掌上微型離心機主(zhǔ)要用(yòng)於(yú)將懸(xuán)浮液中的(dí)固體顆粒與液(yè)體分(fēn)開(kāi);或(huò)將乳(rǔ)濁(zhuó)液中兩(liǎng)種(zhǒng)密度不同,又(yòu)互不相溶的液(yè)體分開(例如從(cóng)牛(niú)奶中分離出(chū)奶油(yóu));它也(yě)可用於(yú)排除(chú)濕固體中(zhōng)的(dí)液體,例如用(yòng)洗(xǐ)衣(yī)機甩(shuǎi)幹濕衣(yī)服;特殊的超速管(guǎn)式分(fēn)離(lí)機(jī)還(huán)可(kě)分(fēn)離不同(tóng)密度的氣(qì)體(tǐ)混合物;利用不同(tóng)密(mì)度或粒(lì)度(dù)的(dí)固(gù)體顆粒在液體中沉(chén)降(jiàng)速度(dù)不同(tóng)的特點(diǎn),有的沉降掌上微(wēi)型離心(xīn)機還(huán)可(kě)對(duì)固體(tǐ)顆粒按密度(dù)或粒度(dù)進(jìn)行分級。
掌上微型離(lí)心機(jī)是(shì)借離(lí)心(xīn)力(lì)分(fēn)離液相非(fēi)均(jūn)一體係的(dí)設備(bèi)。根據物質的沉(chén)降(jiàng)係數,質(zhì)量,密(mì)度等(děng)的(dí)不同(tóng),應用*的(dí)離(lí)心力使物質分離,濃(nóng)縮和(hé)提純的方法(fǎ)稱為離心。一般說,離心機轉速(sù)在20000r/min以(yǐ)上的稱為(wéi)超(chāo)速離心。離(lí)心技術,特(tè)別是超速離(lí)心技(jì)術是分(fēn)子(zǐ)生物學,生物化(huà)學(xué)研(yán)究和工業(yè)生產中*的(dí)手(shǒu)段(duàn)。
掌(zhǎng)上微(wēi)型離(lí)心(xīn)機(jī)作為(wéi)一(yī)種手段,具有(yǒu)許多優點。例如(rú),超速(sù)離心可(kě)在(zài)低溫下(xià)操作(zuò),保(bǎo)護了生物大分子(zǐ)的活性(xìng)。製備型的離(lí)心機負載量(liáng)大(dà),一次可分離提純幾克樣品(pǐn),比層析,電泳上的樣(yàng)品量大(dà)得多。分(fēn)析(xī)離(lí)心機不僅可(kě)測物質(zhì)的分子量,還(huán)可檢(jiǎn)驗(yàn)物(wù)質(zhì)的純度,構象,沉降係數等。因(yīn)此離心技術在(zài)生(shēng)物學研究中占(zhān)有重要的(dí)地位,是(shì)分(fēn)離,純化(huà)細(xì)胞,病(bìng)毒,蛋白,核(hé)酸和酶(méi)的zui方便zui有(yǒu)效(xiào)的(dí)工(gōng)具。
(二)
掌(zhǎng)上微型離心機離心原理
當含有(yǒu)細小(xiǎo)顆(kē)粒(lì)的(dí)懸浮液(yè)靜置不(bù)動時(shí),由(yóu)於重力(lì)場的(dí)作(zuò)用使得懸浮(fú)的顆(kē)粒(lì)逐(zhú)漸(jiàn)下沉。粒子越重,下(xià)沉(chén)越(yuè)快(kuài),反之密度比液(yè)體小的粒子(zǐ)就會(huì)上(shàng)浮(fú)。微(wēi)粒在重力場(cháng)下(xià)移(yí)動的速度(dù)與(yǔ)微粒(lì)的(dí)大小(xiǎo),形態和密度有關,並(bìng)且又與(yǔ)重力(lì)場(cháng)的(dí)強度及(jí)液體的(dí)粘度有(yǒu)關。象紅血(xiě)球(qiú)大小的(dí)顆(kē)粒(lì),直(zhí)徑為(wéi)數微米(mǐ),就(jiù)可以在通(tōng)常(cháng)重力作用下(xià)觀(guān)察到(dào)它們(mén)的(dí)
沉降過(guò)程。
此外(wài),物(wù)質在介(jiè)質中(zhōng)沉降時還(huán)伴隨有(yǒu)擴(kuò)散現象。擴(kuò)散(sàn)是(shì)無條(tiáo)件(jiàn)的的。擴散與物質(zhì)的(dí)質量成反比(bǐ),顆(kē)粒越小擴散(sàn)越嚴重。而(ér)沉(chén)降是相對(duì)的,有(yǒu)條(tiáo)件的,要(yào)受到(dào)外力(lì)才(cái)能(néng)運(yùn)動(dòng)。沉(chén)降與物體重量(liáng)成(chéng)正比,顆(kē)粒越(yuè)大沉降越(yuè)快。對小(xiǎo)於(yú)幾微米(mǐ)的微(wēi)粒(lì)如(rú)病毒(dú)或(huò)蛋(dàn)白質等,它(tā)們在(zài)溶液中成(chéng)膠體(tǐ)或半(bàn)膠體狀(zhuàng)態,僅僅利用重力(lì)是(shì)不可能觀察到沉降過程的(dí)。因(yīn)為(wéi)顆粒越小(xiǎo)沉降(jiàng)越慢(màn),而擴散現(xiàn)象則越(yuè)嚴重(zhòng)。所(suǒ)以需要利(lì)用(yòng)離心(xīn)機(jī)產生*的(dí)離(lí)心(xīn)力,才(cái)能(néng)迫(pò)使(shǐ)這些(xiē)微粒克服(fú)擴散產生(shēng)沉(chén)降(jiàng)運動。
