１ . 離心力 才是樣本分離的重要實(shí)驗(yàn)參數(shù)

離心技術(shù)的基本功能是將不同大小的顆粒從溶液中分離，對(duì)于生物醫(yī)學(xué)樣品來(lái)說(shuō)，顆粒意味著像細(xì)胞、細(xì)胞器、病毒、核酸或大分子之類(lèi)的東西。如蛋白，由于不同顆粒的沉降系數(shù)各異，分離所需的時(shí)間亦有不同，而時(shí)間的長(zhǎng)短就大大取決于分離時(shí)作用在顆粒上的離心力。因此，在眾多的參考文獻(xiàn)中都是以離心力（ g force ）作為實(shí)驗(yàn)參數(shù)的說(shuō)明而非轉(zhuǎn)速（ rpm ）。因此，體現(xiàn)離心機(jī)最高功能的指標(biāo)就是離心力。

離心分離時(shí)，作用在懸浮顆粒上的力常用相對(duì)離心力數(shù)值來(lái)表示，這就是說(shuō)，同一顆粒在離心時(shí)同地球重力相比較后得到值稱(chēng)為相對(duì)離心力（ RCF ）。

r ：旋轉(zhuǎn)中心至轉(zhuǎn)頭內(nèi)離心管某一部分的半徑（以 mm 為單位）

RPM ：轉(zhuǎn)頭每分鐘旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)

轉(zhuǎn)速和離心力可相互換算，轉(zhuǎn)速的描述 :

1）、 轉(zhuǎn) / 分 rpm ： 每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)

2）、 角速度 ：每秒轉(zhuǎn)過(guò)的弧度數(shù)

. ω 弧度即為弧長(zhǎng)等于半徑的圓弧所對(duì)的圓心角

ω = 2 π rpm/60 = 0.10472 rpm

3）、 “ 轉(zhuǎn)速 " 的含義

4）、 離心機(jī)最高轉(zhuǎn)速

5）、 轉(zhuǎn)頭最高轉(zhuǎn)速

6）、 轉(zhuǎn)頭最高允許轉(zhuǎn)速，它和以下因素有關(guān)。

樣品密度

離心機(jī)型號(hào)

離心管形狀、材料、厚度

離心管帽的材質(zhì)

離心管是否裝滿(mǎn)

是否用適配器

2. 顆粒在單位離心力的作用下的移動(dòng)速度稱(chēng) 沉降系數(shù)

S= （ dx/dt ） ÷ω 2 x

dx ：顆粒與轉(zhuǎn)子中心之間的距離； dt 顆粒沉降所需時(shí)間； ω 2 x 角速度與轉(zhuǎn)子半徑

1S=1x10 －13 S ，

例： 10S=10x10 －13 S

沉降系數(shù)以秒為單位，其物理意義是被測(cè)定顆粒達(dá)到極限速度時(shí)所需時(shí)間，換句話(huà)說(shuō)，如 100S 的顆粒，從原來(lái)靜止?fàn)顟B(tài)，速度等于零，在加速經(jīng)過(guò) 100x10 -13 S 的時(shí)間后，顆粒便達(dá)到極限的速度。

如何計(jì)算沉降系數(shù)？

V=d2（ Pp-P)g/18 u

v ：顆粒沉降速度 d ：顆粒直徑

Pp ：顆粒密度 P ：溶液密度

u ：溶液介質(zhì)粘度 g ：重力

沉降系數(shù)（ S ）參考表：

蛋白、酶、肽 2-25S

核酸 3-100S

核糖體 20-200S

病毒 40-1000S

溶酶體 4000S

細(xì)胞膜 100-100 × 10 3 S

線粒體 20 × 10 3 -70 × 10 3 S

細(xì)胞核 4000 × 103-

40000 × 103S

以一百萬(wàn)離心力計(jì)算，實(shí)驗(yàn)時(shí)間參考如下：

蛋白質(zhì)的區(qū)帶分離時(shí)間： 1 小時(shí)

病毒分離： 1 小時(shí)

亞細(xì)胞組分分離： 20 分鐘內(nèi)

細(xì)胞膜分離： 15 分鐘

RNA 分離： 1 小時(shí)

以氯化銫進(jìn)行質(zhì)粒 DNA 提取： 30 分鐘

脂蛋白分離： 2.5 小時(shí)

3. K 因子 與每個(gè)轉(zhuǎn)頭的離心效率有關(guān)，可以用于推算顆粒經(jīng)過(guò)水溶液形成沉淀所需要的時(shí)間（小時(shí)）。離心頭的 K 值一般由出售離心機(jī)公司提供。知道 k 因子和 S 值 ( 沉降系數(shù)）就可以計(jì)算出離心時(shí)間：

t=K/S

轉(zhuǎn)頭上提供的 k 因子是指最高速度時(shí)的 k 值，但并不是所有的離心都在最高速度，減低速度后所需的離心時(shí)間，則應(yīng)是：

Kadj=K(reter speed of rotor/run speed) 2

由上可以看出 k 值越小，離心時(shí)間短，離心頭的離心效率高； k 值越大，離心時(shí)間長(zhǎng)，離心頭的離心效率低：

K=(Inr2-Inr1) × 2.5 × 10 11 (r/min) 2

（ r1= 最小半徑， r2= 最大半徑）

4. 離心轉(zhuǎn)頭的減速計(jì)算

離心轉(zhuǎn)頭只能在樣品密度不超過(guò)廠家設(shè)計(jì)的密度（一般為 1.2g /cm3 ，也有為 1.7g /cm3 ）時(shí)，才可采用最高速度。在離心高于規(guī)定密度的樣品時(shí)要減速，對(duì)水平離心轉(zhuǎn)頭尤為重要。用下列公式可計(jì)算出在所用樣品密度時(shí)應(yīng)采取的最高離心速度。

Qd = Qn （ D/E ）

D 為離心轉(zhuǎn)頭設(shè)計(jì)的密度。 E 為離心樣品的密度， Qn 是正常最高離心速度， Qd 是所求的離心速度。

附：

１。顆粒在介質(zhì)中的速度大小同下列因素有關(guān)：

沉降速度大小與顆粒直徑的平方（ d2 ）成正比

沉降速度與顆粒密度同介質(zhì)密度之差（ Pp-Pm ）成正比，當(dāng)顆粒密度等于介質(zhì)密度時(shí)，沉降速度接近于零

沉降速度與外加離心場(chǎng)（ ω 2X ）成正比

沉降速度 ui 介質(zhì)粘滯度成反比，隨著粘滯度增加速度減慢

沉降速度與顆粒形狀有關(guān)，當(dāng)顆粒偏離球形越大，則 f/f0 的摩擦比也越大，導(dǎo)致速度減慢

（ f/f0 非球形顆粒受到阻力 f 與同等體積球形顆粒受到的阻力相比的值）

２。標(biāo)志酶鑒定：

測(cè)定為某種細(xì)胞器所*的某種專(zhuān)一的酶，這種酶不存在于細(xì)胞的其他部位：

過(guò)氧化氫酶 – 過(guò)氧化氫酶體

琥珀酸脫氫酶 – 線粒體

組織蛋白酶 C – 胞質(zhì)溶膠

酸性磷酸酶 – 胞質(zhì)溶膠

堿性磷酸酶 – 質(zhì)膜