1102012032;李士豪;离心分离技术综述
生物分离工程离心分离解析课件
②振动卸料式离心机是利用离心 力和轴向激振力等的综合作用进 行固液分离的。筛篮内的物料在 离心力作用下脱水，在轴向激振 力作用下由小端向大端脉动性地 移动。脱水后的物料从筛篮大端 落人卸料室，进人排料槽， 离 心液则由机壳收集，由排出室排 出。
③连续沉降-过滤式螺旋卸料离心机是利用 离心沉降原理进行固液分离，固体通过螺旋 推料器上的叶片推至转鼓小端排渣口排出， 液相则通过转鼓大端的溢流孔溢出。如此不 断循环，以达到连续分离的目的。
离心分离是除过滤之外的另一种非常有效的 固-液分离方法。
它是利用惯性离心力和物质的沉降系数或浮 力密度的不同而进行的一项分离、浓缩或提 炼操作。
优点：离心分离对那些固体颗粒很小或液体 粘度很大，过滤速率很慢，甚至难以过滤的 悬浮液的分离十分有效，对那些忌用助滤剂 或助滤剂使用无效的悬浮液的分离也能得到 满意的结果。
卧式螺旋沉降离心机(卧式螺旋卸料沉 降离心过滤)
5.2.3 离心过滤的计算
（1）Grace方程
（2）Storrow方程
5.3 离心机的选用
根据经验
5.4 离心机在生物工业中的应用
在生物工业中离心机通常用来处理液相粘度在
1～2mPa.s，固－液密度差为≤0.1g/ml和粒子 大小为0.5～100μm的悬浮液，其中的固形物，
图4.7 管式离心机工 作示意图
式中：Q为料液流量，上式意味着忽略 在z方向上重力场的影响，实际上，由 于管式离心机的高转速，重力作用确实 是可以忽略的。z方向上的运动速度随 Q的增加而加大，而与粒子所处位置无 关，因此它是常数。
粒子在r-axis 上的移动速度可表示为：
已知粒子在重力场中的沉降速率为：
❖ 最大离心力强度可达6000 ❖ 操作温度可达300℃ ❖ 操作压力一般为常压 ❖ 常用于胰岛素，细胞色素，胰酶的分离等。
简述离心分离法原理以及操作过程
简述离心分离法原理以及操作过程离心分离法原理及操作过程离心分离法是一种常用的实验室技术，用于分离混合物中的不同成分。
它基于物质在离心力作用下的不同密度和惯性而实现分离。
离心分离法广泛应用于生物化学、生物医学、环境科学等领域，帮助科学家们分离和纯化各种物质。
本文将从离心分离法的原理和操作过程两个方面进行阐述。
一、离心分离法原理离心分离法的原理基于物质在离心力作用下的不同密度和惯性而实现分离。
当混合物被置于离心机中进行离心操作时，离心力会使混合物中的不同成分以不同的速度沉降或上浮，从而实现分离。
具体来说，离心分离法利用离心机产生的高速旋转离心力，使混合物中的颗粒或分子按照其密度和体积进行分离。
离心力的大小与离心机的旋转速度、半径等参数有关。
在离心机中，混合物被装入离心管或离心杯。
离心机开始旋转后，离心力使得混合物中的颗粒或分子按照密度和体积进行分离。
密度大的颗粒或分子沉降到离心管或离心杯的底部，而密度小的则上浮到上层。
二、离心分离法操作过程离心分离法的操作过程通常包括以下几个步骤：1. 准备混合物：将待分离的混合物准备好，确保混合物中含有需要分离的目标物质和其他杂质。
2. 选择离心管或离心杯：根据实验需要选择合适的离心管或离心杯，确保其能承受高速旋转时的离心力。
3. 装样：将混合物装入离心管或离心杯中，注意装样量要适中，避免过多或过少。
4. 平衡：将装有混合物的离心管或离心杯放入离心机的转盘上，确保转盘平衡。
5. 调节离心机参数：根据实验需要调节离心机的旋转速度、离心时间和离心半径等参数。
6. 离心操作：启动离心机，使其开始高速旋转。
离心机的旋转速度和离心时间根据具体实验要求进行调节。
7. 分离：离心操作完成后，停止离心机的旋转，取出离心管或离心杯。
此时，混合物中的不同成分已经分离，可以根据需要收集上层或下层的物质。
离心分离法是一种简单而有效的分离技术，广泛应用于科学研究和实验室工作中。
通过合理调节离心机参数，可以实现不同物质的高效分离，大大提高实验效率和分离纯度。
离心法的原理与应用
离心法的原理与应用1. 原理介绍离心法是一种常用的分离技术，适用于将混合物中的固体或液体组分分离出来。
其原理基于离心力的作用。
离心力产生于旋转运动的离心机中，通过增加样品与周围环境之间的离心力差，从而促使样品中的组分分离出来。
2. 应用领域离心法广泛应用于以下领域：2.1 生物化学•DNA/RNA纯化•蛋白质分离•细胞分离等2.2 医学•血清分离•病毒分离•细胞培养等2.3 环境科学•水质和颗粒物分析•环境样品前处理等2.4 药物制造•药物提取•药物纯化等3. 离心法步骤离心法一般包含以下步骤：3.1 样品制备根据需要分离的组分类型，选择合适的样品制备方法，如细胞裂解、沉淀、过滤等。
3.2 样品加载将制备好的样品缓慢加载到离心管中，并确保样品均匀分布。
3.3 离心操作将装有样品的离心管放置在离心机中，设定合适的转速和时间。
离心机通过旋转产生离心力，使样品中的组分分离出来。
3.4 分离物收集离心结束后，分离物会沉淀到离心管的底部或形成不同层次，可通过倾倒、直接取样或使用特定工具收集分离物。
