离心技术在高中生物学实验中的应用
高中生物用到离心的实验
高中生物用到离心的实验
1. 分离细胞核和胞浆：将细胞悬液加入到离心管中，进行离心，使细胞核沉淀到管底，胞浆上清液悬于管顶，然后通过分离液层，得到细胞核和胞浆。
这可以用于细胞质和细胞核的分离研究以及推导细胞核DNA含量的研究。
2. 离心分离蛋白质：将细胞悬液加入到离心管中，进行适当的离心，使蛋白质沉淀到管底。
然后可以用各种方法对分离的蛋白质进行进一步的鉴定和分析，包括酶学分析、免疫学检测等。
3. 分离膜蛋白和溶解蛋白：用离心法可以分离细胞膜上的膜蛋白和溶解在细胞液中的溶解蛋白。
这可以用于研究细胞膜结构和功能。
4. 分离细胞器：用离心法可以分离不同细胞器，如线粒体、内质网、高尔基体等。
这可以用于研究不同细胞器的结构和功能。
5. 分离DNA和RNA：用离心法可以分离DNA和RNA，这可以用于研究基因结构和功能，以及编制DNA和RNA文库等。
6. 血浆分离：用离心法可以分离血浆中的白细胞、红细胞和血小板，这可以用于研究血液成分、疾病诊断等。
7. 微生物培养液分离：用离心法可以分离微生物培养液中的细胞、孢子等，这可以用于研究微生物生长行为、菌株鉴定、药物研发等。
生物化学实验技术(6)离心技术
使用及应用
离心时，转鼓滤布内装入待过滤的悬浮液。 离心时，转鼓滤布内装入待过滤的悬浮液。当转速逐渐加快而高速运转 鼓内悬浮液受离心力作用，液体穿过滤布被甩出转鼓外。 时 ， 鼓内悬浮液受离心力作用 ， 液体穿过滤布被甩出转鼓外 。 滤液经外壳 下部排出．固体则留在布袋内，从而达到固液分离目的。 下部排出．固体则留在布袋内，从而达到固液分离目的。 这类采用间歇式人工卸料的离心机结构及操作均较简单，性能良好。 这类采用间歇式人工卸料的离心机结构及操作均较简单 ， 性能良好 。 其缺点是取出滤饼费力、耗时，而且由于驱动和制动装置设在转鼓下面， 其缺点是取出滤饼费力 、 耗时 ， 而且由于驱动和制动装置设在转鼓下面 ， 容易引起液体渗漏腐蚀及带来维修保养的不便。为了克服以上缺点， 容易引起液体渗漏腐蚀及带来维修保养的不便 。 为了克服以上缺点 ， 人们 设计了上悬式离心机，这种离心机的传动系统安装在转鼓上方，具有稳定、 设计了上悬式离心机 ， 这种离心机的传动系统安装在转鼓上方 ， 具有稳定 、 卸料较快、固体颗粒破碎少和不受液体腐蚀的优点。 卸料较快、固体颗粒破碎少和不受液体腐蚀的优点。 在生化、微生物工业中，过滤式离心机已用于味精、柠檬酸、 在生化 、 微生物工业中 ， 过滤式离心机已用于味精 、 柠檬酸 、 抗菌 素及某些生化药物和酶制剂等结晶或较大固体颗粒的过滤，脱水效率很高。 素及某些生化药物和酶制剂等结晶或较大固体颗粒的过滤 ， 脱水效率很高 。
二、沉降式离心机
这类离心机品种较多．根据其结构又可分为管式、钵式、 这类离心机品种较多．根据其结构又可分为管式、钵式、碟片式 和倾析式。它们的卸料方式也很多，如人工、离心力、刮刀、螺旋、 和倾析式。它们的卸料方式也很多，如人工、离心力、刮刀、螺旋、 喷嘴、自动卸料等。 喷嘴、自动卸料等。 1．台式或地面式普通离心机 这是一类结构最简单的实验室常用的 ． 中速离心机，转速在3， 低、中速离心机，转速在 ，000~6，000rpm 。其转子一般用角式 ， 或外摆式，多用交流整流子电动机驱动， 或外摆式，多用交流整流子电动机驱动，但电动机的碳刷易磨损而 导致离心机损坏；转速是用电压调节器调节，起动电流大， 导致离心机损坏；转速是用电压调节器调节，起动电流大，速度升 降不够均匀。操作一般在室温下进行，但个别机种也配有冷却装置， 降不够均匀。操作一般在室温下进行，但个别机种也配有冷却装置， 如贝克曼公司的TJ 台式离心机的可调温度为0~20℃。 