7）沉淀和母液需迅速分离；（8）一般胶体溶液。
高速离心机能够对样品溶液中的悬浮物质进行高纯度的分离、浓缩、精制和提取，多用于血液、细胞、蛋白质、酶、病毒、激素等的分离制备。
超速离心机目前主要用于：（1）测定生物大分子和高分子聚合物的沉降系数（S）、扩散系数（D）和分子量（M）；（2）研究生物大分子的大小和形状；（3）研究生物大分子的缔合、离解和降解；（4）追随分离高分子的提纯过程，鉴定其均一程度，测定其组成和浓度；（5）分离提纯血清脂蛋白；（6）发现异常血清蛋白质成分等。
离心技术的名词解释
离心技术的名词解释离心技术是一种常见于工程及实验室等领域的物理过程，通过利用离心力来实现物质分离、纯化或者精细加工等目的。
它借助离心力将混合物中的不同成分分开，以达到提取或分离特定目标物质的目的。
离心技术被广泛应用于生物医药、化学工程、食品加工等多个领域，企业和研究机构常常将其作为一种重要的实验工具。
离心技术的原理在于利用旋转的离心机产生的离心力驱使物质在离心机的管道或离心机具中旋转，通过离心力的作用将混合物中的纯化目标物质或者杂质分离出来。
离心力的大小依赖于物体离旋转轴线的距离和旋转速度，而离心技术的应用则需要根据目标物质的特性以及实验所需的纯度、产量和分离效率等因素来确定旋转速度和离心时间。
离心技术的应用十分广泛。
在生物医药领域，离心技术常用于细胞分离、血液分离、蛋白质纯化等。
例如，细胞培养中，通过离心技术可以将培养液中的细胞与培养基分离，以用于进一步的实验或制备纯净的细胞样本。
在血液分离中，离心技术被用于将红细胞、白细胞和血浆分离开来，以满足不同的临床需求。
另外，在蛋白质纯化中，离心技术可以去除蛋白质混合物中的细胞碎片、脂质和其他杂质，从而提供更纯净的蛋白质样品。
在化学工程领域，离心技术的应用也非常广泛。
例如，在有机合成中，离心技术可以将反应产物与反应溶剂分离，以便进行下一步的处理或纯化。
在制药工业中，离心技术被用于分离药物原料中的杂质，提高药物的纯度和效果。
另外，离心技术还可以应用于废水处理、催化剂的回收等领域，以实现资源的高效利用和环境保护。
离心技术在食品加工行业也有重要的应用。
例如，在酿酒过程中，离心技术可用于分离发酵液中的酒糟和酒液，提高酒品质量。
在乳制品加工中，离心技术可用于分离乳脂和乳清，以便生产黄油、奶油、乳清蛋白等产品。
此外，在果汁生产中，离心技术被用来除去果汁中的果渣和杂质，提高果汁的质量和口感。
综上所述，离心技术是一种利用离心力实现物质分离、纯化或者精细加工的技术。
它在生物医药、化学工程和食品加工等多个领域都发挥着重要的作用。
离心技术
所以 rpm = 1000 RCF 11.2r
利用此公式可以进行相对离心力和转数的计算，例如：已 知 一 个 离 心 机 转 头 的 半 径 r=254mm (25.4cm), 速 度 rpm=4200, 求RCF？
根据公式 RCF ＝ 11.2r(rpm 1000)2
RCF = 11.2 25.4 (4200 1000)2 = 5018g
二级真空系统。这种泵的真空度可达133.322 10-3pa
3.3.4光学系统：
a 转头识别：通过离心腔内的光学扫描系统，对安装的转 头进行扫并把扫描的信号与本机设定的转头比较以此识别 。 b测速：通过转头底黑白相间的花边进行测定， c沉降带检测：通过光学系统将运行中的离心状态显示出 来。
3.3.5控制系统： 控制系统是离心机的指挥中心。 a速控：包括设速、测速、控速等 设速：是在离心前设定离心时所需速度。 测速：在离心机启动后通过光电检测器测定运行的真实 速度 控速：包括提速、恒速、限速、减速等。 b温控：包括制冷启动、恒温、加温除霜
4转头的基本参数与性能
4.1转头K因子：
转头K因子是转头的常数，它表示转头大小和转速之间的关系。出 厂时就被标定了，以表示每个转头的分离性能。用公式表示为： (rmax/rmin ) S＝2.533 1011ln──── (rpm)2.T S：表示颗粒的沉降系数(单位：Sec) rmax：为转头最大半径(单位：cm) rmin：为转头最小半径(单位：cm) rpm：为转头的允许速度(单位：转/分)
超速离心
1概述 2离心的基本理论 3离心机的分类与构造 4转头的基本参数与性能 5离心技术 6安全操作与离心机的保养
