离心机离心分离的几种方法及特点
离心法的原理和应用
离心法的原理和应用1. 离心法的概述离心法是一种利用离心作用力将混合物中的组分分离的方法。
它基于不同物质在离心力作用下产生不同沉降速度的原理，通过加速离心过程，使得物质以不同的速度分离。
2. 离心法的基本原理离心法的基本原理是利用离心力使得混合物中的组分分离。
离心力正比于离心机的转速和离心半径，通过调节离心机的转速和离心半径，可以控制离心力的大小。
离心过程中，组分的分离速度与离心力成正比，而与离心机的转速和离心半径平方根成反比。
因此，当离心力足够大时，重物质会沉降得更快，而轻物质则会悬浮在上层。
3. 离心法的步骤离心法一般包括以下步骤：• 3.1 样品制备：将需要分离的混合物进行样品制备，通常包括样品的取样和预处理。
• 3.2 样品装填：将样品装填在离心管或离心瓶中，通常需要保持样品的平衡和均匀分布。
• 3.3 制定离心方案：根据样品的特点和需要的分离效果，制定合适的离心方案，包括离心机的转速和离心时间。
• 3.4 离心操作：根据离心方案将样品放入离心机中，并调节离心机的转速和离心时间进行分离。
• 3.5 结果分析：离心结束后，将离心管或离心瓶取出，观察分离结果并进行结果分析。
4. 离心法的应用离心法在科学研究和工业生产中有着广泛的应用。
以下是一些常见的离心法应用案例：• 4.1 临床诊断：离心法可用于临床诊断中的血液分离。
通过离心将血液分离为血浆、白细胞、红细胞等不同组分，以便进一步进行疾病诊断和治疗。
• 4.2 DNA提取：离心法可用于DNA提取过程中的组织或细胞分离。
通过离心将混有组织或细胞的样品分离为上清液和沉淀，以获取目标DNA。
• 4.3 蛋白质纯化：离心法可用于蛋白质纯化过程中的沉淀分离。
通过离心将含有目标蛋白质的溶液进行分离，以获得纯净的蛋白质样品。
• 4.4 病毒富集：离心法可用于病毒富集过程中的沉淀分离。
通过离心将病毒样品进行分离，以便进行病毒的定量检测和研究。
• 4.5 粒子分离：离心法可用于粒子分离过程中的沉降分离。
离心分离
工作原理: 要分离的液体混合物由空心 转轴顶部进入，通过碟片半腰 的开孔通道进入各碟片之间， 并同碟片一起转动，在离心力 的作用下，密度大的液体趋向 外周，到达机壳外壁后上升到 上方的重液出口流出；轻液则 趋向中心而向上方较靠近中央 的轻液出口流出。这样，两种 不同重度液体就在碟片间的隙 道流动的过程中被分开。
（3）卧式活塞推料离心分离机
是一种连续加料、脉动卸料的过滤式离心机。
工作原理： 在离心力场作用下， 料液沿布料斗周边 均匀地甩到滤网上， 大部分经过筛网缝 隙和转鼓小孔甩出 转鼓外，由管道引 走。利用推杆在转 鼓内的往返运动推 动筛网上的滤饼前 移，形成脉冲卸料。
卧式活塞推料离心分离机的优缺点：
1.过滤式离心机
工作原理: 过滤式离心机转鼓上开有孔，鼓内覆盖以滤布或其 他过滤介质(滤网等)，当转鼓高速旋转时，鼓内料 液在离心力的作用下透过过滤介质（滤布和壁上小 孔）排出，而固体颗粒则被截留在过滤介质上，完 成固液分离。
过滤式离心机的适用范围：
过滤式离心机对颗粒和液体的密度差没有要求，但不适宜 于小颗粒、纤维状或胶体可压缩固体物质的分离(例如废 水中污泥的处理)，因为这些物质会堵塞过滤介质。
优点：效率高、产量高、生产连续化、操作稳定可靠。
缺点：只能分离中粗颗粒，对悬浮液的浊度比较敏 感，容易发生跑料现象，应用上有一定的局限 性。
适用范围:含固相颗粒大于0.25mm的结晶状和纤维状物 料的悬浮液，并且要求固相含量大于30%。
（4）离心力卸料离心分离机
又叫惯性卸料分离机或锥篮离心分离机。 工作原理： 滤渣在锥形转鼓中依靠本身所受的离心力克服与筛网的摩擦 力沿筛网表面向着转鼓大端移动，最后自行排出。
卧式刮刀卸料离心分离机的优缺点：
机械分离的操作方法有几种
机械分离的操作方法有几种机械分离是指通过机械力的作用将混合物中的不同组分分离开来，广泛应用于各个领域，如化工、制药、食品等。