如贝克曼公司的 -6R台式离心机的可调温度为 台式离心机的可调温度为 ℃ 2. 高速冰冻离心机 这类实验室常用的离心机最高转速可达 ， 这类实验室常用的离心机最高转速可达18， 000~25，000 rpm，因此需有冷却离心腔的致冷设备，并用热电偶 ， ，因此需有冷却离心腔的致冷设备， 监测腔内的温度，一般温度控制在0~4℃。 其转动部分是各种角式 监测腔内的温度 ， 一般温度控制在 ℃ 或外摆式转子，有的还配备区带转子、连续流动式转子或其它转子。 或外摆式转子，有的还配备区带转子、连续流动式转子或其它转子。 速度控制比台式离心机精密准确。 操作方式除间歇式外也有连续式。 速度控制比台式离心机精密准确。 操作方式除间歇式外也有连续式
超现代实验技术：离心技术
超速离心技术超速离心技术是利用物质的沉降系数、浮力、质量等方面的差异，利用强大的离心力场，使样品中的混合物得以分离、浓缩、纯化和鉴定的技术。
离心技术现在已经成为分子生物学和生物化学研究中不可缺少的一项重要技术。
离心技术可分为制备型和分析型两类。
在生物学领域可以利用这种方法，分离提取各种细胞及其亚细胞物质，如细胞膜、细胞核、染色体、线粒体、叶绿体、溶酶体、核蛋白体等。
也可以鉴定蛋白质、酶及核酸的纯度。
处理的样品可多可少，少至0.2mL以下。
离心技术的范围相当广泛。
目前，利用这种技术分离各种亚细胞物质、酶、病毒、质粒及各种核酸。
因此，为分子生物学、生物化学和医学的发展，提供了有利的手段。
自从1926年瑞典物理学家Svedberg制成世界上第一台超速离心机（45000转/分）到现在已有快80年的历史，在这期间，离心机的发展是非常迅速的。
特别是在50年代以后发展的更快，例如，美国贝克曼（Beckman）公司和杜邦苏凡尔（Dupont Sorvall）公司，英国测量科学设备公司（MSE），日本的日立（HITACHI）公司以及德国的海吕斯（Heraeus）公司，都生产出各种离心机产品，如普通离心机、高速离心机和超速离心机。
从简单的低速高容量的制备离心机到用于精密分析的超速离心机，应有尽有。
美国贝克（Beckman）公司的超速离心机居世界领先地位，采用了大规模集成电路，计算机程序控制，分离-检测，全部实现自动化；最高转速可达13多万转/分钟，并配有各种型号的垂直转头、水平转头、固定角转头、区带转头、连续转头等，供用户选用，不但操作简单、节省时间，而且进一步提高了的分离效率。
此外，离心技术也有了很大的发展，有密度梯度离心技术和区带离心技术，为生物大分子的分离、纯化和鉴定提供了优越的手段。
虽然离心机的种类有多种，离心技术也多种多样，但是它们的工作原理基本相似。
在实际工作中用的最多的还是制备型离心。
本课程主要介绍制备型分离技术。
离心技术在高中生物学实验中的应用
离心技术在高中生物学实验中的应用
离心技术是一种现代生物技术，它可以分离细胞、液体、固体物质和其他分子，并对这些
物质进行研究，对高中生物学课程有重要意义。
在使用离心技术进行细胞研究时，经常使用特殊技术来分离细胞的液体组分，从而分离出细胞的关键结构。
该技术还可以用于分离含有关联性活性的分子和重要细胞结构组分。
因此，离心技术在高中生物课程中可以用于涉及细胞结构、有机体内部物质和代谢研究的实验。
离心技术还可以用于分离极端条件下的生物大分子，例如核酸、蛋白质和唾液的分解代谢产物。
该技术可以用来分离细胞核外蛋白质以及在细胞空间中分布的细胞结构和分子。
因此，离心技术可以用于研究核糖核酸的结构特性和调控，以及细胞器的结构特性和功能，
从而为生物学教育提供帮助。
此外，离心技术还可以用于检测病毒和病毒包装，可用于鉴定病毒。
它还可以用于分离分