3.5 清洗离心管清洗离心管以去除可能残留的不需要的物质，以免影响下次使用。
4. 离心机的选择要点在进行离心法实验时，离心机的选择十分重要。
以下是一些选择离心机的要点：4.1 转速范围根据实验需求确定所需的最高转速和最低转速，选择离心机转速范围覆盖的设备。
4.2 最大容量根据样品的数量和体积，选择具有足够大容量的离心机。
4.3 控制方式根据实验需求，选择手动控制或电子控制的离心机。
4.4 附件和配件考虑离心机提供的附件和配件，如不同类型的离心管、转子等是否满足实验要求。
5. 离心法的优缺点离心法具有以下优点： - 分离效果好，快速高效。
- 操作简单，易于掌握。
- 对样品的要求相对宽松。
然而，离心法也存在一些局限性： - 可能对样品造成机械刺激和破坏。
- 对离心速度和时间要求较高，不同样品需要针对性调整。
- 对离心机和离心管的选择和维护要求较高。
离心工艺技术名称
离心工艺技术名称离心工艺技术是一种利用离心力的加工工艺，通过将物料置于离心机中，并通过高速旋转的离心力将物料分离、过滤、干燥等。
离心工艺技术广泛应用于制药、化工、食品、环境保护等领域，为产业的发展提供了强有力的技术支持。
离心工艺技术名称丰富多样，其中包括以下几种常见的技术：1. 离心浓缩技术：离心浓缩是一种将溶液中的物质去除过程，通过高速旋转的离心机使液体中的溶质靠近离心机的壁面，从而实现浓缩。
离心浓缩技术广泛应用于制药、化工、农药等领域，可有效提高产品纯度。
2. 离心分离技术：离心分离是一种将混合物中不同成分分离的工艺，通过调整离心机的旋转速度和时间，使得不同成分受到不同的离心力，从而实现分离。
离心分离技术在制药、化工、环保等行业中被广泛应用于固液分离、液液分离等领域。
3. 离心干燥技术：离心干燥是一种将湿润物料中的水分去除的工艺，通过将湿润物料放入离心机中，并通过高速旋转的离心力使水分快速蒸发，实现干燥。
离心干燥技术在食品、化工、医药等行业中被广泛应用于粉末、颗粒等物料的干燥。
4. 离心萃取技术：离心萃取是一种将液体中的目标成分分离提取的工艺，通过将液体样品与萃取剂混合，并通过高速离心的力将目标物质分离出来。
离心萃取技术在化工、制药、环保等行业中被广泛应用于提取有机物、分离污染物等领域。
5. 离心过滤技术：离心过滤是一种将悬浮固体颗粒从液体中分离的工艺，通过将混合物置于离心机中并调整旋转速度，使液体通过滤芯，固体颗粒在离心力的作用下沉积在滤芯上。
离心过滤技术在食品、化工、环保等行业中被广泛应用于悬浮物的分离、固液分离等领域。
以上只是离心工艺技术名称的一部分，随着科技的不断发展，离心工艺技术将越来越多样化、专业化，为产业发展提供更多高效、节能的解决方案。
离心技术与细胞器分离
溶酶体：细胞内消化和降解的主要场所负责 分解和消化细胞内的物质。
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细胞壁：植物细胞特有的结构负责维持细胞 的形状和保护细胞。
细胞核：储存遗传信息控 制细胞活动
线粒体：能量转化提供细 胞活动所需的能量
内质网：蛋白质合成、加 工和运输
高尔基体：蛋白质的修饰、 包装和运输
溶酶体：分解和消化细胞 内的物质
技术挑战：离心法分离细胞器在提高分离效率、降低成本等方面仍面临 挑战
发展趋势：未来离心法分离细胞器将朝着智能化、自动化、高效化方向 发展
展望：离心法分离细胞器将在生物医学、生物技术等领域发挥越来越重 要的作用为人类健康和社会发展做出更大贡献。
汇报人：
在离心力作用下分离
应用：在细胞生物学、生物 化学、医学等领域广泛应用
生物医学领域：细胞、病毒、蛋白质等生物样品的分离和纯化 化学领域：有机化合物、无机化合物等化学样品的分离和纯化 环境科学领域：土壤、水、大气等环境样品的分离和纯化 食品科学领域：食品成分、添加剂等食品样品的分离和纯化 工业领域：金属、非金属等工业样品的分离和纯化 科研领域：各种样品的分离和纯化用于科学研究和开发
细胞膜：保护细胞控制物 质进出细胞
细胞核： 控制细胞 生长、分 裂和遗传 信息的传 递
线粒体： 提供能量 参与细胞 呼吸
内质网： 参与蛋白 质合成、 脂质合成 和运输
高尔基体： 参与蛋白 质的加工、 分类和运 输
溶酶体： 分解衰老、 损伤的细 胞器或细 胞
细胞膜： 控制物质 进出细胞 参与细胞 信号传递
优点：操作简单分离效果好速度快可重复性好 缺点：对细胞有一定的损伤可能会影响细胞活性和功能 优点：可以分离出多种细胞器包括线粒体、内质网、高尔基体等 缺点：需要一定的设备如离心机成本较高
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。
离心的基本原理和方法
离心的基本原理和方法离心技术可以在生物、化学、物理等领域中得到广泛应用，其基本原理是利用离心力将样品分离成不同的组分。
离心是通过对甩轮（rotor）施加高速旋转，使不同密度、形状或大小的物质沉降或浮升，从而实现分离的过程。
以下将介绍离心的基本原理和方法。
1. 基本原理离心原理是基于史托克斯定律，也就是沉降速率与颗粒大小、形状和密度有关的原理。
