離心機是一種通過(guò)將顆粒置于人工誘導的重力場(chǎng)中,根據顆粒的大小,形狀,密度和粘度來(lái)分離顆粒的機器。這可以用作制備方法,以分離樣品中存在的復雜混合物或通過(guò)分析來(lái)確定顆粒的質(zhì)量,形狀或密度。較高顆粒密度的材料將朝著(zhù)離心軸沉淀(沿著(zhù)離心管),而較低顆粒密度的材料將朝著(zhù)離心軸沉淀。通常通過(guò)這種方法分離細胞,亞細胞成分,病毒顆粒以及蛋白質(zhì)和核酸的沉淀形式。
圖1:離心機的運行原理
該離心機主要作用于沉降的原理,其中,在向心力的加速度使更致密的物質(zhì),以在管的底部沿著(zhù)徑向方向分離出來(lái)。“離心力”一詞源自?xún)蓚€(gè)拉丁詞:centrum,意思是“中心”和fugere,意思是“逃跑”?;旧鲜且曉诹⑿D的物體拉離旋轉中心,這是由物體的慣性引起的,因為物體的路徑不斷改變方向。離心分離獲得的加速度表示為地球重力的倍數(g)。根據它們可達到的加速度值,將離心機分為臺式(大15000 g),高速冷凍離心機(50000 g)和超速離心機(500000 g)。由于超速離心機可以在寒冷條件下和真空中運行,因此非常適合分離大分子,如蛋白質(zhì),核酸和碳水化合物。旋轉轉子產(chǎn)生的徑向力也可以相對于g表示為相對離心力(RCF)或g力。
圖2:離心機的外形設計。將4個(gè)樣品管中包含的樣品放入固定在主軸上的轉子中。離心在轉子腔中進(jìn)行(虛線(xiàn))。
離心機具有三個(gè)基本部件,即轉子,驅動(dòng)軸和電動(dòng)機。轉子可以安裝在驅動(dòng)軸上,該驅動(dòng)軸將其連接到電動(dòng)機,DT5-2低速臺式自動(dòng)平衡離心機的電動(dòng)機提供動(dòng)力來(lái)旋轉轉子。通常,安全柜圍繞并支撐這些部件。將樣品放在增強塑料管中,然后將其固定在繞著(zhù)主軸旋轉的轉子中。轉子通常由堅固的材料制成,例如鋁合金或不銹鋼。為了使軸和軸承上的振動(dòng)和應變小化,應使已加載的轉子達到良好的平衡,即,其總質(zhì)量應圍繞旋轉軸分布,以使所有基本力的合力為零。
主要有兩種類(lèi)型的轉子可用:
圖3:固定角轉子
固定角度的轉子:將樣品管放置在金屬轉子上的加工孔中,該孔相對于垂直旋轉軸成固定角度(通常為45°)。在離心過(guò)程中,該角度保持恒定,并且沉淀物靠在管的側壁上。
圖4:擺桶式轉子
擺桶式轉子:將樣品管放在從轉子上懸掛下來(lái)的支架中。當施加向心力時(shí),保持器擺動(dòng)到與轉子的水平軸成水平的狀態(tài),并且在管的底部獲得了顆粒。
由于顆粒是從底部獲得的,因此擺桶式轉子優(yōu)于固定角度的轉子。但是,固定角度轉子的顯著(zhù)特征(例如簡(jiǎn)單有效的管間距,容納更多管的能力,材料的剛性設計以及承受更高重力的能力)通常使它們成為理想的選擇。也可以根據所涉及的應用類(lèi)型,從不同類(lèi)型的離心中進(jìn)行選擇,例如密度梯度離心,微分離心,速率帶狀離心和等重離心。無(wú)論應用和轉子設計如何,離心在分離溶液中的大分子和大分子方面都起著(zhù)重要作用,并且是任何實(shí)驗室*的部分。