布在染色体外回文序列内的DNA和RNA，用于调查染色体结构及其内部大分子的功能和
应用。
因此，离心技术在高中生物学实验中具有重要意义。
综上所述，离心技术在高中生物学实验中有着重要的应用，它可以用于细胞研究，用于检测病毒和病毒包装，分离极端条件下的生物大分子，以及检测染色体内的DNA和RNA等，都有助于加深学生对生物的认知。
离心技术在高中生物学实验中的应用
离心技术在高中生物学实验中的应用陶杨娟（浙江省绍兴县柯桥中学312030）离心技术是现代生物学技术中常用的一种方法，用于细胞、血清、蛋白质、核酸及细胞亚显微结构的分离、提纯或浓缩等，尤其是超速冷冻离心法已经成为各大分子生物学实验室研究人员最常用的技术方法。
根据离心原理的不同，常见离心法为差速离心法、密度梯度区带离心法。
1离心技术简介1．1差速离心法差速离心法常用于分离细胞匀浆中的各种细胞器。
其工作原理是利用不同物质沉降速率的差异，在不同离心速度产生的不同离心力下，选择合适的离心时间分离和收集不同颗粒。
一般先将细胞（组织）打碎，然后在低温下离心，随着离心速度的增加，越来越小的颗粒就会沉淀下来。
如在800r/min （转/min）离心10min，得到的沉淀中主要含有细胞核和细胞碎片；在20000r/min下离心15min，得到的是质膜和细胞内膜；在150000r/min离心3h，得到的是核糖体，此时留在上面的上清液则是细胞溶胶。
细胞溶胶中含有丰富的蛋白质，包括许多种酶。
通过差速离心法，可以制备大量的各种细胞器，以满足研究所需。
1．2密度梯度区带离心法密度梯度区带离心法是将样品加在惰性梯度介质中进行离心沉降或沉降平衡，在一定的离心力下把颗粒分配到梯度中的某些特定位置上，形成不同区带的分离方法。
实验离心前，离心管内先装入梯度介质（如蔗糖、甘油、氯化铯溶液等），形成连续的或不连续的密度梯度介质，然后加入样品进行离心。
密度梯度在离心管内的分布是管底密度最大，向上逐渐减小。
当样品中的颗粒分子在具有密度梯度的介质中离心时，到达与自身密度相等的介质梯度时，即停止不前，最后各种组分在离心管（常用塑料的）中被分离成各自独立的区带。
可以在离心管底刺一小孔逐滴将分成区带的各组分收集，并对各个组分进行小样分析以确定区带位置。
根据被分离颗粒的性质，密度梯度区带离心法分为2种，差速区带离心法和等密度区带离心法。
前者的原理是待分离的颗粒存在沉降速度差，在一定离心力作用下，不同颗粒在密度梯度介质的不同区域会形成区带，常用的梯度介质一般为蔗糖、甘油、聚蔗糖等，该法可用于分离蛋白质、病毒粒子等；后者的原理是待分离的颗粒存在一定的浮力密度差（浮力密度差即为物质的质量减去在一定介质中所受的浮力），离心时，样品的不同颗粒向上浮起，一直移动到与它们的密度相等的介质区域中停留并形成区带，常用的梯度介质为氯化铯，可用于分离核酸、病毒粒子等。
差速离心法应用高中生物
差速离心法应用高中生物实验目的：通过差速离心法分离和纯化蛋白质样品。
实验原理：差速离心法是一种常用于分离生物大分子的方法，根据不同物质在离心力作用下的不同沉降速度来实现分离。
本实验借助差速离心法，分离和纯化蛋白质样品。
实验步骤：1. 根据所需蛋白质样品的特性，选择合适的离心管，并标记每个离心管，以避免混淆。
2. 准备好所需的蛋白质样品，并将其转移至离心管中，确保转移过程不产生气泡。
3. 将离心管插入差速离心机中，确保平衡和对应位置安全锁定。
4. 设置离心机的相关参数，如转速和离心时间，根据所需纯化程度进行调整。
5. 启动离心机，并根据实验所需离心时间设定好的转速进行离心。
离心过程中，确保外部环境稳定，以避免离心机的不稳定。
6. 离心结束后，停止离心机，并小心取出离心管。
7. 观察离心管中的沉淀和上清液。
