第二章--离心机的原理及应用ppt课件.ppt
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1、在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么第二章第二章 离心机的原理与应用离心机的原理与应用 离心分离技术是借助于离心机旋转所产生的离心力,根离心分离技术是借助于离心机旋转所产生的离心力,根离心分离技术是借助于离心机旋转所产生的离心力,根离心分离技术是借助于离心机旋转所产生的离心力,根据物质颗粒的据物质颗粒的据物质颗粒的据物质颗粒的沉降系数、质量、密度及浮力沉降系数、质量、密度及浮力沉降系数、质量、密度及浮力沉降系数、质量、密度及浮力等因子的不等因子的不等因子的不等因子的不同,而使物质分离的技术同,而使物质分离的技术同,而使物质分离
2、的技术同,而使物质分离的技术 一、离心机的种类与用途一、离心机的种类与用途 离心机有多种多样。离心机有多种多样。离心机有多种多样。离心机有多种多样。按用途有按用途有按用途有按用途有分析用、制备用分析用、制备用分析用、制备用分析用、制备用及及及及分析分析分析分析-制备两用制备两用制备两用制备两用之分;之分;之分;之分;按结构特点则有按结构特点则有按结构特点则有按结构特点则有管式、吊篮式、转鼓式和碟式管式、吊篮式、转鼓式和碟式管式、吊篮式、转鼓式和碟式管式、吊篮式、转鼓式和碟式等多种;等多种;等多种;等多种;按离心机转速的不同,可分为按离心机转速的不同,可分为按离心机转速的不同,可分为按离心机转速
3、的不同,可分为常速常速常速常速(低速低速低速低速)、高速和超速、高速和超速、高速和超速、高速和超速三种。三种。三种。三种。在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么台式高、超速台式高、超速离心机离心机0.6-10万转万转/分分离心机离心机制备型制备型分析型分析型分析性超速离心机分析性超速离心机普通离心机普通离心机冰冻离心机冰冻离心机台式(或地台式(或地面式)普通面式)普通离心机离心机大容量冰大容量冰冻离心机冻离心机小于小于0.6万万转转/分分高速冰冻高速冰冻离心机离心机0.6-2.5万万超速冰冻超速冰冻离心机离心机2.5-8万或万或
4、更高更高(分析性超速离心分析性超速离心主要用于检测大主要用于检测大分子物质的沉降分子物质的沉降特征和结构等特征和结构等)在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么 1 1常速离心机常速离心机 常速离心机又称为常速离心机又称为常速离心机又称为常速离心机又称为低速离心机低速离心机低速离心机低速离心机。其最大转速在其最大转速在其最大转速在其最大转速在6 6 6 6000 000 000 000 r r r rminminminmin以内,相对离心力以内,相对离心力以内,相对离心力以内,相对离心力(RCF)RCF)RCF)RCF)在在在在1
5、101101101104 4 4 4g g g g以下以下以下以下 主要用于主要用于主要用于主要用于分离细胞、细胞碎片以及培养基残渣分离细胞、细胞碎片以及培养基残渣分离细胞、细胞碎片以及培养基残渣分离细胞、细胞碎片以及培养基残渣等固形物,和粗结等固形物,和粗结等固形物,和粗结等固形物,和粗结晶等晶等晶等晶等较大颗粒较大颗粒较大颗粒较大颗粒。低速离心机的分离形式、操作方式和结构特点多种多样,低速离心机的分离形式、操作方式和结构特点多种多样,低速离心机的分离形式、操作方式和结构特点多种多样,低速离心机的分离形式、操作方式和结构特点多种多样,可根据需要选择使用。可根据需要选择使用。可根据需要选择使用
6、。可根据需要选择使用。在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么高速离心机的转速为高速离心机的转速为1101104 42 25105104 4 r rminmin。相对相对离心力达离心力达1101104 41101105 5g g,主要用于分离各种主要用于分离各种沉淀物、细胞碎片和较大的细胞器沉淀物、细胞碎片和较大的细胞器等。等。为了防止高速离心过程中为了防止高速离心过程中温度升高温度升高而使酶等生物分子而使酶等生物分子变性失活,有些高速离心机装设了变性失活,有些高速离心机装设了冷冻装置冷冻装置,称,称高速高速冷冻离心机冷冻离心机。
7、2 2高速离心机高速离心机在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么3 3超速离心机超速离心机超速离心机的转速达超速离心机的转速达2.5102.5104 48108104 4 r rminmin,最大相对最大相对离心力达离心力达5105105 5g g甚至更高一些。超速离心机的精密度相甚至更高一些。超速离心机的精密度相当高。当高。分离分离细胞器、病毒、蛋白质、核酸、多糖细胞器、病毒、蛋白质、核酸、多糖等等为了防止样品液溅出,一般附有为了防止样品液溅出,一般附有离心管帽离心管帽;为防止温度升高,均有为防止温度升高,均有冷冻装置和温度控
8、制冷冻装置和温度控制系统;系统;为了减少空气阻力和摩擦,设置有为了减少空气阻力和摩擦,设置有真空系统真空系统。此外还有一系列此外还有一系列安全保护系统、制动系统及各种指示仪表安全保护系统、制动系统及各种指示仪表等。等。在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么二、离心分离方法的选择二、离心分离方法的选择 离心分离的方法可分为离心分离的方法可分为三类三类1 1差速离心差速离心采用不同的采用不同的离心速度和离心时间离心速度和离心时间,