1概述
1.1离心技术过程的发展
第九章 离心技术
ω 是指该转头的最大允许角速度
S，T 和K之间的关系
K 最高转数 T =--------------- x (----------------)2 S 实际转数
二. 离心设备 离心机
转子 离心管 附件
（一）.离心机(Centrifugel) 1.低速离心机 转子 电动机
转子带有放置离心管的孔 转子的中央位于离心机的驱动轴上 离心机的转速和温度控制不够准确 一般最高转速在6,000rpm以下 实验室中常用于分离制备。
离心技术的基本目的
1.最大程度地富集目的颗粒。 2.最大程度地减少非目的颗粒。
问题是在同一离心力作用下,所有的颗粒均会以 不同的速度沉淀。如何能够有效的达到上述的 基本目的，这就是我们要考虑和必须回答的问 题。
3.沉降系数 Sedimentation icient (S) 样品沉降率 样品颗粒的大小 形状 密度 溶剂的粘度、密度 离心加速度
若用 ω=
2πn (rad/sec) 60
(2πn/60)2
RCF= x r 980.7 =1.118×10-5 n2 r n：转子每分钟的转数(rpm)
影响离心力的两大因素
1. 离心机转数（rpm） 2. 离心半径（r ）
换用不同型号的离心机时，你不能只考虑 离心机转数而忽视离心机半径。不同型号 和半径的离心机在相同转数时会产生大小 不同的离心力，也就会产生不同的离心效 果。
澄清时间（T值）--2
1 Lnrt - Lnr0 t1-t0 = ---- x ---------------S
ω2
澄清时间与颗粒的沉淀系数S成反比， 与离心机的重要参数（ Lnrt - Lnr0） /ω2成正比，即与所使用的离心机或 使用的转头有关。
离心技术工作原理
离心技术工作原理离心技术是一种常见的工程技术，它的工作原理是基于离心力的运用。
离心力是一种向心力的反作用力，它使物体沿着曲线运动时远离曲线的中心。
离心技术利用离心力来实现物质的分离、浓缩和纯化等目的。
离心技术的工作原理可以简单地描述为：通过旋转运动产生离心力，然后利用离心力对物质进行分离。
具体来说，离心技术通常包括以下几个步骤：将待分离的混合物加入到离心设备中，通常是一个圆盘或圆柱形的容器。
然后，通过电机或其他动力源使离心设备高速旋转起来。
旋转运动会产生离心力，离心力的大小与旋转速度和离心设备的几何形状有关。
接下来，由于离心力的作用，混合物中的不同组分会受到不同的力，从而产生不同的运动轨迹。
通常，较重的组分会沉积在离心设备的底部，而较轻的组分则会向上移动。
这样，通过调整离心设备的设计和运行参数，可以实现对混合物的分离。
根据需要，可以采取不同的方法将分离出的物质收集起来。
例如，可以通过改变离心设备的速度或倾斜角度来控制分离效果，或者通过在离心设备中添加分离介质来增强分离效果。
此外，还可以采用不同的收集装置或分离装置，例如收集管、分液漏斗等。
离心技术在各个领域都有广泛的应用。
在生物医药领域，离心技术常用于细胞培养、血液分离和蛋白质纯化等方面。
在化工工业中，离心技术被用于分离溶液中的悬浮物、提取物质和浓缩溶液等。
此外，离心技术还在食品加工、环境监测和科学研究等领域得到广泛应用。
总的来说，离心技术通过利用离心力来实现物质的分离和纯化，具有简单、高效、可控性强等优点。
它在科学研究和工程实践中的应用广泛，为人类的生活和发展提供了重要支持。
离心技术简介
离心技术简介1.离心技术悬浮在液体中颗粒的运动速度取决于：①应用力——液相中的颗粒处在一支平稳的试管内，会受到地球重力的作用而运动。
②固液相的密度差——密度小于液相的颗粒悬浮在上面，密度大于液相的颗粒则沉降下来。
③颗粒的大小与形状。
④介质的黏滞度。
就大多数生物颗粒（细胞、细胞器或分子）而言，受重力作用的悬浮或沉降的速度太慢，就无法应用于物质速度（g＝ m·s－2）的倍数的分离。
所以常使用离心机对物质进行分离。
离心机是一种通过使样品绕离心转轴的中心旋转而在其上产生一个远大于地球重力的仪器。
不同大小、形状和密度的颗粒会以不同的速度沉降。
颗粒的沉降速度取决于离心机的转速及颗粒与中心轴的距离。
2.离心分离常见的一些方法（一）差速沉降（沉淀）法将一混合悬浮液以一定的RCF（RCF又称为相对离心力，RCF取决于转子的转数和旋转半径），离心一定的时间后，混合物将会被分为沉淀和上清液两部分。
