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差速离心

差速离心主要是采取逐渐提高离心速度的方法分离不同大小的细胞器。起始的离心速度较低,让较大的颗粒沉降到管底,小的颗粒仍然悬浮在上清液中。收集沉淀,改用较高的离心速度离心悬浮液,将较小的颗粒沉降,以此类推,达到分离不同大小颗粒的目的。

物体围绕中心轴旋转时会受到离心力F的作用。当物体的质量为 M、体积为V、密度为D、旋转半径为r、角速度为(弧度数/秒)时,可得: F=Mω2r 或者 F=V.D.ω2r (1) 上述表明:被离心物质所受到的离心力与该物质的质量、体积、密度、离心角速度以及旋转半径呈正比关系。离心力越大,被离心物质沉降得越快。 在离心过程中,被离心物质还要克服浮力摩擦力的阻碍作用。浮力F}和摩擦力F}}分别由下式表示: F’=V.D’.ω2r (2) F’’=f dr/dt (3) 其中D}为溶液密度,f为摩擦系数,dr/dt为沉降速度(单位时间内旋转半径的改变)。 在一定条件下,可有 :F=F’+F’’ V.D. ω2r =V.D’ω2r + f. dr/dt dr/dt =Vω2r (D-D’)/f (4) 式(4)表明,沉降速度与被离心物质的体积、密度差呈正比,与f成反比。若以S表示单位力场(ω2r=1)下的沉降速度,则 S=V (D-D’)/f S即为沉降系数沉降系数对于生物大分子来说,多数在(1~500)×10-13秒之间。为应用方便起见,人们规定1×10-13秒为一个单位(或称1S)。一般单纯的蛋白质在1~20S之间,较大核酸分 子在4~100S之间,更大的亚细胞结构在30~500S之间。

溶液中的蛋白质在受到强大的离心作用时,如果蛋白质溶液的密度大于溶剂的密度,蛋白质分子就会下沉,在离心场中,蛋白质分子所受到的净离心力(离心力减去浮力)与溶剂的摩擦力平衡时,每单位离心场强度定值,这个定值即为沉降系数(sedimentation coefficient)。沉降速度用每单位时间内颗粒下沉的距离来表示。

⑴样品:蛋白质

⑵样品溶液与离心:将样品溶于缓冲液中,用一定规格的双槽分析池,一边加入溶液一边加入溶剂。分析池与平衡池平衡重量,使平衡池比分析池轻0.5g以内,然后分别装入分析转头。抽真空。开Schlieren光光源,选择工作速度,室温离心。转动腔达到真空后离以机开始运转加速,此时在观察窗口可以看到离心图型。达到工作速度后恒速离心。

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