技術實干篇！有關離心機的離心力分析

發布時間：

2018-12-11

概要：

離心機?的沉降是直接跟離心力掛鉤的，離心力又跟離心法以及轉速有掛的！

　　離心機的沉降是直接跟離心力掛鉤的，離心力又跟離心法以及轉速有掛的！

　　離心機沉降場流分級的應用順序化可以大大延伸在一次實驗中分子量的分離范圍。實現順序化有兩個途徑：逐漸改變離心機的轉速或改變載體的密度。經常在水中增加蔗糖的濃度。開始時使用很強的場以分離分子量最小的樣品，然后逐步降低轉速或完全停止旋轉來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，這相當于分子量相差1000倍。

　　速率區帶離心法是在離心前于離心管內先裝入密度梯度介質（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。離心后在近旋轉軸處（X1）的介質密度最小，離旋轉軸最遠處（X2）介質的密度最大，但最大介質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分成一系列區帶，達到彼此分離的目的。梯度液在離心過程中以及離心完畢后，取樣時起著支持介質和穩定劑的作用，避免因機械振動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間要嚴格控制，既有足夠的時間使各種粒子在介質梯度中形成區帶，又要控制在任一粒子達到沉淀前。如果離心時間過長，所有的樣品可全部到達離心管底部；離心時間不足，樣品還沒有分離。由于此法是一種不完全的沉降，沉降受物質本身大小的影響較大，一般是應用在物質大小相異而密度相同的情況。常用的梯度液有Ficoll、Percoll及蔗糖。

　　離心機轉速與離心力的換算：(離心機分離因素計算公式)

　　1、分離因素的含義：

　　在同一萃取體系內兩種溶質在同樣條件下分配系數的比值。分離因素愈大（或愈小），說明兩種溶質分離效果愈好，分離因素等于1，這兩種溶質就分不開了。離心機上的分離因素則指的是相對離心力。

　　2、影響分離因素的主要因素：

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

　　F=mω2r

　　ω：旋轉角速度(弧度／秒)

　　r:旋轉體離旋轉軸的距離(cm)

　　m：顆粒質量

　　相對離心力 Relative centrifugal force (RCF)

　　RCF 就是實際離心力轉化為重力加速度的倍數

　　g為重力加速度(9.80665m/s2)

　　同為轉于旋轉一周等于2π弧度，因此轉子的角速度以每分鐘旋轉的次數(每分鐘轉數n或r/min)表示：一般情況下，低速離心時常以r／min來表示。

　　3、分離因素計算公式：

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

　　例如：直徑1000mm，轉速1000轉/分的離心機，分離因素為：

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