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。
离心技术实验报告总结
离心技术实验报告总结引言离心技术是现代生物化学和分子生物学研究中常用的一种分离技术，其原理是根据样品中分子的质量和形状差异，在离心力作用下实现分离。
本实验旨在通过离心技术的应用来分离和纯化目标分子，并探索不同因素对离心效果的影响。
实验方法1. 准备离心管和样品：选择适当的离心管，保证其可以承受设定的离心力。
准备样品，将待分离的混合液体注入离心管中。
2. 设定离心条件：根据需要分离的目标分子的性质和离心机的要求，设定合适的离心条件，包括离心力、离心时间等参数。
3. 进行离心：将装有样品的离心管放入离心机，关闭盖子，设定好离心参数后启动离心机。
4. 收集纯化样品：根据离心结果，找到目标分子的沉淀位置，小心地将上清液倒入另一个离心管中，得到纯化的目标分子。
实验结果与分析根据实验方法进行操作后，我们成功地将混合液体中的目标分子进行了分离和纯化。
通过观察离心后离心管中的沉淀与上清液的分离，我们可以得到以下几点结果与分析：1. 离心力的影响：离心力是控制离心效果的重要参数之一，它直接影响分子在离心过程中的沉降速度。
在实验中，我们比较了不同离心力下的离心效果，发现离心力增加后，目标分子的沉降速度更快，分离效果更好。
然而，过大的离心力也可能导致目标分子产生损伤或聚集，因此在选择离心力时需要根据目标分子的性质进行调节。
2. 离心时间的影响：离心时间是离心过程中的另一个重要参数，它决定了分子在离心过程中被分离的时间长度。
我们进行了离心时间的不同设置，并观察了离心后的分离效果。
结果表明，随着离心时间的增加，分离效果逐渐提高，直到达到一个平衡点后变化不大。
因此，在实际应用中需要根据样品的特性和离心机的性能来选择合适的离心时间。
3. 样品的质量和净化效果：在实验中，我们使用了不同质量和纯度的样品，并比较了它们在离心过程中的分离效果。
结果显示，样品质量和净化效果存在一定的关联。
较高质量和较纯的样品更容易被分离和纯化，而质量较差的样品则可能在离心过程中产生不完全分离或混杂物的问题，从而降低离心效果。
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
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
8
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
29
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
30
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
31
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
32
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
33
5.分离细胞器的鉴定和评价
35
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
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。
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。
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
36
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）=
水污染控制技术-离心
二、分离理论
离心
（一）离心分离
离心分离的基本原理是利用悬浮粒子与周围液体间存在的密度差进行的。
（二）离心过滤
离心过滤形成的滤饼是由固体颗粒组成。离心操作都是以滤饼过滤形式进行的，按照性质分为不可压缩滤饼 （不易变形的固体颗粒）和可压缩滤饼（絮凝团和附聚团的细小颗粒）。
（三）离心沉降
颗粒在离心沉降主要有层流、过渡流和湍流三种流型。在离心机转鼓内进行颗粒的离心沉降分离时，存在自 由沉降与干扰沉降两种过程。
离心
（二）离心机设备
沉降式离心机是实现离心沉降分离的专用设备。本课介绍连续式离心机即螺旋卸料沉降离心机。 它具有以下优点： ①操作自动连续； ②分离性能好； ③适应性强，操作维修费用低，适合现代化大生产的要求。