这种方法被广泛应用于从细胞匀浆中分离细胞器。
（二）密度梯度离心法下列技术使用了密度梯度，即离心管中的溶液从管顶到管底密度逐渐增加。
①差速区带离心法。
将样品置于平缓的预制备的密度梯度介质上，进行离心，较大的颗粒将比较小的颗粒更快地沉降，通过梯度介质，形成几个明显的区带（条带）。
这种方法有时间限制，在任一区带到达管底之前必须停止离心。
②等密度离心法。
这种技术根据其浮力密度的不同分离物质。
几种物质可通过离心法形成密度梯度（如蔗糖、CsCl等）。
样品与适当的介质混合后离心——各种颗粒在与其等密度的介质带处形成沉降区带。
这种方法要求介质梯度应有一定的陡度，要有足够的离心时间形成梯度颗粒的再分配，进一步离心对其不会有影响。
使用一根细的巴氏滴管或带有细长针头的注射器可收集一个密度梯度内的条带。
另一种方法可将试管刺穿，将内含物分段逐滴收集到几个管中。
需要更精确的研究时，可以再进行更精确的分离。
离心技术的发展趋势
离心技术的发展趋势
离心技术是一种基于离心力原理设计的工艺技术，广泛应用于化工、制药、食品、环保等领域。
随着科技的发展和市场需求的变化，离心技术也在不断演进和发展。
以下是离心技术的一些发展趋势：
1. 提高离心机性能：随着科学技术的进步，离心机的设计和制造技术不断提高，离心机的速度、离心力、离心效率等方面得到显著提升。
2. 多功能性和智能化：离心技术不再只满足简单的离心分离需求，而是朝着多样化和智能化方向发展。
离心机可以实现多种功能，如冷冻离心、温控离心等，同时具备自动化和远程操作等智能化功能。
3. 节能环保：随着人们对环境保护意识的增强，离心技术也在追求节能和环保方面的发展。
采用高效节能的电机和控制系统，减少能耗和排放，同时研发环保型离心分离介质等都是发展趋势。
4. 微型化和便携化：随着微生物学、生物技术等领域的快速发展，对离心技术所需样本量越来越小，因此微型离心机的研发和应用不断推进。
此外，便携式离心机也受到越来越多的关注，可以满足场外采样和远程实验等需要。
5. 应用领域的拓展：离心技术的应用领域正在不断扩展。
除了传统的化学、制药、食品等领域，离心技术在生物医药、基因工程、环保治理、石油勘探等领域
也得到广泛应用。
总之，离心技术的发展趋势包括提高性能、多功能化、智能化、节能环保、微型化和便携化以及应用领域的拓展。
随着科技的不断进步和应用需求的变化，离心技术将继续发展壮大，为各行各业提供更好的离心分离解决方案。
离心技术
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甩平式转头 36,000
5×5
55
垂直管转头 100,000 8×5
<2
近垂直管转头 78,000
8×5
4
效果 较好
好 较好
好
离心管
塑料离心管：聚乙烯（PE）管，纤维素（CAB） 管，聚碳酸酯（PC）管，聚丙二醇酯（PP）管 等。
不锈钢离心管
离心方法介绍及举例
沉淀离心 差速分级离心 密度梯度离心 淘洗离心 连续流离心
水
平
转
头
的
基
600 rpm
本
结
构
垂直转头（vertical tube rotor）
垂直转头：是指离心管与旋转轴成平行方向。当 转头旋转时，离心管中的液体层改变方向，与旋 转轴成垂直方向。当离心结束后，液层又随转速 的降低慢慢恢复原位。
承受的最大离心速度在100, 000 r/min左右，最大 离心力在700, 000g 。
近垂直管转头 超速 连续离心转头 低、高、超速
1989年，（日）Hitachi Koki;（美） Beckman公司
1965年，（英）MSE公司
角转头（angle rotor）
角转头：离心管放置的位置与转头的旋转轴之间 成一个固定角度，通常在14-40℃之间。 承受的最大离心速度在100,000 r/min，最大离心 力可达800,000 × g。 适用于差速离心，也可用于等密度离心。 特点：容量大，转头内容纳的离心管多。
1955年，Anderson发明了区带转头，并用区带离 心法首次证明了DNA双螺旋结构半保留复制的假说；
1955年以后，开始了超速、高速、低速大容量离 心机以及分析用超速离心机的商品化生产；
