1)速度区带离心法
速度区带离心法是在离心前离心管内先装入密度梯度介质(如蔗糖、甘油、KBr、CsCl等),待分离的样品铺在梯度液的**部或梯度层中间,同梯度液一起离心。由于离心力的作用,颗粒离开原样品层,按不同沉降速度向管底沉降,离心一定时间后,沉降的颗粒逐渐分开,后形成一系列界面清楚的不连续区带。沉降系数越大,往下沉降越快,所呈的区带也越低。沉降系数较小的颗粒,则在较上部分依次出现。在离心过程中,区带的位置和形状(或宽度)随时间而改变,因此区带的宽度不仅取决于样品组分的数量、梯度的斜率、颗粒的扩散作用和均一性,也与离心时间有关。时间越长,区带越宽,适当增加离心力可缩短离心时间,并减少扩散所导致的区带加宽现象,增加区带面的稳定性。
归纳起来有两种密度梯度液,一种密度随管长或半径呈阶梯式增加,为不连续梯度。另一种是密度随管长或半径逐渐增加为连续梯度。
不连续密度梯度制备:通常先配好一系列不同密度的溶液,然后用移液管将梯度介质由浓到稀沿管壁小心加入,或用一加细管的注射器针头插到管底,从稀到浓一层层地铺到离心管中,即可产生一个不连续的密度梯度。
连续密度梯度制备:简单的设备包括两个柱形的容器。中间装一连通管,连通管上安装有活塞开关,两边为储存室和混合室,后者内装有搅拌器,通过导液管使混合液流入离心管中。离心管**部和底部所需要的两种不同密度溶液,分别装入储存室和混合室内。将较浓的溶液放在混合室中,较稀的溶液放在储存室中。开动搅拌器,打开接通管活塞,控制流速。导液管口必须紧贴离心管壁,(或导液管口插到管底部位并位于其中心),因为这样从混合室中流出蔗糖溶液的浓度以线性速率减低,使溶液沿离心管壁流下,可以避免扰乱已形成的密度梯度。
4)浮力
在重力场中,浮力的定义是指被物体所排开周围介质的重量。但在离心场的情况下,颗粒的浮力与离心力方向相反,为颗粒排开介质的质量与离心加速度之乘积。用下式表示:
FB=Pm(m/Pp)ω2R=Pm/Ppmω2R (4–5)
其中Pp为颗粒密度(g/cm3),Pm为介质密度(g/cm3),m/Pp为介质的体积,Pm (m/Pp)为颗粒排开介质的质量。
综上所述,在离心场中,作用于颗粒上的力主要有离心力Fc、浮力FB和摩擦阻力Ff。当离心转子从静止状态加速旋转时,原来处于悬浮状态的颗粒如果密度大于周围介质的密度,则颗粒离开轴心方向移动,即发生沉降;如果颗粒密度低于周围介质的密度,则颗粒朝向轴心方向移动,即发生漂浮。无论沉降或漂浮,离心力的方向与摩擦阻力和浮力方向相反;当离心力增大时,反向的两个力也增大,到后离心力与摩擦阻力和浮力平衡,颗粒的沉降(或漂浮速度)达到某一极限速度,这时颗粒运动的加速度等于零,速度dx/dt变成恒速运动。那么
Fc=FB+Ff (4–6)
将式4–1,4–3,4–5代入式4–6得
mω2R=6πηrpdR/dt+(Pm/Pp)mω2R (4–7)
其中球形体积V为4πrp3/3,m=VPp=(4πr3p/3)Pp故4–7式可写成:
(4πrp3/3)(Pp)(ω2R)=6πηrpdR/dt+(4πr3/3)(Pp)(ω2R)
整理后得:
dR/dt=4rp2 (Pp-Pm)/18ηω2R (4–8)
或者:
V=dR/dt=d2(Pp-Pm)18ηω2R (4–9)
上式d为颗粒直径(厘米),对于非球形颗粒还应考虑f/f0的摩擦系数比,得:
dR/dt=d2(Pp-Pm)/(18ηf/f0)ω2R (4–10)
从式4–10可见:①颗粒的沉降速度与颗粒直径的平方、颗粒与介质的密度差和离心加速度成正比,而与介质的粘滞度、颗粒偏离球形的程度成反比;②当颗粒的密度Pp大于介质密度Pm颗粒发生沉降;当Pp<Pm时,颗粒漂浮;当Pp=Pm时,颗粒不沉不浮;③在离心加速度ω2R不变的情况下,颗粒的沉降速度主要决定于颗粒的直径大小和颗粒的形状,而颗粒的密度所起的作用较小。
高速离心机维护与保养主要包括的内容:
一、注意经常做检查工作
应该要不定期的对高速离心机进行检查,包括检查所有的螺母、螺栓、垫片是否松动,护罩是否有松动现象,转子是否有裂缝等异象,还有检查各联接部件是否松动,各运动部件是否卡阻及异常以及检查电路系统各线接点是否可靠。,如果发现有问题,就需要立即停止使用并和厂家联系。
二、注意日常的维护及保养
1、机器使用完毕,应作好清洁工作,保持机器整洁。
2、不要将非防腐型离心机与于高腐蚀性物料的分离;另外严格按照设备要求、规定操作,非防爆型离心机切不可用于易燃、易爆场合。
3、离心过程中不得随意离开,应随时观察离心机上的仪表是否正常工作,如有异常的声音应立即停机检查,及时排除故障。
4、更换转子时应该严格按照JIDI高速离心机说明书使用专业工具进行更换。
四、按品牌商选择:
(1)留意产地:国产离心机主要生产集散地有北京、湖南长沙、安徽、上海等地,其中尤以湖南长沙为多。
(2)留意品牌:主要生产集散地也会有很多不同品牌的厂家,很多厂家都热衷挂证彰显虚拟实力:延续国营老厂辉煌,双高技术人员等等。
(3)留意造型:很多厂家其实就是三五股东的小型组装厂,既无研发能力,又无控制技术,且自身实力不足,使用公共模具走同质化生产路线,从而造成市面上的产品都是带来千篇一律的外壳造型。