四、旋液分离
离心
（一）旋液分离器 旋液分离器是利用离心力进行分离或分级
的。其结构：由圆筒体，圆锥体、进料口、底流 口、和溢流口等组成。 （二）工作原理
污水的物理处理技术 ——离心
一、概述
离心
离心分离和旋液分离都是利用离心惯性力实现物料中固－液相或液－液相的分离操作。分离操作的设备称为离心机和旋 液分离器。 （1）离心分离：转鼓周壁无孔，转数最高，旋转时乳浊液在离心力的作用下分为两层。 （2）离心沉降：转鼓周壁无孔，为沉降式转鼓，适合于固相含量较少，颗粒较细的悬浮液分离。 （浮液分离。
悬浮液由进料口沿切线进入圆筒体部分， 形成旋流，外层为下降气流，内层为上升气流。 下降旋流中的粗颗粒在离心力作用下向器壁方向 运动，并被下降旋流聚集到底流口，形成底流浓 浆排出，细粒部分被上升至内旋流带，经溢流口 排出。内旋流中心为负压的气流，有助于提高分 离效果。
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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
离心技术是物质分离的一个重要手段，它是利用物质在离
心力作用，按其沉降系数不同而分离的。早在19世纪末人 们发明了用手摇离心机来分离蜂蜜和牛奶。但是，作为离 心技术应用于生物领域才始于上世纪初。它的发展过程大 致分为几个时期：
3.3.3真空系统：
由于超速离心机的离心速度非常高，通过制冷系统还不足
抵消转头与空气摩擦产生大量的热，因此设计了真空系统
。根据超速离心机设计速度不同真空系统设计也有差异。
a在60000转以下的超速离心机，只使用简单的机械油泵来
抽真空。这种泵的真空度可达133.322 10-1pa
b在60000转以上的超速离心机，要使用机械油泵加油扩散
: 介质的粘度 d: 颗粒直径 V：颗粒的沉降速度 d: 颗粒直径 m: 介质密度 g:重力加速度 980cm/sec2
当作用在颗粒上的总力为零时，颗粒将会做匀速运动，也就达到临 界速度，作用力的关系式为：
Fg - Fb = Ff---------------------(4)
用(1),(2),(3)代入(4) 1/6d3p.g 1/6d3m.g = 3d.V 有此可以推出： V = d2(p-m)g/18---(5) V:是颗粒在介质中沉降速度。该方程称之为Stokes方程 ，由此可以判断颗粒与沉降速度之间的关系为： a颗粒沉降速度与颗粒直径d 2的大小成正比，颗粒大沉
1923年由瑞典化学家 Svedberg制造了第一台超速离心机， 转速可达到45000rpm。
1926年Svedberg用超速离心技术测量马血红细胞分子量，
并首次证明了蛋白质是均一的高分子化合物。
1951年Brakke推出了速率区带离心技术。
1955年Anderson研制出区带转头，并用区带离心法首次证
真空系统
制冷系统
光学系统
控制系统
润滑系统
防护系统
3.3各系统的功能： 3.3.1驱动系统： 驱动系统是提供离心机动力的重要组成部分，作为超速 离心机的驱动系统应当考虑运行时摩擦力小、提速快、运 行平稳。常用的驱动系统主要有四种： a 油轮驱动：该驱动装置最早是由 Svedberg设计的，它是 将转头横放在转动轴上，利用高压油泵喷射枪将油喷射在 转动轴端叶片上，使其高速运转。这种装置最大转速可达
1S=10-13 秒。如：某物质沉降系数是 10-12 秒，就可写成
10×10-13秒，表示为10S.
3离心机的分类与构造
3.1离心机的分类：
离心机有一系列的商品。它没有一个统一的分类标准或
规定，但大家公认的分类办法有两种：
3.1.1按离心速度或离心力分类：
低速离心机：最大转速(Vmax)为 2000－6000 rpm
4.2.1铝合金转头
a铝为两性金属，适合于pH6-8范围的溶液离心
b强度不高，容易加工，但也容易碰伤 c高浓度盐接触会产生结晶影响其强度 d价格便宜，使用寿命短 4.2.2不锈钢转头：
a耐腐蚀，对酸碱盐均适宜
b机械强度高，但加工难
c质量大，离心速度不高
d使用寿命长，价格较便宜
4.3.3钛合金转头： a耐腐蚀，对酸碱溶液(pH3.5-11)均适宜 b机械强度高，但加工难
c真控：包括真空自检、真空启动、恒压、消除真空
3.3.6润滑系统： 由于超速离心机的离心速度非常高，为了尽量减少机械 摩擦，降低转动部分的温度而设计了润滑系统。
3.3.7防护系统： 安全防护是离心机设计最重要的环节，其主要作用是： a确保离心安全，采取了许多安全措施。