离心技术
不同的细胞器、大分子和病毒的密度及相应的沉降系数
常见物质的沉降系数
可溶蛋白 1-60s 真核生物核糖体 80s 微粒体 100-1000s 线粒体 10000-100000s 核酸 4-100s 病毒 60-1000s 烟草花叶病毒 200s
概述
技术要点：
制备超离心的关键是如何根据颗粒和介 质的性质以及转子的某些参数来确定转速 和离心时间。
Equilibrium density-gradient centrifugation 平衡密度梯度离心
原理 当不同颗粒存在浮力密度差时，在离
心力场下，在密度梯度介质中，颗粒或 向下沉降，或向上浮起，一直移动到与 它们各自的密度恰好相等的位置上形成 区带，从而使不同浮力密度的物质得到 分离。
介质的密度梯度范围必需包括所有待分离粒 子的密度。样品可以铺在密度梯度液柱上面 或均匀分布在密度梯度介质中。离心过程中 粒子移至与它本身密度相同的地方形成区带。
对称平衡：当离心转速达 1 － 5 万（rpm / min）
时，如对称管相差 1 g ，转头半径 5 cm ，则离心
力公式
F=m × RCF
查表得: 1 万（ rpm / min ） RCF=6000 代入公式 F=1 × 6000=6 ( kg )
5 万（ rpm / min ） RCF=150000 代入公式 F=1 × 150000=150 (kg )
因为它可以真实地反映颗粒在离心管内不同位置的离 心力及其动态变化。
由于离心管中从管口到管底与旋转 中心的距离是不同的，所以在同样转速 时，管口和管底所受到的离心力也有差 别。
例如：在某个角度转头中，离心管 口到旋转中心的距离为4.8cm，而离心 管底到旋转中心的距离是8.0cm，当转 速为12000 r/min时，离心管口和离心 管底所受到的相对离心力RCF分别是： RCF（管口）=
离心技术
转头可分为：角度转头，垂直转头，水平 转头可分为：角度转头，垂直转头， 转头。 转头。 离心管及其管帽是转头重要的附件，制造 离心管及其管帽是转头重要的附件， 离心管的材料主要有特种玻璃， 离心管的材料主要有特种玻璃，塑料和不 锈钢。 锈钢。
制备性超速离心技术
制备性超速离心主要利用离心机转子高速旋转时所产生的强大 制备性超速离心主要利用离心机转子高速旋转时所产生的强大 离心力，加快颗粒的沉降速度， 离心力，加快颗粒的沉降速度，把样品中不同沉降系数或浮力 密度差的物质分开。 密度差的物质分开。 沉降系数指单位离心力作用下颗粒沉降的速度。 沉降系数指单位离心力作用下颗粒沉降的速度。沉降系数用 指单位离心力作用下颗粒沉降的速度 svedberg表示 简称S 量纲为秒，1S单位等于 表示， 单位等于1 svedberg表示，简称S，量纲为秒，1S单位等于1×10-13秒， 沉降速度是指在强大离心力作用下， 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。 距离。 制备超离心的关键是如何根据颗粒和介质的性质以及转子的 某些参数来确定转速和离心时间。 某些参数来确定转速和离心时间。 颗粒沉降的时间和速度取决于：离心力、 颗粒沉降的时间和速度取决于：离心力、颗粒的大小形状和 密度、沉降介质的密度和黏度。 密度、沉降介质的密度和黏度。
已破碎的细胞
500g,10’
沉淀（细胞核） 沉淀（细胞核）
上清液
10 000g,10’
上清液 沉淀（细胞膜碎片、 沉淀（细胞膜碎片、 线粒体、溶酶体） 线粒体、溶酶体） 沉淀（核糖核蛋白体） 沉淀（核糖核蛋白体）
100 000g,3h
上清液（ 上清液（可 溶性组分） 溶性组分）
密度梯度离心
密 度 升 高
梯度混合器
离心技术
主要用于样品作密度梯度离心，如用于线粒体、 叶绿体、细胞核等的分离和密度梯度离心。
3、区带转子 区带转头无离心管，主要由一个转子桶和可旋开 的顶盖组成，转子桶中装有十字型隔板装置，把 桶内分隔成四个或多个扇形小室，隔板内有导管， 梯度液或样品液从转头中央的进液管泵入，通过 这些导管分布到转子四周。 分离效果好 转速高 容量大 回收梯度容易 不影响分辨率
Dole和Cotzias制作了与离心机转子速度和半径相对 应的RCF的列线计算图