9、使沉降速度不同的,使沉降速度不同的颗粒分批分离颗粒分批分离的的方法,称为差速离心。方法,称为差速离心。操作时,采用均匀的悬浮液进行离心,选择好离心力和离心时间,使操作时,采用均匀的悬浮液进行离心,选择好离心力和离心时间,使大颗粒先沉降,取出上清液,在加大离心力的条件下再进行离心,分大颗粒先沉降,取出上清液,在加大离心力的条件下再进行离心,分离较小的颗粒。离较小的颗粒。如此多次离心,如此多次离心,使不同大小的颗粒分批分离使不同大小的颗粒分批分离。在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么差速离心所得到的沉降物含有差速离心所得到的沉降物
10、含有较多杂质,需经过重新悬浮和较多杂质,需经过重新悬浮和再离心若干次,才能获得较纯再离心若干次,才能获得较纯的分离产物。的分离产物。差速离心主要用于分离大小和差速离心主要用于分离大小和密度密度差异较大的颗粒差异较大的颗粒。操作操作简简单方便单方便,但分离但分离效果较差效果较差。在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么举例:沉淀沉淀(细胞膜细胞膜碎片、线粒体、碎片、线粒体、溶酶体溶酶体)已破碎的细胞已破碎的细胞500g,10 沉淀沉淀(细胞核细胞核)上清液上清液10 000g,10上清液上清液100 000g,3h 沉淀沉淀(核糖核
11、蛋白体核糖核蛋白体)上清液上清液(可溶性组分可溶性组分)在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么2 2密度梯度离心密度梯度离心 密度梯度离心是样品在密度梯度介质中进行离心,使密度梯度离心是样品在密度梯度介质中进行离心,使密度不同的密度不同的组分得以分离组分得以分离的一种区带分离方法。的一种区带分离方法。密度梯度系统是在溶剂中加入一定的密度梯度系统是在溶剂中加入一定的梯度介质梯度介质制成的。制成的。梯度介质应有梯度介质应有足够大的溶解度足够大的溶解度,以形成所需的密度,不与分离组,以形成所需的密度,不与分离组分反应,而且不会引起分离
12、组分的凝聚、变性或失活。分反应,而且不会引起分离组分的凝聚、变性或失活。在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么常用的有常用的有蔗糖、甘油蔗糖、甘油等。使用最多的是等。使用最多的是蔗糖密度梯度蔗糖密度梯度系统,其梯度范围是:蔗糖系统,其梯度范围是:蔗糖浓度浓度5 56060,密度密度1.021.021.301.30g/cmg/cm3 3。密度梯度的制备可采用密度梯度的制备可采用梯度混合器梯度混合器,也可将不同浓度,也可将不同浓度的蔗糖溶液,小心地一层层加入离心管中,的蔗糖溶液,小心地一层层加入离心管中,越靠管底,越靠管底,浓度越高
13、,浓度越高,形成形成阶梯梯度阶梯梯度。在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么离心前,把离心前,把样品样品小心地铺放在预先制备好的小心地铺放在预先制备好的密度梯度溶液的表面密度梯度溶液的表面。离心后,不同大小、不同形状、有一定的沉降系数差异的颗粒在密离心后,不同大小、不同形状、有一定的沉降系数差异的颗粒在密度梯度溶液中形成若干条界面清楚的度梯度溶液中形成若干条界面清楚的不连续区带不连续区带。各区带内的颗粒较均一,分离效果较好。各区带内的颗粒较均一,分离效果较好。在密度梯度离心过程中,在密度梯度离心过程中,区带的位置区带的位置和和宽
14、度宽度随随离心时间离心时间的不同而改的不同而改变。变。随离心时间的加长,区带会因颗粒扩散而越来越宽。为此,适当随离心时间的加长,区带会因颗粒扩散而越来越宽。为此,适当增增大离心力大离心力而而缩短离心时间缩短离心时间,可以减少区带扩宽,可以减少区带扩宽。在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么 3 3等密度离心等密度离心 将将CsClCsCl2 2、CsSOCsSO4 4等介质等介质溶液与样品溶液混合,然后在选溶液与样品溶液混合,然后在选定的离心力作用下,经足够时间的离心,铯盐在离心场定的离心力作用下,经足够时间的离心,铯盐在离心场
15、中沉降形成中沉降形成密度梯度密度梯度样品中不同浮力密度的颗粒在各自的样品中不同浮力密度的颗粒在各自的等密度点位置等密度点位置上形上形成区带。成区带。常用来分离提取常用来分离提取核酸、亚细胞器和质粒核酸、亚细胞器和质粒。在日常生活中,随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费,也许你认为浪费这一点点算不了什么前述密度梯度离心法中,欲分离的颗粒未达到其前述密度梯度离心法中,欲分离的颗粒未达到其等密度位置,故分离效果不如等密度离心法好。等密度位置,故分离效果不如等密度离心法好。应当注意的是,铯盐浓度过高和离心力过大时,应当注意的是,铯盐浓度过高和离心力过大时,铯盐会沉淀管底,严重时会造
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