根据需要，再次进行离心以进一步分离或纯化。
8. 根据实验需求，处理上清液和沉淀。
上清液中可能含有目标蛋白质，可采用其他技术进行进一步纯化。
沉淀中则可能含有杂质，可采取适当方法进行清洗和纯化。
实验注意事项：1. 操作离心机时要穿戴合适的个人防护装备，确保安全。
2. 根据离心机的规格和要求，设置合适的参数，避免超负荷运转或不必要的损坏。
3. 在离心过程中，禁止随意开启机器盖子或触摸运转部件，以免发生意外。
4. 离心结束后，小心取出离心管，避免液体溅出或离心管破裂。
5. 根据实验需求，适当处理离心液中的上清液和沉淀，确保实验结果准确。
通过差速离心法分离和纯化蛋白质样品，可以得到更纯净的目标蛋白质，为进一步的实验和研究提供了可靠的基础。
这种方法在生物学研究中广泛应用，并为科学研究人员提供了强有力的工具。
离心机在生命科学领域的作用
离心机在生命科学领域的作用
每个生物化学和分子生物学实验室以及各类高校都要安装多种型式的高速离心机，离心技术主要用于各种生物样品的分离和制备，生物样品悬浮液在高速旋转下，由于巨大的离心力作用，使悬浮的微小颗粒(细胞器、生物大分子的沉淀等)以一定的速度沉降，从而与溶液得以分离，而沉降速度取决于颗粒的质量、大小和密度。
一般情况下，低速离心时常以转速“rpm”来表示，高速离心时所产生的离心力则以“g”表示。
应注意离心管与旋转轴中心的距离“r”不同，即沉降颗粒在离心管中所处位置不同，则所受离心力也不同。
因此在报告超离心条件时，通常总是用地心引力的倍数“×g”代替每分钟转数“rpm”，因为它可以真实地反映颗粒在离心管内不同位置的离心力及其动态变化。
科技文献中离心力的数据通常是指其平均值(RCFav)，即离心管中点的离心力。
为便于进行转速和相对离心力之间的换算，Dole和Cotzias利用RCF的计算公式，制作了转速“rpm”、相对离心力“RCF”和旋转半径“r”三者关系的列线图，图式法比公式计算法方便(列线图参见附录)。
换算时，先在r标尺上取已知的半径和在rpm标尺上取已知的离心机转数，然后将这两点间划一条直线，与图中RCF标尺上的交叉点即为相应的相对离心力数值。
注意，若已知的转数值处于rpm标尺的右边，则应读取RCF标尺右边的数值，转数值处于rpm标尺左边，则应读取RCF标尺左边的数值。
此文章由广州深华生物技术有限公司编辑修改。
高速离心技术在生物学上应用
高速离心技术在生物学上应用高速离心技术在生物学上应用SHANG YING前言：离心技术在生物科学，特别是在生物化学和分子生物学研究领域，已得到十分广泛的应用，每个生物化学和分子生物学实验室都要装备多种型式的离心机。
离心技术主要用于各种生物样品的分离和制备，生物样品悬浮液在高速旋转下，由于巨大的离心力作用，使悬浮的微小颗粒（细胞器、生物大分子的沉淀等）以一定的速度沉降，从而与溶液得以分离，而沉降速度取决于颗粒的质量、大小和密度。
制备性超速离心的分离方法：1. 差速沉降离心法：这是最普通的离心法。
即采用逐渐增加离心速度或低速和高速交替进行离心，使沉降速度不同的颗粒，在不同的离心速度及不同离心时间下分批分离的方法。
此法一般用于分离沉降系数相差较大的颗粒。
差速离心首先要选择好颗粒沉降所需的离心力和离心时间。
当以一定的离心力在一定的离心时间内进行离心时，在离心管底部就会得到最大和最重颗粒的沉淀，分出的上清液在加大转速下再进行离心，又得到第二部分较大较重颗粒的沉淀及含较小和较轻颗粒的上清液，如此多次离心处理，即能把液体中的不同颗粒较好地分离开。
此法所得的沉淀是不均一的，仍杂有其它成分，需经过2～3次的再悬浮和再离心，才能得到较纯的颗粒。
此法主要由于组织匀浆液中分离细胞器和病毒，其优点是：操作简易，离心后用倾倒法即可将上清液与沉淀分开，并可使用容量较大的角式转子。