将离心机转数换算 为RCF时，首先，在 标尺上取已知的 和 在r/min标尺上取已 知的转数，然后， 将两点间划一条直 线，在图中间RCF标 尺上的交点即为相 应的RCF（g）。
半径 RCF 转速 r/min
二、浮力
电动机 转子 驱动和速度控制 温度控制 真空系统 20000～25000rpm 50000～80000 rpm 89000×g 510000×g
容量
几十毫升至 几升
3升
几十毫升至2升
三类制备性离心机的比较
特性 低速离心机 高速冷冻离心机 超速离心机 差速沉降分离 和密度梯度区 带分离 分离形式 固液沉降分离 固液沉降分离
应用及特点 差速离心法适用于大小和密度相差较大、不稳 定、易变性、易受梯度介质损伤的颗粒。 差速离心的分辨率不高,沉淀系数在同一个数量 级内的各种粒子不容易分开,常用于其他分离手 段之前的粗制品提取。
应用及特点 优点
操作简单 可使用容量较大的角式转子 分离时间短、重复性高 样品处理量大
2. 生物、医学、化学
转速从每分钟几千到几万转以上，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。
第一节
离心分离的基本原理
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s（秒）=
dx/dt w2x
=
2r2(p- m)
9
颗粒直径
dx: 颗粒与转轴中心的距离 r:
dt：颗粒沉降所需时间
w: 角速度 X: 转子半径
p : 颗粒密度
m : 溶液介质密度
： 溶液介质粘度
S =1×10-13s
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决定沉降速度的因素：
颗粒大小；颗粒密度；溶液介质密度和粘度
9
2.相对离心力（RCF）：重要指标
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2.细胞破碎
* 渗透压冲击
* 超声波振荡
* 机械力研磨或剪切
* 反复冻融
原则：只需破碎细胞膜，保留完整细胞器
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3.细胞结构成分的分步分离
一系列的差速离心＋密度梯度离心
差速离心：分离细胞器
梯度离心：纯化细胞器
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4.离心方法的选择
根据分离细胞器的性质：
匀浆物中各类细胞器大小不同：
差速离心
上清中各类细胞器大小有差别：
速率区带离心
上清中各类细胞器密度有差别：
等密度离心
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密度梯度离心
梯度离心需要的设备
离心机：低速、高速、超高速 转头： 介质： 水平、固定角、垂直 蔗糖, Ficoll, Percoll, Accudenz (Nycodenz),
Metrizoate
介质的梯度形成装置和收集装置
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5.分离细胞器的鉴定和评价
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6.举例:细胞核分离
原理： 细胞核特征：体积大，沉降系数大； 密度高，可通过浓蔗糖，分离容易。 分离设计： • 细胞破碎（机械匀浆，渗透溶胀，表面活性剂），
释放细胞核，光镜鉴定释放效果。
• 离心，光镜鉴定分离效果
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学习目标
1. 离心技术的基本概念； 2. 决定离心行为的两个因素和“三要 素”； 3. 沉降系数、离心力和什么因素有关； 4. 离心的基本方法和适用范围； 5. 细胞结构成分的离心分离方法。
水平转头吊桶盖安装不当； 转头不加盖； O形密封圈失效 金属疲劳 超速 化学腐蚀 离心管帽、垫圈、接合器使用不当
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学习目标
1.离心技术的基本概念 2.离心机转头分类 3.离心的基本方法