当样品放置在旋转的甩轮上时，高速旋转将产生一个与离心力大小相等的离心加速度，其大小约为1万倍的地球引力。
离心加速度与半径的平方成正比，因此，离心机的甩轮越大，离心加速度越大。
2. 离心方法离心方法主要包括各种旋转速度和时间的组合。
常用的离心方法有：（1）常规离心：常规离心一般用于分离细胞、蛋白质、核酸等生物分子。
载体物质（如细胞）被置于离心管（centrifuge tube）中，并旋转至合适的速度和时间，使其中的组分被沉淀或上漂到不同的位置，从而实现分离。
（2）超速离心：超速离心是一种高速离心方法，用于分离细胞破碎液、粉碎样品等，需要离得更远的组分。
超速离心一般使用更大的甩轮，可产生更高的离心加速度。
（3）梯度离心：梯度离心是基于组分分离的不同沉降系数来进行分离。
梯度介质（如蔗糖、琼脂等）被均匀地加入离心管中，并沿着管子形成梯度。
载体物质被放置在管子顶部，离心时不同的成分就会在不同的梯度中沉降，从而实现分离。
（4）分子筛离心：分子筛离心是通过离心分离物质的分子大小和重量。
分子筛离心使用特别设计的甩轮和选择性的分子筛，将分子通过偏离甩轮的轨道来分离，从而实现分离。
3. 离心应用离心技术具有广泛的应用，包括细胞毒性测试、DNA/RNA提取、蛋白质纯化、糖类检测、药物筛选等。
离心将样品分离成不同的组分，从而可以对目标组分进行深入研究、提取或者纯化。
离心技术在生物学和医学领域中使用最为广泛，但它也可用于分离和提取食品、环境和材料等方面的样品。
综上所述，离心技术是一种基于沉降速率与颗粒大小、形状和密度有关的原理实现的分离技术，包括各种旋转速度和时间的组合。
离心技术(课件)
离心技术概述离心技术的基本原理离心机的主要构造和类型制备性超速离心的分离方法密度梯度液的选择分析型超速离心机离心操作的注意事项第一节概述一、离心技术的概念离心技术是根据一组物质的密度和在溶液中沉降系数不同（浮力不同），用不同离心力使其从溶液中分离、浓缩和纯化的方法。
二、离心技术的应用分离出化学反应后的沉淀物，天然的生物大分子、无机物、有机物，在生物化学以及其它的生物学领域,常用来收集细胞、细胞器及生物大分子物质。
第二节离心技术的基本原理一、离心力（F）F = m·a = m·ω2 r a —粒子旋转的加速度，m —沉降粒子的有效质量ω—粒子旋转的角速度，r—粒子的旋转半径( cm )二、相对离心力（RCF）RCF 就是实际离心力转化为重力加速度的倍数RCF=F离心力/F重力=mω2r/mg=ω2r/g g为重力加速度（980.7cm/sec2)在离心管的不同部位距旋转中心轴的距离也不同,那么在一定的转速下其RCF值也各不相同三、沉降系数(S) S是指单位离心场中粒子移动的速度。
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。
通过分析型离心机可以测得某种悬浮颗粒或生物高分子的沉降系数沉降系数S的两个重要用途1、预计沉降时间对已知S值的物质，可计算出在离心管中完成沉降所需要的时间2、测定物质分子质量由测得的某物质的沉降系数，可计算出其分子质量：四、沉降时间Ts第三节离心机的分类和结构一、离心机的分类１、按工作原理分为制备型（用于分离）和分析型２、按离心速度分为：普通<6000 rpm，6000ｇ高速离心机<25000rpm，<89000g超速离心机>25000rpm，（最大85000rpm，600，000g）３、按特殊用途分为大容量、低温冷冻、立式台式、连续流动式。
二、离心机的结构１、转动装置：超速离心机主要由驱动和速度控制、温度控制、真空系统和转头四部分组成。
1.1 离心技术2012
体系到达平衡状态后， 体系到达平衡状态后，延长离心时间和提高转 速也不能改变粒子的成带位置。 速也不能改变粒子的成带位置。 但提高转速可缩短达到平衡的时间， 但提高转速可缩短达到平衡的时间，离心所需 时间以最小颗粒到达等密度点（即平衡点） 时间以最小颗粒到达等密度点 （ 即平衡点） 的时间为基准，有时长达数日。 的时间为基准，有时长达数日。 此法一般应用于物质的大小相近， 此法一般应用于物质的大小相近，而密度差异 较大时。常用的梯度液是CsCl2。 较大时。常用的梯度液是
当管底介质的密度大于粒子的密度， 当管底介质的密度大于粒子的密度，即ρm＞ ρP 时粒子上浮； 在管顶处ρ 时粒子上浮 ； 在管顶处 P ＞ ρm 时 ， 则粒子沉 降 ， 最后粒子进入到一个它本身的密度位置 此时dx/dt为零， 粒子不再移动， 为零， 即 ρP＝ ρm，此时 为零 粒子不再移动， 粒子形成纯组份的区带。 粒子形成纯组份的区带。 与样品粒子的密度有关， 与样品粒子的密度有关 ，而与粒子的大小和其 他参数无关。 他参数无关。
离心力（ ①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动的任何物 体都受到一个向外的离心力进行的。 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 2r与颗粒质量 ）的大小等于离心加速度ω 与颗粒质量 m的乘积，即： 的乘积， 的乘积