机械分离的操作方法主要有离心分离、过滤、沉淀、蒸发、脱水、干燥等。
离心分离是机械分离中常用的方法之一。
离心分离利用离心力将混合物中的不同组分分离开来。
该方法适用于具有不同密度的组分，如固体颗粒与液体的分离、液体与液体之间的分离等。
离心分离通过将混合物置于高速旋转的离心机中，利用离心力将固体颗粒或液体从混合物中分离出来。
在离心过程中，固体颗粒和液体会按照密度的不同，在离心机的离心管中分层，达到分离的目的。
过滤是机械分离中常用的方法之一。
过滤利用过滤介质将混合物中的固体颗粒分离出来，使液体通过而过滤介质则将固体留在过滤介质上。
过滤通常用于分离固液混合物，如悬浊液、浆料等。
过滤器是过滤操作中常用的设备，过滤器可以根据不同的过滤介质和操作条件进行选择。
常见的过滤器有压力过滤器、真空过滤器、筛分过滤器等。
过滤操作可以用于固液分离、固气分离、液体之间的分离等。
沉淀是机械分离中常用的方法之一。
沉淀是指将固体颗粒或浮游物沉降到液体底部形成沉淀物的过程。
沉淀方法通常适用于混合物中的悬浮液或悬浮颗粒的分离。
常见的沉淀方法有自然沉淀、浓缩沉淀、沉淀剂法等。
自然沉淀是指将混合物静置一段时间，使固体颗粒在重力的作用下沉降到液体底部。
浓缩沉淀是通过加入沉淀剂，使混合物中的固体颗粒与沉淀剂结合，从而加速沉淀速度。
沉淀剂常用的有氢氧化钙、硫酸铝、硫化氢等。
蒸发是机械分离中常用的方法之一。
蒸发是指将液体沸腾转化为气体，达到分离目的的过程。
蒸发适用于分离混合物中不同的液态组分。
操作时，将混合物加热至其中某个组分的沸点以上，使其蒸发为气体，然后通过冷凝器将气体转化为液体。
常见的蒸发方式有自发蒸发、真空蒸发、蒸发结晶等。
自发蒸发是指将混合液料放置在通风良好的容器中，通过自然蒸发实现分离。
真空蒸发是指在低压条件下进行蒸发操作，可以降低液体的沸点，提高蒸发速率。
离心分离
当粒子直径和密度不同, 移动同样距离所需的时 间不同, 在同样的沉降时间, 其沉降位置也不同.
利用它可以从组织匀浆中分离细胞器，其主要细 胞成分的沉降顺序，一般先是整细胞和细胞碎片， 然后是核、叶绿体、线粒体、溶酶体、微粒体和 核蛋白体。
离心操作的注意事项
高速与超速离心机是生化实验教学和生化科研的 重要精密设备，因其转速高，产生的离心力大，使用 不当或缺乏定期的检修和保养，都可能发生严重事故， 因此使用离心机时都必须严格遵守操作规程。 超速冷冻离心机:未经过培训和考核者不能使用。 其它普通离心机：按照操作要求进行。
1.使用各种离心机时，必须事先在天平上精密地 平衡离心管和其内容物，平衡时重量之差不得超过各 个离心机说明书上所规定的范围，每个离心机不同的 转头有各自的允许差值，转头中绝对不能装载单数的 管子，当转头只是部分装载时，管子必须互相对称地 放在转头中，以便使负载均匀地分布在转头的周围。 2.离心前必须仔细检查转头各孔内有无异物。 3.若要在低于室温的温度下离心时。转在使用 前应放置在冰箱或置于离心机的转头室内预冷。
制备性离心机主要用于分离各种生物材料，每次分离的样
品容量比较大; 分析性离心机一般都带有光学系统，主要用于研究纯的生 物大分子和颗粒的理化性质，依据待测物质在离心场中的 行为（用离心机中的光学系统连续监测），能推断物质的
纯度、形状和相对分子质量等。分析性离心机都是超速离
心机。
①瓶式离心机： ②管式离心机 ③多室式离心机 ④碟式离心机 ⑤螺旋卸料沉降离心机
①瓶式离心机：
实验室常用，低中速离心机，转速 30006000rpm，转子外摆式或角式。
外摆式
角式
固定式
②管式离心机
管式离心机具有一个细长而高速旋转的转鼓。加长转 鼓长度的目的在于增加物料在转鼓内的停留时间。管 式离心机转鼓直径小，转速高，一般为16000r/min， 分离因数大，可达50000rpm，为普通离心机的8～24 倍。因此分离强度高，可用于液—液分离和微粒较小 的悬浮液的澄清。