4.细胞结构成分的离心分离方法
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三.离心方法
1. 差速离心法
介质无密度梯度，颗粒大小有差异
2. 密度梯度离心法
10 000g 1min
2 000g
5min
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学习目标
1.离心技术的基本概念 2.离心机转头分类 3.离心的基本方法
4.细胞结构成分的离心分离方法
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二.离心设备：离心机及离心管
3.离心腔 （真空设备） 1. 转头 2.控制系统 （马达）
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4.温度控制 （冷却设备）
离心机分类
低速：6800g(细胞级）
3. 相对离心力 (g)和离心时间（min)决定沉降
材料
动物细胞 人红细胞 细菌 病毒
大小(m)
10-60 6- 8 1-10 0.02-0.03
离心条件(离心力，离心时间）
200-500g 500g 500-6000g 30000-40000g 5-15min 5-15min 10-15min 20-30min
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一.离心技术 (Centrifuge)
利用溶液中颗粒密度、大小等特性，用旋转产生的 离心力使不同特性颗粒从溶液中分离并沉降，从而 达到分离、浓缩、提纯和鉴定的目的，称为离心技 术。
* 分离细胞或其他的悬浮颗粒；
* 从组织或细胞匀浆中分离细胞器； * 分离病毒和大分子，包括DNA、RNA、蛋白质和脂类。
离心分离时，作用在悬浮颗粒上的力常用RCF数值 表示，即同一颗粒在离心时的离心力同地球重力相 比较后得到的值。
RCF(g)=离心力/重力＝mw2x/mg=w2x/g
＝1.12r(RPM/1000)2
r: 旋转中心轴至转头内离心管某一部位 的半径 RPM（rounds per minute，转速): 转头 旋转的次数
（1）形态鉴定：光镜或电镜 （2）生化分析：细胞器特异的标志酶
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(2)生化分析：细胞器特异的标志酶
细胞器
细胞核 线粒体 溶酶体 过氧化物酶体 内质网 高尔基体 细胞膜
标志酶
NAD合成酶、DNA聚合酶 细胞色素氧化酶、琥珀酸脱氢酶、单胺氧化酶 酸性磷酸酶、－半乳糖苷酶 过氧化氢酶、尿酸氧化酶 葡萄糖-6-磷酸酶、细胞色素P450 －半乳糖苷转移酶 5’-核苷酸酶、Na/K-ATP酶
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用途： 分离有密度差异的颗粒,适用于病毒、DNA、 RNA、蛋白质等。 特点：
密度较高介质，陡度大，介质的最高密度应
大于被分离组分的最大密度( p< m ) 。 所需的力场通常比速率沉降法大10~100倍， 往往需要高速或超速离心。
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学习目标
1.离心技术的基本概念 2.离心机转头分类 3.离心的基本方法
粘度低
对细胞成分损伤小 离心分离后容易去除 浓度容易测定 价格
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密度梯度离心-移动区带离心法
（moving-zone centrifugation)
原理：用梯度蔗糖或甘油作为介质，将 要分离的样品放在介质表面，形成一个 狭带，然后超速离心，使不同密度的颗 粒以不同的速度向管底方向移动，形成 一系列区带，从管底小孔中分次收集各 种颗粒成分。
常温、低温； 台式、立式； 低速、高速、超速
分离>10000S的细胞及细胞 器 高速：17,700－50,400g（亚 细胞级）
分离 >100S的颗粒，包括部 分细胞器及病毒 超速：90,400－694,000g （分子级）离<100S的颗粒15
