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更新时间:2025-11-09
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离心技术在生物科学,超速离心机,特别是在生物化学和分子生物学研究领域,已得到十分广泛的应用,每个生物化学和分子生物学实验室都要装备多种型式的离心机。离心技术主要用于各种生物样品的分离和制备,生物样品悬浮液在高速旋转下,由于巨大的离心力作用,使悬浮的微小颗粒(细胞器、生物大分子的沉淀等)以一定的速度沉降,从而与溶液得以分离,而沉降速度取决于颗粒的质量、大小和密度。

超速离心机(低温高速离心机)
基本原理
当一个粒子(生物大分子或细胞器)在高速旋转下受到离心力作用时,此离心力“F”由下式定义,即:
F=m•a=m•ω2r
a—粒子旋转的加速度,m—沉降粒子的有效质量,ω—粒子旋转的角速度,r—粒子的旋转半径(cm)。
通常离心力常用地球引力的倍数来表示,因而称为相对离心力“RCF”。或者用数字乘“g”来表示,例如25000×g,则表示相对离心力为25000。相对离心力是指在离心场中,作用于颗粒的离心力相当于地球重力的倍数,单位是重力加速度“g”
斯韦德贝里是瑞典著名物理化学家,1908年获博士学位,超速离心机,发表了《胶体溶液的理论研究》,引起极大反响。由于发明了超离心机并用于高分散胶体物质的研究,于1926年获得诺贝尔化学奖金。图片来源:Popperfoto/GettyImages/视觉中国
斯维德伯格首先致力于胶体化学基础理论的研究。1907年他的博士论文《胶体溶液的理论研究》就表明了他在胶体领域中的巨大贡献。他所研究的胶质微粒的运动规律为布朗运动提供了实验根据。图片来源:Popperfoto/GettyImages/视觉中国
早在1827年,英国植物学家罗伯特·布朗就发现藤黄微粒悬浮在液体中不停地作不规则运动的现象。后来科学家们指出这种运动是液体中分子与藤黄微粒间不平衡碰撞所引起的。1905年爱因斯坦和斯谟鲁霍夫斯基又研究了这种运动的数学理论,超速离心机,认为它与分子运动相类似。1906年,斯维德伯格通过实验进一步指出:布朗运动平均位移的平方与时间间隔成正比,与液体粘性成反比。图片来源:Bettmann/GettyImages/视觉中国
离心机是实验室非常常见的分离仪器,可分为低速离心机、高速离心机、超速离心机等。按温度可分为冷冻离心机和常温离心机;根据容量,可分为微离心机、大容量离心机和超大容量离心机。根据外观,可分为台式离心机和落地式离心机。根据温度可分为冷冻离心机、常温离心机、微量离心机、大容量离心机、超大容量离心机、台式离心机、落地离心机。使用离心机首重安全,离心力失控可能造成很大的破坏。所以要注意离心管是否平衡,转速是否超过设定,转子是否有腐蚀等。
离心机的使用看似简单,没有技术含量,但需要正确使用和维护。一旦出现故障,会耽误实验,超速离心机,得不偿失。
离心机的分类:
普通离心机:电动机、离心转盘(转头)、调速器、离心套管与底座。
高速、超速(冷冻)离心机:驱动电机、制冷系统、真空系统(超离有)、显示系统、自动保护系统和控制系统组成。必要的配件为离心转头和离心管。
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