垂直转头：其离心管是垂直放置， 垂直转头：其离心管是垂直放置，样品颗粒的 沉降距离最短，离心所需时间也短， 降距离最短，离心所需时间也短，适合用 于密度梯度区带离心。 于密度梯度区带离心。
连续流动转头： 连续流动转头：可用于大量培养液或提取液的 浓缩与分离，转头与区带转头类似， 浓缩与分离，转头与区带转头类似，由转子桶 和有入口和出口的转头盖及附属装置组成， 和有入口和出口的转头盖及附属装置组成，离 心时样品液由入口连续流入转头， 心时样品液由入口连续流入转头，在离心力作 用下，悬浮颗粒沉降于转子桶壁， 用下，悬浮颗粒沉降于转子桶壁，上清液由出 口流出。 口流出。
第五章离心分离ppt课件
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病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
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病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
碟片式离心机工作原理
当悬浮液在动压头的作用下，经中 心管流入高速旋转的碟片之间的间 隙时，便产生了惯性离心力，
其中密度较大的固体颗粒在离心力 作用下向上层碟片的下表面运动， 而后在离心力作用下被向外甩出， 沿碟片下表面向转子外围下滑，
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病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
2）平抛式离心机
❖平抛式离心机一类结构简单的实验室常用的低 中速离心机，转速一般在 3000-6000rpm。 ❖ 转子活动管套内的离心管，静止时垂直挂在转 头上，旋转时随着转子转动，从垂直悬吊上升到 水平位置（约200—800rpm）。 ❖颗粒在水平转子中的沉降是沿管子轴向移动。 ❖样品便于收集 ❖受振动和变速搅乱后对流现象小， ❖但转头结构复杂，最高转速相对要低，容量也 小一些。
病原体侵入机体，消弱机体防御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
对于浓度较小，粒径较大，硬度较强的不溶物，可以采用过 滤分离。
但当固体颗粒细小而难以过滤时，发酵液不易被过滤纯化， 离心操作往显得十分有效。
简述离心分离法原理以及操作过程
简述离心分离法原理以及操作过程离心分离法原理及操作过程离心分离法是一种常用的物理分离方法，利用离心力将混合物中的不同组分分离开来。
它基于不同组分在受到离心力时的不同相对密度，从而实现分离的目的。
本文将介绍离心分离法的原理及操作过程。
离心分离法的原理是利用离心力使混合物中的组分分层，从而达到分离的目的。
当混合物在离心机中旋转时，由于不同组分的相对密度不同，受到的离心力也不同，从而在离心机管中形成不同的分层。
一般来说，相对密度较大的组分会沉降到离心管的底部，而相对密度较小的组分则浮在上部。
离心分离法的操作过程如下：1. 准备离心机和离心管：首先，需要准备一台离心机和相应的离心管。
离心管通常是锥形的，底部较窄，顶部较宽，以便于分层。
2. 放置混合物：将需要分离的混合物慢慢倒入离心管中。
为了保证分离效果，混合物应该是均匀的，不得有气泡等干扰物。
3. 设置离心参数：根据混合物的性质和需要分离的组分，设置离心机的转速和离心时间。
一般来说，转速越高，离心时间越长，分离效果越好。
4. 进行离心分离：将装有混合物的离心管放入离心机中，将离心机盖好，并启动离心机。
离心机开始旋转后，离心力会作用在混合物上，使其产生分层。
5. 分离组分：离心机运转一段时间后，停止离心机。
此时，离心管中的混合物已经分层。
可以使用移液管或者注射器等工具，将分层后的组分分别取出。
需要注意的是，离心分离法的适用范围有限。
它主要适用于那些相对密度差异较大的组分的分离，对于相对密度较接近的组分则效果较差。
离心分离法具有操作简单、分离效果好的优点。
它被广泛应用于各个领域，如生物学、化学、医学等。
在生物学中，离心分离法可以用于分离细胞、分离蛋白质等。
在化学中，离心分离法可以用于分离液体混合物中的固体颗粒等。
总结起来，离心分离法利用离心力将混合物中的不同组分分离开来。
它的原理是基于不同组分的相对密度不同，在离心机中形成不同的分层。
操作过程包括准备离心机和离心管、放置混合物、设置离心参数、进行离心分离和分离组分。
第二章 离心分离技术
第一节 离心机的种类与用途
⑵ 荡平式转头：
这种转头有4或6个自由活动的吊桶（离心 套管），当转头静止时，吊桶垂直悬挂，当转 头转速达到每分钟200到800转时，吊桶荡至水 平位置，这种转头最适合做密度梯度区带离心 优点是梯度物质可放在保持垂直的离心管 中，离心时被分离的样品带垂直于离心管纵轴， 而不像角式转头中样品沉淀物的界面与离心管 成一定角度，因而有利于离心结束后由管内分 层取出已分离的各样品带。 其缺点是颗粒沉降距离长，离心所需时间 也长。