离心分离实验的操作方法
离心分离实验的操作方法
离心分离是一种利用离心机将混合液体中的不同成分分离的实验方法。
以下是离心分离实验的操作方法：
1. 准备离心管：选择合适的离心管，检查离心管是否完整无损，用适当的标记方式标记离心管以便后续操作。
2. 样品处理：将待分离的混合液倒入离心管中。
如果液体中有较大的颗粒物，可以通过过滤等方法去除。
3. 排空离心管：将混合液均匀分布在离心管内，确保离心管内没有气泡。
4. 离心操作：将已装满混合液的离心管放入离心机的转盘上，注意将离心机转盘平衡。
关闭离心机的盖子，设定离心机的转速和离心时间。
5. 分离液体：经过离心过程后，离心机会产生一个向外的离心力，使具有不同密度、不同比重的物质在离心管中分层。
离心结束后，可以看到离心管内会形成两个或多个不同层次的液体。
6. 转移分离物质：通过使用移液器或离心下来，将需要的分离物质转移到另一个容器中。
7. 清洗离心管：将离心管用洗涤剂和去离子水彻底清洗，确保离心管干净无污染。
需要注意的是，每种样品和实验目的都需要针对实际情况进行具体操作，如选择合适的转速和离心时间、选择合适的离心管等。
操作时应按照实验室的安全规范进行，并严格遵守实验室操作指导和注意事项。
实验室离心机分析
实验室离心机分析简介实验室离心机是一种常用于生物化学、分子生物学、免疫学等实验室研究领域的仪器设备。
它通过将样品置于高速旋转的离心机转子中，通过离心力将样品中的分子或颗粒进行分离、沉降或分析。
本文将对实验室离心机的原理、操作方法和常见应用进行详细分析。
一、原理离心机的原理基于离心力的产生。
当样品被置于离心机转子内并以高速旋转时，样品中的分子或颗粒会受到向外的离心力，导致它们沿着离心机管道或离心管的径向方向移动。
离心力的大小可以根据离心机的转速和转子的半径来控制。
通常情况下，离心机的转速越高，离心力就越大。
二、操作方法1. 设置离心机参数在使用实验室离心机之前，首先需要设置一些基本参数，包括转速和离心时间。
不同的离心应用需要不同的参数设置，因此在使用之前需要对研究对象和实验要求进行充分了解。
2. 样品准备与标记样品准备是离心实验的重要步骤。
在选择样品时，需要根据实验目的选择适当的样本类型。
对于液态样品，可以直接将其置于离心管中；对于固态样品，需要进行预处理，如研磨或悬浮。
标记样品是为了方便后续分析或操作。
常用的样品标记方法包括荧光染色、核酸标记等。
3. 装样与装转子样品装入离心管后，需要将离心管放入转子槽中。
在装样之前，需要检查离心管和转子是否干净，以确保实验结果的准确性。
4. 启动离心机在整个操作步骤都完成后，可以启动离心机开始实验。
启动离心机时需要确保盖上离心机的安全盖，并遵循设备使用说明。
5. 离心结束与取样离心实验结束后，离心机会发出信号提示。
此时，需要将离心管从离心机中取出，并小心地将上清液倒出或收集。
三、常见应用实验室离心机在各种生物化学和分子生物学实验中广泛应用。
以下是一些常见的应用：1. 分离细胞或亚细胞结构离心机可以通过调整离心力和离心时间来分离不同类型的细胞或亚细胞结构。
这对于研究细胞功能和组织学性质非常重要。
2. 分离生物标本离心机可以用于分离和纯化生物标本，如血液、尿液等。
离心分离技术
离心分离技术离心分离技术是借助于离心机旋转所产生的离心力，根据物质颗粒的沉降系数、质量、密度及浮力等因子的不同，而使物质分离的技术。
一、离心机的种类与用途离心机按用途有分析用、制备用及分析-制备之分；按结构特点则有管式、吊蓝式、转鼓式和碟式等多种；按转速可分为常速（低速）、高速和超速三种。
1．常速离心机常速离心机又称为低速离心机。
其最大转速在8000 rpm以内，相对离心力（RCF）在104g以下，主要用于分离细胞、细胞碎片以及培养基残渣等固形物，和粗结晶等较大颗粒。
常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。