b在万一出现问题时，如转头爆炸、轴承断裂，不至于造
T: 为时间(单位小时)
(rmax/rmin ) 令：K=2.5331011ln──── (rpm)2
K S＝── T K T＝── S
或
由此可计算出离心时间。 K 值表示沉降系数为 S 的颗粒
，在转头的最大速度下离心时，转头从小半径到大半径时
所需要的时间。
4.2转头的性能
根据构造转头的材料不同，其性能各异。
100000rpm。
d电机驱动：目前大多数超速离心机是使用电机驱动。电机驱动主 要有碳刷－齿轮驱动和变频电机直接驱动两种。 变频电机驱动具有噪音小、运行平稳、转速精确、寿命长等优点 。最大转速可达100000rpm以上。
3.3.2制冷系统： 由于高速离心机和超速离心机的离心速度很高，转头与空 气摩擦产生大量的热，这不但影响试样在离心时的变化， 还会导致转头受热膨胀。因此，在高速离心机和超速离心 机设计了制冷系统。制冷系统主要有由温度传感器和制冷 器组成。
2.4沉降系数(S) 颗粒在单位离心力作用下的沉降速度称该颗粒的沉降系数
dr/dt S = V/2 r = ─── 2 r d2(p m)2r (V= ──────) 18
沉降系数是生物大分子的特征常数，它除了与颗粒的密度 、形状和大小有关以外，还与介质的密度、粘度有关。
为 了 纪 念 Svedberg 人 们 把 沉 降 系 数 确 定 为 S, 单 位 是 ：
2.3.1 颗粒在离心场的受力： 颗粒在离心场中受到 5 种作用力，即：离心力，与离心力方向相 反的浮力，重力，与重力方向相反的浮力，介质摩擦力(粘滞力)：
与重力方向相反的浮力 介质摩擦力 离心力 与离心力方向相反的浮力
离心轴 重力
2.3.2 离心力的产生： 物体在围绕旋转轴以角速度旋转时，即产生离心场。所以离心场 是角速度和旋转半径r 的函数，用公式表示为：
明了DNA双螺旋结构半保留复制的假说。
50年代末离心机工业有了很大的发展，制造出钛转头。
90年代后期，制造出碳素转头，主要用超强超轻材料合成
的，其质量比水轻。
1.2特点：
(1)利用物质的不同质量进行分离
(2)离心方式多：
沉淀离心、差速离心、速率区带离心、等密度离心、 淘洗离心和连续流离心等 (3)应用广: a活体生物离心(细胞、微生物、病毒) b细胞器离心(细胞核、细胞膜、线粒体) c生物大分子离心(核酸、蛋白质、酶、多聚物) d小分子聚合物合物等。
重力
2.2.1重力-(1)
2.2.1介质的粘滞力(Ff)： Ff = -3d.V -----------(2) 2.2.3 浮力(Fb): Fb = - 1/6d3m.g ---- (3)
d: 颗粒直径 p: 颗粒密度 g:重力加速度 980cm/sec2
离心力： G ＝2 r :角速度(单位：弧度/sec.)
r:旋转力臂半径(单位：cm)
2.3.3相对离心力(RCF)：
在实践中，由于电机的速度常常不以角速度 2 表示，而是以转速
rpm/min 表示， 式中的 为角速度 ( 单位：弧度 /sec)， r为旋转力 臂半径(单位：cm)。由于离心机的驱动系统一般都使用电机为动力 ，而电机的速度常常是以每分钟的转数 rpm 来表示的，这可以将公 式写成
成人员伤亡。具体防护措施有：离心机构造和软件设计。
在硬件设计上：
减震：增设转动器减震装置，使离心机在高速运转时保
持平稳
加固：离心腔外加装甲钢外套，防止离心腔内物质飞浅
出来等等。
在软件设计上：
自动限速：在温度过高、真空度不够等条件下可自动限
速；
自动锁定：可以自检温度、真空、转头，如有问题自动
锁定，机器不能启动或在运行中自动停机。 自动显示：自动显示离心机所设参数和运行状态，以便 提示操作人员注意所设参数是否准确性。以便在离心机启 动之前及早发现问题。
G＝2 r = 42N2r/3600
式中的N为每分钟的转数，相当于rpm/min。
所以可以将离心力公式表示为：
G = 2r=42r(rpm/60min)2=42r(rpm)2/3600sec2
以上公式可以看出离心力的单位是cm/sec2，正好与重力加 速度的单位一致。所以，离心力可以用重力加速度的倍数 G/g 来表示，通常称之为相对离心力。用 RCF 表示，可以 将公式写成。 RCF = G/g ------（6-8） 通过计算可以得出： G 42r(rpm)2/3600sec2 42r(rpm)2 39.44r(rpm)2 RCF ＝ = = = g 980/sec2 980 3600 3.5 106 =1.12 × 10-5r(rpm)2 = 11.2r(rpm 1000)2