1、离心分离的原理
将处于悬浮状态的细胞、细胞器、病毒和生物大分子等称为“颗粒”。每个颗粒都有一定大小、形状、密度和质量。当离心机转子高速旋转时这些颗粒在介质中发生沉降或漂浮,它的沉降速度与作用在颗粒上的力的大小和力的方向有关。颗粒除受到离心力(Fc)外,还受到颗粒在介质中移动时的摩擦阻力(Ff)、与离心力方向相反的浮力(FB)、颗粒处于重力场之下的重力(Fg)和与重力方向相反的浮力(Fb)。各力的作用方向见图4—1。此外,颗粒还受到周围介质小分子的作用力,当颗粒很小时,介质分子对颗粒的作用力十分明显,要使这种小颗粒沉降,需要较大的离心力。本节只讨论比介质分子大得多的颗粒,因此介质作用力不予考虑。
11、医药
以药品检验和研发为主,净化实验室的比重在实验室当中占有重要比重。实验室应严格按照GMP相关规定来建设。
3、相对离心力和离心时间
1)相对离心力(RCF):是指在离心力场中,作用于颗粒的离心力相当于地球引力的倍数。重力加速度g=980厘米/秒2。故RCF的公式如下:
RCF=Fc/Fg=mω2R/mg=ω2R/g
=(2πrpm/60)2R/980=1.118×10-5R(rpm)2
如以N代表rpm,同上式可转化为:
RCF=1.118×10-5RN2 (4–13)
其中R为离心转子的半径距离(cm),N为转速(转/分)。
一般情况下,低速离心时常以rpm来表示,**速离心则以g表示。计算颗粒的相对离心力时,应注意离心管与旋转中心的距离R。由于转子的形状及设计差异,离心管的口部和底部到旋转轴中心距离差异很大。如:离心管口R=4.8厘米,管底R=8.0厘米,rpm=12000
RCF口部=1.118×10-5×(12000)2×4.8=7737×g
RCF底部=1.118×10-5×(12000)2×8.0=12891×g
由此所见,作用于离心管口部和底部的离心力相差近乎一倍。这不仅说明了**速离心时用g代替rpm的原因,也说明了R应指旋转轴中心到某被分离物质颗粒在离心管中所处位置的距离,该颗粒所受到离心力随其在管中的移动而变化。科技文献中,离心力的数据常指其平均值,即离心管中点的离心力。
为了便于进行转速和相对离心力之间的换算,Dole和Cotzias在式4–13的基础上制作了三者关系的列线计算图4–2,图示法较公式法计算方便。已知离心转子的半径、转速和相对离心力中的任意两个数值,可以求得*三个数值。在列线计算图中找到两数值对应的点位置,过两点作直线,直线与*三条列线相交,交点的数值即为所求*三者的值。
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