2．高速离心机高速离心机的转速为1x104~2.5x104 rpm，相对离心力达1x104~1x105g，主要用于分离各种沉淀物、细胞碎片和较大的细胞器等。
为了防止高速离心过程中温度升高而使酶等生物分子变性失活，有些高速离心机装设了冷冻装置，称高速冷冻离心机。
3．超速离心机超速离心机的转速达 2.5x104~8x104 rpm，最大相对离心力达5x105g 甚至更高一些。
超速离心机的精密度相当高。
为了防止样品液溅出，一般附有离心管帽；为防止温度升高，均有冷冻装置和温度控制系统；为了减少空气阻力和摩擦，设置有真空系统。
此外还有一系列安全保护系统、制动系统及各种指示仪表等。
分析用超速离心机用于样品纯度检测时，是在一定的转速下离心一段时间以后，用光学仪器测出各种颗粒在离心管中的分布情况，通过紫外吸收率或折光率等判断其纯度。
若只有一个吸收峰或只显示一个折光率改变，表明样品中只含一种组分，样品纯度很高。
若有杂质存在，则显示含有两种或多种组分的图谱。
分析用超速离心机可用于测定物质的沉降系数。
沉降系数是指在单位离心力的作用下粒子的沉降速度。
以Svedberg表示，简称S, 单位秒，1S=1x10-13s。
S可通过超速离心，根据转速、离心时间和粒子移动的距离，按下列公式求出：式中ω：角速度；t2-t1：离心时间（s）；X2,X1：分别为t2和t1时，运动粒子到离心机转轴中心的距离（cm）。
5 生物分离工程 离心分离解析
对于生化溶质来说，可以满足Re＜l的要求，所以：
当粒子以匀速运动沉降时，Fg=Ff，故最终匀速沉降速率为：
从上式可知，最终沉降速率与粒子直径的平方成正比，与粒子 和流体的密度差成正比，而与流体的粘度成反比；也就是说粒 子的沉降速度仅仅是液体性质及粒子本身特性的函数。
如果粒子在离心力场中沉降，则重力加速度g应换成离心加 速度ω2r ，即： 式中 ω 为旋转角速度(rad/s)，r为粒子离转轴中心的距离。 上式是离心沉降的基本公式，从式中可知沉降速度与ω 的二 次方成正比，因此只要根据要求改变或提高ω ，使粒子作快 速旋转，就可获得比重力沉降或过滤时高得多的分离效果。 可用离心分离因数Fr，(又称离心力强度)来定量评价：
碟片式离心机工作原理
特点
•结构稳定， •可装载较多的样品 •使用较高的转速。 •加速或减速时，对样品有搅动。
(2)瓶式离心机
瓶式离心机又称平抛式离心机，是一类结构简 单的实验室常用的低中速离心机，转速一般在 3000-6000rpm。 离心管，静止时垂直挂在转头上，旋转时随着 转子转动，从垂直悬吊上升到水平位置（约 200800rpm）。
管式离心机工作原理
待处理的物料在一定压力（3×104 Pa左右）下 由进料管经底部空心轴进入鼓内， 靠挡板分布于鼓的四周，并使料液迅速达到与 转鼓相同的角速度。 转鼓带动物料高速旋转，在离心力下，悬浮液 沿转鼓内壁向上流动的，料液在离心力场的作 用下因其密度差的存在而分离。 澄清后的液相流动到转鼓上部的排液口排出。 比重大的固体微粒逐渐沉积在转鼓内壁形成 沉渣层，达到一定数量后，停机人工清除。
Tubular bowl
管式离心机特点：
结构简单，可提供较大离心力，转速高，离心力强 度高达15000-65000。 管状离心机可以冷却，有利蛋白质分离 间歇操作，须定时拆卸、清洗 适用于于分离乳浊液及含细颗粒的稀悬浮液，适用 于固含量低于1%，颗粒度小于5微米，黏度大的悬浮 液澄清或固液两相密度差较小的分离。
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离心机离心分离的几种方法及特点
2009-07-10文字选择：
制备型超高速离心机的几种分离方法：
A．差速离心：逐次增加离心力，每次可沉降样品溶液中的一些组份。
差速离心是一种最常用的方法。
在这种方法中，离心管在开始时装满了均一的样品溶液。
