沉降時間是指樣品顆粒完全沉降到管底內壁的時間,用tm表示,可用下列方程式計算:
tm=1S·lnx2-lnx1ω2
式中x2——旋轉中心到離心管底內壁的距離;
x1——旋轉中心到樣品溶液彎月麵之間的距離;
S——樣品沉降係數;
ω——轉頭的角速度。
分離某物質所需的時間常用反複多次的實驗來取得。
第二節離心機的類型和使用方法
離心機是利用離心力對混合液(含有固形物)進行分離和沉澱的一種專用儀器。
一、離心機的分類
根據不同的分類標準可將離心機分為不同類型。如根據容量可分為:微量離心機、小容量離心機、大容量離心機和超大容量離心機;根據有無冷凍可分為:冷凍離心機和常溫離心機;根據轉速高低,離心機可分為以下三類。
1.普通離心機
普通離心機又稱低速離心機,最大額定轉速一般為6000r/min,相對離心力最大可達5000g~6000g且連續可調。此類離心機體積小、重量輕、容量較大、能自動控製工作時間,操作簡單,使用方便但轉速不能嚴格控製。適用於醫院化驗室、生物化學與分子生物學實驗室進行定性分析和血漿、血清、尿素、疫苗製備等。另外還有水平型桶式低速離心機、大容量立式低速離心機、帶冷凍係統的大容量低速離心機等。這類離心機往往用於樣品的初級分離製備。對於生物製品的生產,大容量冷凍離心機可直接用於分離最後產品,也可直接用於瓶裝、袋裝樣品的離心,為實驗室大量樣品的分離提供了條件。
2.高速離心機
高速離心機的最大轉速為20000~25000r/min,最大相對離心力可達45000g。由於轉速高一般配備冷凍控溫裝置。適用於生物細胞、病毒、微生物菌體、細胞碎片、大細胞器、硫酸銨沉澱和免疫沉澱物等的分離、濃縮、提取、純化等工作,是細胞和分子水平研究的基本工具。
3.超速離心機
超速離心機可分為分析用超速離心機和製備用超速離心機兩種。製備用超速離心機最高額定轉速在50000~80000r/min,最大相對離心力在6×105g左右。利用超速離心轉頭高速旋轉所產生的巨大離心力可對細胞器、病毒、生物大分子進行分離、濃縮、精製,並可用於測定蛋白質、核酸的相對分子質量等。先進的製備用超速離心機,裝有先進的光學係統附屬設備、密度梯度形成收集器、用於區帶操作的各種加樣取樣器、密度梯度泵、積分儀等。儀器的自動化程度高,功能齊全。
分析用超速離心機一般都裝備有特殊設計的轉頭、控製係統和光學係統,可以直接觀察了解和分析樣品的沉降情況。利用特殊配備的數據處理機自動計算S(沉降係數)、Mr(相對分子質量)。分析用超速離心機主要用於生物大分子的相對分子質量測定、估價樣品純度和檢測生物大分子構象的變化等。
二、離心機的使用方法
欲使沉澱和母液分開,過濾和離心都可達到目的,但當沉澱黏稠,或顆粒過小能通過濾紙、總容量太少又需要定量測定時,使用離心沉澱法比過濾法要好。
1.使用方法
(1)應先將離心機放在穩定的台麵上,放平、放穩,檢查離心機轉動狀態是否平穩,以確定離心機的性能。
(2)檢查套管與離心管大小是否相配,離心管應能在套管內自由轉動不至太緊,套管軟墊(用棉花或橡皮)是否鋪好。套管底部是否完好或是否有雜物。
(3)檢查合格後,將一對離心管分別放入一對套管中,然後連同套管一起分別置天平兩側,使兩側的總重量平衡(包括離心管、離心套管、離心管內裝溶液的重量的總和)。將各平衡的套管連同內容物放置於離心機內,平衡後的一對離心管及其內容物應對稱放置。離心時離心機內不得留有離心管套。