分析性超速离心机的主要特点就是能在短时间内，用少量样品就可以
得到一些重要信息，能够确定生物大分子是否存在，其大致的含量，计 算生物大分子的沉降系数，结合界面扩散，估计分子的大小，检测分子 的不均一性及混合物中各组份的比例，测定生物大分子的分子量，还可 以检测生物大分子的构象变化等。
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二、离心方法的选择
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第一节 离心机的种类与用途
1.制备性离心机可分为三类:
低速离心机:
最大转速8000 rpm左右，最大相对离心力约为10000g，
容量为几十毫升至几升，分离形式是固液沉降分离。可用 水平转头，角度转头 ，其转速不能严格控制。 通常不带冷冻系统，于室温下操作，用于收集易沉降的大 颗粒物质，如红血球、酵母细胞等。 这种离心机多用交流整流子电动机驱动，电机的碳刷易磨 损，转速是用电压调压器调节，起动电流大，速度升降不 均匀，一般转头是臵于一个硬质钢轴上，因此精确地平衡 离心管及内容物就极为重要，否则会损坏离心机。
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第一节 离心机的种类与用途
⑷ 垂直转头： 其离心管垂直 放臵，样品颗 粒的沉降距离 短，离心所需 时间也短，适 用于密度梯度 区带离心，离 心开始时和结 束时液面和样 品区带要作九 十度转向，因 而降速要慢。
离心技术20120911(2011级临床本科)精品文档
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。
2.注意点： 可用角式、水平式转头 可用刹车 难以获得高纯度
差速离心法原理示意图
例：用差速离心法分离已破碎的细胞各组份
已破碎的细胞 500g,10分钟
沉淀
上清液
(细胞核）
10,000g,10分钟
2.注意点： 离心时间要长 可用角式转头或水平式转头 粒子密度相近或相等时不宜用 密度梯度溶液中要包含所有粒子密度 不能用刹车
沉淀
上清液
(细胞膜碎片,线粒体,) 100,000g,3小时
溶酶体
沉淀
上清液
(核糖核蛋白体） (可溶性成份)
（2）密度梯度离心法(又称区带离心法) 该法又分为速率区带离心法和等密度区带
离心法。 样品在一定惰性梯度介质中进行离心沉淀
或沉降平衡，在一定离心力下把颗粒分配到梯 度液中某些特定位置上，形成不同区带的分离 方法。该法的优点是：具有很好的分辨率，分 离效果好，可一次获得较纯颗粒；适用范围广， 既能分离沉淀系数差的颗粒，又能分离有一定 浮力密度的颗粒；颗粒不会积压变形，能保持 颗粒活性，并防止已形成的区带由于对流而引 起混合。缺点是：离心时间较长；需要制备梯 度液；操作严格，不宜掌握。
角转子由转子体、转子盖、手提把和测速
环等组成，转字体中有离心管孔和底座轴孔。 底座轴孔坐在转子驱动轴上，驱动轴的轴头插 入其中。
角转子的基本参数包括:可以容纳的离心 管数目、最大装样量、最高转速、最大离心半 径、最小离心半径、平均离心半径、k系数、 最大相对离心加速度、离心管与转轴间的夹角、 转子重量以及转子材料等。
等密度区带离心的有效分离取决于颗粒的 浮力密度差，密度差越大，分离效果越好，与 颗粒的大小和形状无关，但后两者决定着达到
离心技术的应用综述
离心技术的应用综述离心技术（centrifugal technique）是根据颗粒在作匀速圆周运动时受到一个外向的离心力的行为而发展起来的一种分离技术。
这项技术应用很广，诸如分离出化学反应后的沉淀物，天然的生物大分子、无机物、有机物，在生物化学以及其它的生物学领域常用来收集细胞、细胞器及生物大分子物质。
一、基本原理的分类（一）基本原理⒈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：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。
⒉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。
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）。
在上式的基础上，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16-4，在用图16-4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。
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。
⒊沉降系数（sedimentation coefficient，s）根据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。
