技術(shù)實干篇！有關(guān)離心機的離心力分析

發(fā)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速有掛的！

　　離心機沉降場流分級的應(yīng)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(xiàn)順序化有兩個途徑：逐漸改變離心機的轉(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(zhuǎn)速或完全停止旋轉(zhuǎn)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(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(zhì)和穩(wěn)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(zhì)梯度中形成區(qū)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(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。

　　離心機轉(zhuǎn)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(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（或愈小），說明兩種溶質(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(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(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

　　相對離心力 Relative centrifugal force (RCF)

　　RCF 就是實際離心力轉(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(yīng)折換成轉(zhuǎn)/秒

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

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