缺点是：须多次离心，沉淀中有夹带，分离效果差，不能一次得到纯颗粒，沉淀于管底的颗粒受挤压，容易变性失活。
2. 密度梯度区带离心法（简称区带离心法）：区带离心法是将样品加在惰性梯度介质中进行离心沉降或沉降平衡，在一定的离心力下把颗粒分配到梯度中某些特定位置上，形成不同区带的分离方法。
此法的优点是：①分离效果好，可一次获得较纯颗粒；②适应范围广，能象差速离心法一样分离具有沉降系数差的颗粒，又能分离有一定浮力密度差的颗粒；③颗粒不会挤压变形，能保持颗粒活性，并防止已形成的区带由于对流而引起混合。
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差速离 心法 常用于分 离细胞 匀浆
细胞 匀浆中的各种细胞 成分 ； 弗里 的离体细 菌的转 艾
中的各种细胞 器。其工作原理是利用不同物质 沉降速 率的差异 ， 在不 同离心速度产生 的不 同离 心力下 ， 选择 合适的离心时间分离和收集不 同颗粒 。一 般先将细胞
（ 组织 ） 打碎 ， 然后在 低温 下离 心 ， 随着离 心速 度 的增
生物学 教 学 ２１年（ ７ 第３ ０２ 第３卷） 期
叶肉细胞 维管束鞘细胞
・
４ ・ ５
变蓝
一
平行 重复原则 （ ） 分别用 同一支 移液管取 ２①
叶 肉细胞原生质 体
相等 的介质 区域 中停 留并 形成 区带 ， 常用 的梯 度介质 为氯化铯 ，Ｉ － 用于分离核酸 、 粒子等 。 ｎ － 病毒
２ 离心技术在高 中生物学教材中的应 用
离、 提纯或浓缩等 ， 尤其是超速冷冻离 心法 已经成 为各 大分子 生物学 实验室研究人员最常用 的技术方 法。根
据离心原理 的不 同， 常见离心法为差速离心法 、 度梯 密
化实验中 ， Ｓ型菌 的 Ｄ Ａ 蛋 白质 和荚膜分 离开 ， 将 Ｎ， 需
要用离心的方法 ； 噬菌体侵染 细菌 的实验 和研究 Ｄ Ａ Ｎ
的半保 留复制机制实验都将 同位素示踪法与离 心技术
相结合进行研究 ， 。 等等 例 １（ 从细 胞匀 浆 中分离 细胞 器 ， 究 其生 理 功 研
以制备 大量 的各种细胞器 ， 以满足研究所需 。
分为 ４层 ， 中第 三层存 在 的结构是有 氧呼 吸的 主要 其
场所。在下列各种材料 中， 第三层最厚的是
１ ２ 密度梯 度 区带 离心法 ．
密度 梯度 区带 离心法 是
① ② ③
将样 品加 在惰 性梯 度介 质 中进行 离 心沉 降 或沉 降 平 衡， 在一定的离 心力下 把颗粒分 配到梯 度 中的某些 特 定 位置上 ， 形成 不同区带 的分离方法 。实验离 心前 ， 离 心管内先 装 入梯 度 介 质 （ 蔗糖 、 油 、 化 铯 溶 液 如 甘 氯 等） 形 成连续 的或不 连续 的密度梯 度介质 ， ， 然后加 入 样 品进行 离心。密度梯度在离 管内的分布是 管底密 １ ５ ＂
度区带离心法。 １ 离心技术简介
离心技术主要用 于细胞 、 大分子 或高 分子 有机 物
等的分离 ， 也可作定性检测 ， 心技术 与其他分离技 如离
术（ 如电泳技术 ） 结合 ， 可用于 蛋 白质 的定性 或定量分 析。高中生物学教 材 中有 几处 涉及离 心技术 ， 如分离
Ｉ １ 差 速 离心 法 ．
试管 中， 再分别 滴 人 一滴 碘 液 ， 支试 管 中 的现 象是 两
— —
，
不能 在 Ａ Ｂ中直接 加入碘 液 ， 次取 少量 、 每
物质 的质量减去在一定 介质 中所受 的浮力 ） 离心 时 ， ， 样 品的不 同颗 粒 向上 浮起 ， 一直移 动 到与它们 的密 度
溶液多次进行 实 验 的做法 来自 循 了实 验设计 原 则 中的
胞碎 片 ； ２００ ