技術(shù)實(shí)干篇！有關(guān)離心機(jī)的離心力分析

發(fā)布時(shí)間：

2018-12-11

概要：

離心機(jī)?的沉降是直接跟離心力掛鉤的，離心力又跟離心法以及轉(zhuǎn)速有掛的！

　　離心機(jī)的沉降是直接跟離心力掛鉤的，離心力又跟離心法以及轉(zhuǎn)速有掛的！

　　離心機(jī)沉降場(chǎng)流分級(jí)的應(yīng)用順序化可以大大延伸在一次實(shí)驗(yàn)中分子量的分離范圍。實(shí)現(xiàn)順序化有兩個(gè)途徑：逐漸改變離心機(jī)的轉(zhuǎn)速或改變載體的密度。經(jīng)常在水中增加蔗糖的濃度。開(kāi)始時(shí)使用很強(qiáng)的場(chǎng)以分離分子量最小的樣品，然后逐步降低轉(zhuǎn)速或完全停止旋轉(zhuǎn)來(lái)促使大分子量的樣品從柱槽中淋出，使用這種順序勝利地分離了不同尺寸的聚苯乙烯顆粒膠乳，這相當(dāng)于分子量相差1000倍。

　　速率區(qū)帶離心法是在離心前于離心管內(nèi)先裝入密度梯度介質(zhì)（如蔗糖、甘油、KBr、CsCl等），待分離的樣品鋪在梯度液的頂部、離心管底部或梯度層中間，同梯度液一起離心。離心后在近旋轉(zhuǎn)軸處（X1）的介質(zhì)密度最小，離旋轉(zhuǎn)軸最遠(yuǎn)處（X2）介質(zhì)的密度最大，但最大介質(zhì)密度必須小于樣品中粒子的最小密度，即ρP＞ρm。這種方法是根據(jù)分離的粒子在梯度液中沉降速度的不同，使具有不同沉降速度的粒子處于不同的密度梯度層內(nèi)分成一系列區(qū)帶，達(dá)到彼此分離的目的。梯度液在離心過(guò)程中以及離心完畢后，取樣時(shí)起著支持介質(zhì)和穩(wěn)定劑的作用，避免因機(jī)械振動(dòng)而引起已分層的粒子再混合。

　　由于ρP＞ρm可知S＞0，因此該離心法的離心時(shí)間要嚴(yán)格控制，既有足夠的時(shí)間使各種粒子在介質(zhì)梯度中形成區(qū)帶，又要控制在任一粒子達(dá)到沉淀前。如果離心時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，所有的樣品可全部到達(dá)離心管底部；離心時(shí)間不足，樣品還沒(méi)有分離。由于此法是一種不完全的沉降，沉降受物質(zhì)本身大小的影響較大，一般是應(yīng)用在物質(zhì)大小相異而密度相同的情況。常用的梯度液有Ficoll、Percoll及蔗糖。

　　離心機(jī)轉(zhuǎn)速與離心力的換算：(離心機(jī)分離因素計(jì)算公式)

　　1、分離因素的含義：

　　在同一萃取體系內(nèi)兩種溶質(zhì)在同樣條件下分配系數(shù)的比值。分離因素愈大（或愈?。?，說(shuō)明兩種溶質(zhì)分離效果愈好，分離因素等于1，這兩種溶質(zhì)就分不開(kāi)了。離心機(jī)上的分離因素則指的是相對(duì)離心力。

　　2、影響分離因素的主要因素：

　　離心力作為真實(shí)的力根本就不存在，在非慣性系中為計(jì)算方便假想的一個(gè)力。請(qǐng)看下面的說(shuō)明：向心力使物體受到指向一個(gè)中心點(diǎn)的吸引、或推斥或任何傾向于該點(diǎn)的作用。笛卡兒把離心力解釋為物體保持其“限定量”的一種趨勢(shì)。它們的區(qū)別就是，向心力是慣性參考系下的，而離心力是非慣性系中的力。我們處理物理題時(shí)都是在慣性系下（此時(shí)牛頓定律才成立），所以一般不用離心力這個(gè)概念。由于根本不是一個(gè)情況下的概念，我們無(wú)法對(duì)他們的方向和大小進(jìn)行比較。

　　F=mω2r

　　ω：旋轉(zhuǎn)角速度(弧度／秒)

　　r:旋轉(zhuǎn)體離旋轉(zhuǎn)軸的距離(cm)

　　m：顆粒質(zhì)量

　　相對(duì)離心力 Relative centrifugal force (RCF)

　　RCF 就是實(shí)際離心力轉(zhuǎn)化為重力加速度的倍數(shù)

　　g為重力加速度(9.80665m/s2)

　　同為轉(zhuǎn)于旋轉(zhuǎn)一周等于2π弧度，因此轉(zhuǎn)子的角速度以每分鐘旋轉(zhuǎn)的次數(shù)(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)n或r/min)表示：一般情況下，低速離心時(shí)常以r／min來(lái)表示。

　　3、分離因素計(jì)算公式：

　　RCF=F離心力／F重力= mω?2r/mg= ω?2r/g= （2*π*r/r*rpm） ?2*r/g 注：rpm應(yīng)折換成轉(zhuǎn)/秒

　　例如：直徑1000mm，轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn)/分的離心機(jī)，分離因素為：

　　RCF(1000)=(2*3.1415*16.667)^2*0.5/9.8