(三)
掌(zhǎng)上微型(xíng)離心機的離心方法
掌上微(wēi)型離心機(jī)用離(lí)心方法(fǎ)分離生物大分(fēn)子和亞細胞物(wù)質的基(jī)本原(yuán)理(lǐ)是(shì)根(gēn)據它們(mén)在液體介質中或(huò)者沉(chén)降速(sù)度(dù)不同而(ér)形(xíng)成(chéng)不同的區帶,或者(zhě)它們的密度(dù)不同而停(tíng)留(liú)在液(yè)體(tǐ)介質中不(bù)同的位置而(ér)把它們一一(yī)分開。前者(zhě)是沉降(jiàng)速度(dù)法,應用該法時液體(tǐ)介質的zui大密度(dù)要小(xiǎo)於(yú)樣(yàng)品中(zhōng)zui小顆粒(lì)的(dí)密(mì)度,離心時選(xuǎn)用(yòng)高轉(zhuǎn)速(sù)和短(duǎn)時間;後者是沉降平衡(héng)法,應(yīng)用該法時液(yè)體介質的(dí)zui大(dà)密度(dù)要大(dà)於樣(yàng)品(pǐn)中zui小顆(kē)粒的密度,離(lí)心時(shí)選用較低(dī)轉速(sù)和較長(cháng)時間。實(shí)際操(cāo)作有(yǒu)幾種形式(shì):
1.差(chà)速離心這(zhè)種方法是選擇(zé)不(bù)同轉速的(dí)離心(xīn),分別(bié)分離各(gè)個(gè)不同(tóng)組(zǔ)分(fēn)。例如(rú)先(xiān)用(yòng)低速沉降大顆粒和(hé)上清液,在(zài)高速離心(xīn)上(shàng)清沉(chén)降(jiàng)中等顆粒,zui後超(chāo)速離心(xīn)上清(qīng)沉(chén)降小(xiǎo)顆粒(lì)。采用(yòng)逐級提高離心力(lì)分(fēn)離上(shàng)情(qíng)液(yè)的方法(fǎ),把不(bù)同(tóng)大小(xiǎo)的顆粒分(fēn)開。
這種(zhǒng)方法(fǎ)比較簡單(dān),方(fāng)便。分(fēn)離的(dí)組份沉(chén)到(dào)管底,因(yīn)此(cǐ)可以迅速濃縮所(suǒ)要的組份,減(jiǎn)少體積。但回收率(shuài)和純度是有(yǒu)矛盾的,要(yào)提(tí)高(gāo)回收率,勢必提(tí)高轉速或延(yán)長離(lí)心時間(jiān),這(zhè)樣(yàng)大小(xiǎo)相(xiāng)近的顆粒也會(huì)沉到管底。因(yīn)此(cǐ)該法多(duō)用(yòng)於粗提(tí)純(chún)或初步濃縮(suō)樣品(pǐn)。
2.速(sù)度(dù)區(qū)帶(dài)(或(huò)速(sù)度梯度)離心(xīn)本(běn)法是將樣(yàng)品(pǐn)放在(zài)一(yī)個(gè)連續(xù)的(dí)密(mì)度(dù)梯度液(yè)體(tǐ)上(shàng),通(tōng)過(guò)離心,大顆粒沉降快(kuài),小顆粒沉降慢。經(jīng)過一段時間(jiān),相同(tóng)的(dí)顆(kē)粒(lì)就(jiù)在同一深(shēn)度形(xíng)成(chéng)一條帶(dài)子,因(yīn)此把(bǎ)各種組份(fèn)分開(kāi)來。它適用(yòng)於分(fēn)離(lí)密(mì)度相(xiāng)同,而(ér)大小不(bù)同的(dí)物質(zhì),如(rú)不(bù)同(tóng)的(dí)蛋(dàn)白質(zhì)組份(fèn)密(mì)度(dù)都(dū)差(chà)不(bù)多,但(dàn)分子量不一(yī)樣,用本法很容易將其分
開。但(dàn)對密度(dù)不同(tóng),大(dà)小(xiǎo)類似的物(wù)質則不易分離(lí)。蔗糖(táng)梯(tī)度(dù)是一(yī)種常用的(dí)介質(zhì)。用(yòng)不同(tóng)濃度(dù)的蔗糖溶液(yè)(5%-60%)配(pèi)成梯(tī)度,用於梯(tī)度離心。再(zài)分別(bié)進行收(shōu)集(jí)處於(yú)不同區帶(dài)裏的(dí)各個組份。