离心分离原理
离心分离原理
离心分离是一种常用的固液分离方法，通过利用离心力的作用，将悬浮在液体中的固体颗粒迅速沉积到管壁上，从而实现固液分离的目的。
这种分离原理主要基于离心力与颗粒的质量和尺寸之间的关系。
在离心机中，液体样品被放置在旋转的离心转子中，随着速度的增加，离心力也越来越大。
根据斯托克斯定律，离心力与颗粒的质量和尺寸成正比，即离心力越大，质量和尺寸较大的颗粒会受到更大的离心力，从而向离心管壁沉降。
通过控制离心速度和时间，可以将固体颗粒完全沉降到管壁上，形成固体沉淀层。
然后，可将上清液轻轻倒出，从而实现固液分离。
通常，分离后的固体沉淀可以进一步进行洗涤和干燥等处理。
离心分离的优点是分离速度快、效果好，对于细小颗粒的分离效果尤为明显。
它广泛应用于化学、生物、医药和环境等领域的实验室和工业生产中，用于提取和分离样品中的固体物质、细胞、蛋白质等。
同时，离心分离也可以与其他分离技术结合使用，提高分离效果和纯度。
总之，离心分离是一种基于离心力的固液分离方法，通过离心机的旋转作用，将固体颗粒沉降到管壁上，达到分离的目的。
它具有分离速度快、效果好的优点，在科学研究和实际应用中有着广泛的应用。
《离心分离技术》课件
离心分离技术
离心分离技术是一种将混合物中不同密度组分迅速分离的方法。通过利用离心力，高密度组分在离心机中沉降， 形成沉淀，而低密度组分则上浮，形成上清液。
简介
离心分离技术的定义：通过离心力将混合物中的不同组分分离出来的一种分离方法。 离心分离的原理：利用离心力使不同密度组分迅速分离。 离心分离的应用：广泛应用于生物医学、化学、食品工业等领域。
离心分离在生物医学领域的应用
细胞分离及富集技术：离心分离在分离和富集细胞方面有着广泛的应用。 病毒分离及纯化技术：离心分离技术在病毒分离和纯化过程中起到重要的作用。 分子生物学研究技术：离心分离技术在分子生物学领域的DNA提取、蛋白质分离等方面有着重要的应用价值。
离心分离技术的发展趋势
新型离心分离设备的开发：开发更高效、更精确的离心分离设备。 离心分离技术的自动化和高通量化：实现离心分离过程的自动化和高通量化。 离心分离技术在精准医学领域的应用：利用离心分离技术进行精准医学的研究和应用。
国内外研究现状
离心分离技术的历史：自20世纪初提出后，经过了多年的研究和发展，逐渐 成为一种常用的分离技术。
国外离心分离技术的研究现状：各国在离心分离技术领域都有着丰富的研究 成果。
国内离心分离技术的研究现状：中国在离心分离技术的研究和应用方面也取 得了一系列重要的成果。
离心分离的流程及方法
离心分离的流程：准备样品、选择合适的离心机和离心管、设置离心条件、离心操作过程。 不同离心分离方法的原理及优缺点：常用的离心分离方法包括差速离心、等速离心和密度梯度离心。 离心分离过程中的操作技巧与注意事项：操作时需注意样品的平衡、离心机的使用安全以及离心管的装填。
离心分离的原理和应用实例
离心分离的原理和应用实例1. 原理离心分离是一种常见的物质分离技术，基于离心力的作用原理。
它利用旋转离心机产生的离心力，将混合物中不同密度的组分分离出来。
离心分离的原理可以概括为以下几个步骤：1.样品的旋转：将待分离的混合物样品加入到离心机的离心管中，然后以高速旋转离心机。
2.离心力的作用：离心机的高速旋转会产生一个离心力，这个力的大小与样品中组分的质量有关。
离心力会使组分在离心管中受到向外的力，从而实现分离。
3.分离步骤：由于混合物中不同组分的密度不同，离心力会引起组分在离心管中的分层。
重组分会被拉向离心管的底部，而轻组分则会浮在上层。
4.收集分离物：分离完成后，可以通过停止离心机的旋转，小心地取出离心管中的分离物。
重组分和轻组分可以被分别收集和使用。
离心分离的原理是基于不同组分在离心力的作用下分层分离的特性，从而实现了物质的分离和提取。
2. 应用实例离心分离技术在许多领域都有广泛的应用。
以下列举了几个常见的应用实例：2.1 生物医学研究在生物医学研究中，离心分离技术被广泛应用于细胞、蛋白质和核酸的分离和纯化。
通过调整离心机的转速和离心管中的离心力，可以分离不同密度的细胞或亚细胞结构。
这样可以研究不同细胞组分的功能和结构，有助于理解生物体内的生物学过程。
2.2 食品工业在食品工业中，离心分离技术常用于分离和提取各类食品中的有用成分。
例如，可以通过离心分离技术从牛奶中提取脱脂乳脂、制备奶油等。
离心分离技术还可以用于分离果汁中的悬浮固体，使果汁更加纯净。
2.3 环境监测离心分离技术也在环境监测中得到了应用。
例如，可以通过离心分离技术来分离和检测水中的悬浮颗粒物，以了解水质的污染程度。
离心分离技术还可以用于土壤样品的分析，提取其中的微生物或有机物等。
2.4 石油化工离心分离技术在石油化工行业中具有重要的应用。
在炼油过程中，离心分离可以将原油中的油水分离开来。
通过调整离心机的离心力和离心管中的油水密度差异，从而获得纯净的石油产品。
3生物分离工程技术第三章固-液分离技术-第二讲离心技术-文档资料
