圖為杭州佑寧的MC-15K

離心(xin)機的(de)(de)(de)原理是離心(xin)機在(zai)高速旋(xuan)轉(zhuan)的(de)(de)(de)過程中(zhong)，由(you)離心(xin)力所導(dao)致的(de)(de)(de)運動使懸浮于液體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)固(gu)體(ti)物質形成沉淀，也就是懸浮體(ti)液中(zhong)質量或(huo)體(ti)積較(jiao)(jiao)大的(de)(de)(de)物體(ti)向(xiang)轉(zhuan)頭半(ban)徑大的(de)(de)(de)方向(xiang)移動，而質量或(huo)體(ti)積較(jiao)(jiao)小(xiao)的(de)(de)(de)部(bu)分沉積在(zai)轉(zhuan)頭半(ban)徑較(jiao)(jiao)近的(de)(de)(de)地方。

上面我們提到了離(li)(li)心(xin)(xin)(xin)力這個(ge)概(gai)念。離(li)(li)心(xin)(xin)(xin)機就是(shi)一個(ge)產生(sheng)離(li)(li)心(xin)(xin)(xin)力的(de)(de)機器，離(li)(li)心(xin)(xin)(xin)力與(yu)轉(zhuan)子半徑、轉(zhuan)速(su)(su)及樣品(pin)質量(liang)有關：即F=Rmω2（F：離(li)(li)心(xin)(xin)(xin)力：R：半徑：m：樣品(pin)質量(liang)：w：轉(zhuan)速(su)(su)），離(li)(li)心(xin)(xin)(xin)力是(shi)衡量(liang)離(li)(li)心(xin)(xin)(xin)機重(zhong)要的(de)(de)參數(shu)之(zhi)一，也(ye)是(shi)離(li)(li)心(xin)(xin)(xin)機檔次的(de)(de)區(qu)別標準之(zhi)一， 離(li)(li)心(xin)(xin)(xin)機在出廠的(de)(de)時候都(dou)會給出該離(li)(li)心(xin)(xin)(xin)機的(de)(de)大轉(zhuan)速(su)(su)與(yu)離(li)(li)心(xin)(xin)(xin)力。

接下來我們就討(tao)論(lun)一下離心(xin)機(ji)的離心(xin)分離方法

高速(su)離心機(ji)的幾種分(fen)離方法：

A.差速離心(xin)：逐次增(zeng)加離心(xin)力，每(mei)次可沉(chen)降樣品溶液中的一些組份。

差速離心是(shi)一(yi)種(zhong)常用的(de)方(fang)法。在這種(zhong)方(fang)法中(zhong)，離心管在開始(shi)時(shi)裝滿了均一(yi)的(de)樣品溶(rong)液。通過在一(yi)定速度(du)下一(yi)定時(shi)間(jian)的(de)離心后，就(jiu)可得到兩個部份(fen)：沉淀和上清液。

通常在次(ci)離(li)心時把大(da)部(bu)分不需(xu)(xu)要的(de)(de)大(da)粒子沉降去掉。這(zhe)時所(suo)需(xu)(xu)的(de)(de)組份大(da)部(bu)分仍留在上清(qing)液(ye)(ye)中。然(ran)后將收集到的(de)(de)上清(qing)液(ye)(ye)以更高速度離(li)心，把所(suo)需(xu)(xu)的(de)(de)粒子沉積(ji)下來。離(li)心的(de)(de)時間要選擇得當，使大(da)部(bu)份不需(xu)(xu)要的(de)(de)更小(xiao)的(de)(de)粒子仍留在上清(qing)液(ye)(ye)中。對(dui)于得到的(de)(de)沉淀和上清(qing)液(ye)(ye)可以進行進一(yi)步(bu)的(de)(de)離(li)心，直(zhi)到達到所(suo)需(xu)(xu)要的(de)(de)分離(li)純度為止。

差(cha)速離(li)心的特(te)點是操作(zuo)簡單，但分(fen)離(li)純(chun)度不高。

B.密度梯度離(li)心法：可以(yi)同時(shi)使樣品中(zhong)幾個或全部組份分離(li)，具有很好的分辨(bian)率。

（1）速(su)率區帶法（ratezonal）：

根(gen)據樣品中不同粒子所具有的(de)不同的(de)尺(chi)寸大小及沉(chen)降(jiang)速度（S）。大致步驟如下：

在離心(xin)管中裝入密(mi)度(du)梯(ti)度(du)溶液，溶液的(de)密(mi)度(du)從離心(xin)管頂部至底部逐漸增(zeng)加（正梯(ti)度(du)）。

將所需分離的樣品小心地(di)加(jia)至密度(du)梯(ti)度(du)溶液的頂部(bu)。樣品在梯(ti)度(du)溶液表面(mian)形(xing)成一(yi)負梯(ti)度(du)。

由(you)于不同(tong)大小(xiao)的(de)(de)(de)粒子在(zai)離心(xin)力作用(yong)下，在(zai)梯度(du)中移動的(de)(de)(de)速(su)度(du)不一樣，所以經過離心(xin)后會形成幾條(tiao)分開(kai)的(de)(de)(de)樣品區帶。

注意(yi)：樣品(pin)粒子(zi)的密度必須大于梯度液注中任一點的密度。離心(xin)過程(cheng)必須在區帶(dai)到達(da)管子(zi)底部前停止。

（2）等密度離心法（isopycnic）：

根據粒(li)子的(de)(de)不同密度來(lai)分離。離心過程中(zhong)，粒(li)子會移至(zhi)與(yu)它本(ben)身密度相同的(de)(de)地方形成區帶。