转头损坏及原因
转头不平衡
离心பைடு நூலகம்平衡误差；
离心管放置不对称；
4.细胞结构成分的离心分离方法
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四.细胞结构成分的分离
1.细胞沉淀 2.细胞破碎 3.细胞结构成分的分离－离心技术 4.分离细胞器的鉴定和评价
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1.细胞沉淀（cell pellet)
1. 介质密度为1g/ml; 2. 一般细菌和动物细胞密度为1.08-1.12g/ml, 病毒密度为1.18-1.31 g/ml。
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用途： 分离有大小和密度差异的细胞或细胞器。
特点：
密度梯度介质，且密度较低，
介质的最大密度应小于被分离生物颗粒的最
小密度( p> m )。 离心时间(t)，不能使所有颗粒都沉到管底。
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密度梯度离心-等密度梯度离心法
（isodensity centrifugation)
原理：离心时采用包括各种颗粒密度范围的梯度介质， 被分离颗粒达到与其相同的密度介质时不再移动，形成 一系列区带，然后从管底收集。
4
什么是离心力？ 圆周运动的物体 在旋转过程中产 生的背向旋转轴 的运动力。
5
决定离心行为的主要因素
颗粒的属性：颗粒大小、密度等特性
溶液和设备：离心机、离心介质
6
离心分离首先需要知道的 “三要素”
颗粒的沉降系数
相对离心力 离心时间
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1.沉降系数（ S ）：重要指标
颗粒在单位离心力的作用下的移动速度
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3.离心时间
颗粒经过溶液形成沉淀所需要的时间 t=K/S
K: 表示转头离心效力的指标，与转速平方成反比。 离心机公司提供最高转速时的K值。 K值越小越好，效力越高。
S：沉降系数
离心时间由离心效力和沉降系数决定
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沉降离心中的两个因素RCF, t RCF1×t1= RCF2×t2
例：沉降某颗粒需10 000g· min
1
离心分离技术
1.离心技术的基本概念 2.离心机转头分类 3.离心的基本方法
4.细胞结构成分的离心分离方法
2
学习目标
1. 离心技术的基本概念； 2. 决定离心行为的两个因素和“三要 素”； 3. 沉降系数、离心力和什么因素有关； 4. 离心的基本方法和适用范围； 5. 细胞结构成分的离心分离方法。
介质有密度梯度，颗粒密度有差异
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1.差速离心法
(differential centrifugation)
原理：通过一系列递增速度的离心，依次将大小不 同的颗粒逐级分离。
上清 上清 上清 上清
颗粒混合物
最大颗粒
较大颗粒
中等颗粒
小颗粒
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特点：
介质密度均一； 速度由低向高，逐级离心，适
用与大小差别较大的颗粒；
操作简单，多次离心；
分离纯度不高，需要确定离心
力和离心时间。
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2.密度梯度离心法
(density gradient centrifugation)
离心介质有密度梯度
s= 2r2(p- m) 9
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理想的离心介质
可自行配制的：蔗糖 商品化的：Ficoll, Percoll, Accudenz (Nycodenz) 形成的溶液密度范围大