• 梯度介质通常用蔗糖溶液，其最 大密度和浓度可达1.28 kg/cm3 和60％。 生物分离(工程)技术
(2)等密度离心法的特点
• 离心时，样品的不同颗粒向上 浮起，一直移动到与它们的密 度相等的等密度点的特定梯度 位置上，这就是等密度离心法。
0。25克
0。1克
0．1克
生物分离(工程)技术
3、离心方法的选择
I.沉淀离心 II.差速离心： III.密度梯度离心：
速率区带离心与等密度区带离心
生物分离(工程)技术
I.沉淀离心
沉淀离心技术是目前应用最广的一种离心方法。 一般是指介质密度约lg／ml，选用一种离心速 度，使悬浮溶液中的悬浮颗粒在离心的作用下 完全沉淀下来，这种离心方式称之为沉降离心。
f2 3d
d--沉降颗粒直径，cm； δ--沉降颗粒密度，g／cm3； ρ-溶剂液体密度，g／cm; η-溶剂液体黏度，g／(cm·s)。
生物分离(工程)技术
物质的沉降系数(续)
在离心力作用下，如果沉降物质沉降的速度是不 变的，离心力就等于阻力，f1＝f2
1d3 23d
6
d21 8 2
ν---物质沉降速率，cm／s；d---沉降颗粒直径，cm； δ---沉降颗粒密度，g／cm3；ρ---溶剂液体密度，g／cm η---溶剂液体黏度，g／(cm·s)。
（2）等密度区带离心法：离心管中预先放置好梯度介
质，样品加在梯度液面上，或样品预先与梯度介质溶液 混合后装入离心管，通过离心形成梯度，这就是预形成 梯度和离心形成梯度的等密度区带离心产生梯度的二种 方式。
生物分离(工程)技术
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离心分离技术综述
学号:1102012032 姓名:李士豪班级:生工2
摘要
离心分离技术是借助于离心机旋转所产生的离心力，根据物质颗粒的沉降系数、质量、密度及浮力等因子的不同，而使物质分离的技术。
离心分离是利用不同物质之间的密度形状大小的差异，用离心力场对悬浮液中的不同颗粒进行分离和提取的物理分离分析技术，它广泛用于生物学(生物工程和生物制品等)、医学、化学、化工等领域，而其设备——离心机是这些领域的必需设备。
本文以离心机为起点，接着从离心分离方法、离心条件确定对离心分离技术进行了论述，最后再对我国的离心分离技术水平作出展望。
关键词:离心分离;离心机;分离方法;离心条件 ;展望
引言
离心技术是利用物体高速旋转时产生强大的离心力，使置于旋转体中的悬浮颗粒发生沉降或漂浮，从而使某些颗粒达到浓缩或与其他颗粒分离之目的。
这里的悬浮颗粒往往是指制成悬浮状态的细胞、细胞器、病毒和生物大分子等。
离心机转子高速旋转时，当悬浮颗粒密度大于周围介质密度时，颗粒离开轴心方向移动，发生沉降；如果颗粒密度低于周围介质的密度时，则颗粒朝向轴心方向移动而发生漂浮。
根据离心原理，离心技术又可以分为差速离心法、密度梯度离心法和等密度梯度离心法。
离心机
离心机是利用离心力，分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。
离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开；或将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开(例如从牛奶中分离出奶油)；它也可用于排除湿固体中的液体，例如用洗衣机甩干湿衣服；特殊的超速管式分离机还可分离不同密度的气体混合物；利用不同密度或粒度的固体颗粒在液体中沉降速度不同的特点，有的沉降离心机还可对固体颗粒按密度或粒度进行分级。
按分离因素Fr值分(分离因素Fr是指物料在离心力场中所受的离心力，与物料在重力场中所受到的重力之比值。
)
1、常速离心机Fr≤3500（一般为600~1200），这种离心机的转速较低，直径较大。
2、高速离心机???Fr=3500~50000，这种离心机的转速较高，一般转鼓直径较小，而长度较长。
3、超高速离心机???Fr＞50000，由于转速很高（50000r/min以上），所以转鼓做成细长管式。
离心分离方法
1、差速离心
差速离心采用不同的离心速度和离心时间，使沉降速度不同的颗粒分批分离的方法称为差速离心。
操作时，采用均匀的悬浮液进行离心，选择好离心力和离心时间，使大颗粒先沉降，取出上清液，在加大离心力的条件下再进行离心，分离较小的颗粒。
如此多次离心，使不同大小的颗粒分批分离。
差速离心所得到的沉降物含有较多杂质，需经过重新悬浮和再离心若干次，才能获得较纯的分离产物。
差速离心主要用于分离大小和密度差异较大的颗粒。
操作简单方便，但分离效果较差。
2、密度梯度离心
密度梯度离心又称速度区带离心。
密度梯度离心是指样品在密度梯度介质中进行
的一种沉降速度离心。
密度梯度系统是在溶剂中加入一定的梯度介质制成的。
梯度介质应有足够大的溶解度，以形成所需的密度，不与分离组分反应，不会引起分离组分的凝聚、变性或失活，常用的有蔗糖、甘油等。
目前使用最多的是蔗糖密度梯度系统，其梯度范围是：蔗糖浓度5%~60%，密度1.02~1.30?g/cm3。