密度(du)樣度(du)的(de)選(xuan)擇(ze)要使(shi)梯度(du)的(de)范圍包括所有待分(fen)離粒(li)子的(de)密度(du)。樣品可以(yi)在(zai)密度(du)梯度(du)液粒(li)上(shang)面或(huo)均勻(yun)分(fen)布在(zai)密度(du)梯度(du)中(zhong)。經離心后(hou)，樣品粒(li)子達到它們(men)的(de)平衡點。

注意：平衡(heng)后粒子的分離*由其密度決定，與時間無關，此時再改變離心轉速，只(zhi)能改變區帶的相(xiang)對位(wei)置。

密度(du)梯(ti)度(du)分析法

（1）梯度介質性質與選擇：

A、應具(ju)備的(de)性(xing)質：

梯度物質的選(xuan)擇原(yuan)則是滿足分(fen)離方法的基本要求，一個理想(xiang)的密度材(cai)料(liao)標準它應是：

所形成的溶液(ye)密度應包括所需(xu)要(yao)的密度范(fan)圍。

具(ju)有某(mou)些性質，如折(zhe)射(she)率，據(ju)此可測定它的(de)濃度。

所形成(cheng)的溶液粘(zhan)度(du)低(di)。

不損傷所分離(li)的樣(yang)品(pin)。

離心分(fen)離后容易除去(qu)。

不妨礙(ai)分離積(ji)分的分析(xi)。

B、常用介質種類：

表一、常用(yong)梯度(du)材料在20℃密度(du)

B.梯度(du)介質應用范(fan)圍：

表二(er)、等密度梯度介(jie)質的應用

表三、各種大分(fen)子在蔗(zhe)糖梯度液中(zhong)的大約密度

（2）、梯度(du)溶液(ye)的準備：

計算,稀釋

（3）梯(ti)度形狀

梯度(du)形狀分：線型(xing)、等速型(xing)、階梯型(xing)、平坦型(xing)、陡峭型(xing)指數梯度(du)。

梯度形狀(zhuang)對于分離(li)是(shi)否成功非常(chang)重要：

常用(yong)(yong)的是線型梯(ti)度，適(shi)用(yong)(yong)于分(fen)離蛋(dan)白(bai)(bai)質(zhi)、酶、激(ji)素(su)、核(he)(he)糖(tang)體(ti)亞基和一些植(zhi)物(wu)病毒(du);等速型適(shi)用(yong)(yong)于分(fen)離脂蛋(dan)白(bai)(bai)和一些需上浮分(fen)離樣品(pin);不(bu)連續或階(jie)梯(ti)型梯(ti)度適(shi)用(yong)(yong)于分(fen)離整細(xi)胞、亞細(xi)胞組分(fen)以及純化一些哺乳類動物(wu)病毒(du)或昆蟲病毒(du)。等速梯(ti)度以及長液柱可增進分(fen)離能力，適(shi)用(yong)(yong)于分(fen)離核(he)(he)糖(tang)體(ti)亞基、多核(he)(he)糖(tang)體(ti)及植(zhi)物(wu)病毒(du)。

B.梯度(du)柱制備(bei)：

梯度液柱可以用手工或(huo)梯度儀制備

半(ban)注法：

為(wei)縮減離(li)心時間，或分離(li)樣品(pin)較少(shao)可用半注法：下半管鋪(pu)置梯度介質，中(zhong)間加樣品(pin)，上面鋪(pu)Buffer或液體石臘(la)油。

（4）加樣(yang)方(fang)法與加樣(yang)量：

將(jiang)(jiang)樣(yang)(yang)品(pin)加到梯度(du)液(ye)柱(zhu)上，針尖和(he)離心管(guan)成(cheng)45-60°角度(du)，慢慢地將(jiang)(jiang)樣(yang)(yang)品(pin)沿(yan)管(guan)壁流到液(ye)面上去，對于DNA一類易斷(duan)的脆弱樣(yang)(yang)品(pin)，應該用(yong)孔徑較大的移液(ye)管(guan)代替(ti)針頭，以避免剪(jian)切力(li)對樣(yang)(yang)品(pin)的切割作用(yong)。樣(yang)(yang)品(pin)濃度(du)是梯度(du)柱(zhu)小密度(du)的1/10（W/W）。

（5）轉(zhuan)子的選擇與效應：

（6）分離區帶的回收及(ji)檢測

離心后所形成(cheng)的(de)區帶樣(yang)品的(de)回收方法基本有四種(zhong)：

a.穿刺(ci)法

穿刺離心管底(di)部(bu)，使梯(ti)度溶(rong)液滴(di)(di)出，將一具有(you)合適閥門的(de)蓋帽放在離心管頂，可(ke)控制滴(di)(di)出速度。

b.虹吸法(fa)：

將一毛細管(guan)輕(qing)輕(qing)插入管(guan)底(di)，盡量(liang)防止梯度抖動，用微量(liang)泵(beng)逐漸滴(di)取，以一定量(liang)滴(di)數或體積部分(fen)收(shou)取。

c.加(jia)壓法(fa)：

通過一針(zhen)管(guan)將高密度的液體泵(beng)入到梯度離心管(guan)的底(di)部，部分收(shou)集換出的溶(rong)液。

d.切(qie)割(ge)法：

采用(yong)的切割刀切割所需(xu)區(qu)帶。

區帶檢測：

所謂區帶檢測，實際上是對(dui)水平轉子或角轉子和(he)垂直(zhi)轉子離(li)心管中的分(fen)離(li)物質所做的監(jian)測，通常只是測量在260或280mm時長的吸收值，以決定梯(ti)度中的核酸或蛋白的整個(ge)分(fen)布(bu)，這個(ge)操作通常稱之為在線（online）監(jian)測。