通过在一定速度下一定时间的离心后，就可得到两个部份：沉淀和上清液。
通常在第一次离心时把大部分不需要的大粒子沉降去掉。
这时所需的组份大部分仍留在上清液中。
然后将收集到的上清液以更高速度离心，把所需的粒子沉积下来。
离心的时间要选择得当，使大部份不需要的更小的粒子仍留在上清液中。
对于得到的沉淀和上清液可以进行进一步的离心，直到达到所需要的分离纯度为止。
差速离心的特点是操作简单，但分离纯度不高。
B．密度梯度离心法：可以同时使样品中几个或全部组份分离，具有很好的分辨率。
1）速率区带法（rate zonal）：
根据样品中不同粒子所具有的不同的尺寸大小及沉降速度（S）。
大致步骤如下：
在离心管中装入密度梯度溶液，溶液的密度从离心管顶部至底部逐渐增加（正梯度）。
将所需分离的样品小心地加至密度梯度溶液的顶部。
样品在梯度溶液表面形成一负梯度。
由于不同大小的粒子在离心力作用下，在梯度中移动的速度不一样，所以经过离心后会形成几条分开的样品区带。
注意：样品粒子的密度必须大于梯度液注中任一点的密度。
离心过程必须在区带到达管子底部前停止。
2）等密度离心法（isopycnic）：
根据粒子的不同密度来分离。
离心过程中，粒子会移至与它本身密度相同的地方形成区带。
密度样度的选择要使梯度的范围包括所有待分离粒子的密度。
样品可以在密度梯度液粒上面或均匀分布在密度梯度中。
经离心后，样品粒子达到它们的平衡点。
注意：平衡后粒子的分离完全由其密度决定，与时间无关，此时再改变离心转速，只能改变区带的相对位置。
2.密度梯度分析法
1）梯度介质性质与选择：
A、应具备的性质：
梯度物质的选择原则是满足分离方法的基本要求，一个理想的密度材料标准它应是：
? 所形成的溶液密度应包括所需要的密度范围。
? 具有某些性质，如折射率，据此可测定它的浓度。
? 所形成的溶液粘度低。
? 不损伤所分离的样品。
? 离心分离后容易除去。
? 不妨碍分离积分的分析。
B、常用介质种类：
表一、常用梯度材料在20℃密度
B．梯度介质应用范围：
表二、等密度梯度介质的应用
表三、各种大分子在蔗糖梯度液中的大约密度
(2)、梯度溶液的准备：
计算
稀释
（3）、梯度形状
梯度形状分：线型、等速型、阶梯型、平坦型、陡峭型指数梯度。
梯度形状对于分离是否成功非常重要：
最常用的是线型梯度，适用于分离蛋白质、酶、激素、核糖体亚基和一些植物病毒；等速型适用于分离脂蛋白和一些需上浮分离样品；不连续或阶梯型梯度最适用于分离整细胞、亚细胞组分以及纯化一些哺乳类动物病毒或昆虫病毒。
等速梯度以及长液柱可增进分离能力，适用于分离核糖体亚基、多核糖体及植物病毒。
B．梯度柱制备：
梯度液柱可以用手工或梯度仪制备
半注法：
为缩减离心时间，或分离样品较少可用半注法：下半管铺置梯度介质，中间加样品，上面铺Buffer或液体石腊油。
（4）、加样方法与加样量：
将样品加到梯度液柱上，针尖和离心管成45-60°角度，慢慢地将样品沿管壁流到液面上去，对于DNA 一类易断的脆弱样品，应该用孔径较大的移液管代替针头，以避免剪切力对样品的切割作用。
样品浓度是梯度柱最小密度的1/10（W/W）。
（5）、转子的选择与效应：
（6）、分离区带的回收及检测
离心后所形成的区带样品的回收方法基本有四种：
a.穿刺法
穿刺离心管底部，使梯度溶液滴出，将一具有合适阀门的盖帽放在离心管顶，可控制滴出速度。
b.虹吸法：
将一毛细管轻轻插入管底，尽量防止梯度抖动，用微量泵逐渐滴取，以一定量滴数或体积部分收取。
c.加压法：
通过一针管将高密度的液体泵入到梯度离心管的底部，部分收集换出的溶液。
d.切割法：
采用专用的切割刀切割所需区带。
区带检测：
所谓区带检测，实际上是对水平转子或角转子和垂直转子离心管中的分离物质所做的监测，通常只是测量在260或280mm时长的吸收值，以决定梯度中的核酸或蛋白的整个分布，这个操作通常称之为在线（on line）监测。
声明：。