梯度的作用是使离心液稳定以减少扩散或得到较为锋利的区带。
被离心的物质根据其沉降系数不同进行分离，同类物质则因分子大的沉降速度快于分子小的物质从而得到分离。
密度梯度的制备可采用梯度混合器，也可将不同浓度的蔗糖溶液，小心地一层层加入离心管中，越靠管底，浓度越高，形成阶梯梯度。
离心前，把样品小心地铺放在预先制备好的密度梯度溶液的表面。
离心后，不同大小、不同形状、有一定的沉降系数差异的颗粒在密度梯度溶液中形成若干条界面清晰的不连续区带如左图。
各区带内的颗粒较均一，分离效果较好。
在密度梯度离心过程中，区带的位置和宽度随离心时间的不同而改变。
随离心时间的加长，区带会因颗粒扩散而越来越宽。
为此，适当增大离心力而缩短离心时间，可减少区带扩宽。
3、等密度梯度离心
将CsCl2、CsSO4等介质溶液与样品溶液混合，然后在选定的离心力作用下，经足够时间的离心，铯盐在离心场中沉降形成密度梯度，样品中不同浮力密度的颗粒在各自的等密度点位置上形成区带。
前述密度梯度离心法中，欲分离的颗粒未达到其等密度位置，故分离效果不如等密度离心法好。
应当注意的是，铯盐浓度过高和离心力过大时，铯盐会沉淀管底，严重时会造成事故，故等密度梯度离心需由专业人员经严格计算确定铯盐浓度和离心机转速及离心时间。
此外，铯盐对铝合金转子有很强的腐蚀性，故最好使用钛合金转子，转子使用后要仔细清洗
并干燥。
离心条件确定
离心分离的效果好坏与诸多因素有关。
除了上述的离心机种类、离心方法、离心介质及密度梯度等以外，主要的是确定离心机的转速和离心时间。
此外还要注意离心介质溶液的pH值和温度等条件。
1．离心力
物质颗粒在离心场中所受到的离心力（Fc）的大小，决定于颗粒的质量(m)和离心加速度(ac): Fc=m ac 离心加速度的大小取决于转子的转速和颗粒的旋转半径：ac =ω2r式中ω：转子的角速度（rad/s）；r：旋转半径，即颗粒到旋转轴中心的距离(cm)。
若转速以惯用的每分钟转数（r/min）来表示，则：式中n: 转子每分钟转数（r/min）
在说明离心条件时，低速离心通常以转子每分钟的转数表示，如4000 rpm；而在高速离心时，特别是在超速离心时，往往用相对离心力来表示，如65000g。
相对离心力是指颗粒所受的离心力与地心引力（重力）之比。
即RCF=Fc/Fg=1.12×10-5*n2*r×g式中RCF：相对离心力（g）；n：转子每分钟转数（rpm）； r：旋转半径(cm)；g：重力加速度，980.6 cm/s2
由此可见，离心力的大小与转速的平方及与旋转半径成正比。
在转速一定的条件下，颗粒离轴心越远，其所受的离心力越大。
在离心过程中，随着颗粒在离心管中移动，其所受的离心力也随着变化。
在实际工作中，离心力的数据是指其平均值。
即是指在离心溶液中点出颗粒所受的离心力。
2．离心时间
离心时间的概念，依据离心方法的不同而有所差异。
对于差速离心来说，是指某种颗粒完全沉降到离心管底的时间。
对等密度梯度离心而言，离心时间是指颗粒完全到达等密度点的平衡时间；而密度梯度离心的时间则是指形成界限分明的区带的时间。
密度梯度离心和等密度梯度离心所需的区带形成时间或平衡时间，影响因素很复杂，可通过实验来确定。
差速离心所需的沉降时间可通过计算求得。
颗粒的沉降时间是指颗粒从离心样品液面完全沉降到离心管底所需的时间，又称澄清时间。
沉降时间决定于颗粒沉降速度和沉降距离。
3．温度和pH值
为了防止欲分离物质的凝集、变性和失活，除了在离心介质的选择方面加以注意外，还必须控制好温度及介质溶液的Ph值等离心条件。
离心温度一般控制在4℃左右，对于某些热稳定性较好的酶等，离心也可在室温下进行。
但在超速或高速离心时，转子高速旋转
会发热从而引起温度升高。
故必须采用冷冻系统，使温度保持在一定范围内。
离心介质溶液的pH值应该是处于酶稳定性的pH范围内，必要时可采用缓冲液。
另外，过酸或过碱还可能引起转子和离心机的其他部件的腐蚀，应尽量避免.
展望
在现代工业中,离心分离技术已越来越重要。
这不仅由于离心机和其它分离机械相比，可得到含湿量低的固相和高纯度的液相，而且具有减轻劳动强度、改善劳动条件，并具有连续运转、自动遥控、占地面积小等优点。
特别是随着能源、环保和生物医药工程的发展，以及人们对装备对品质的影响有了新的认识。
同时，通过国外技术交流和合作以及成套项目的引进、消化与吸收，促进了我国离心分离技术的迅速发展。
尽管我国的离心分离设备有了很大进展，但从整体而言，与世界先进国家相比，差距甚大。
但是我深信，随着社会的进步，国内将会向国际水平不断努力。
参考文献:
1、离心分离/金绿松,林元喜主编.-北京：化学工业出版社，2008.08 326页：图；24cm.-(现代分离科学与技术丛书)
2、酶工程/郭勇主编.-北京：科学出版社，2010.02 294页
3、离心沉降分析技术/陶宗晋编著.-北京：科学出版社，1983 96页
4、离心分离理论及设备/(苏)B.N.索柯罗夫.-北京：机械工业出版社，1986.10 417页
5、余兴明“离心技术”设备与方法概论——上海生物物理学会 1986，1993 374页。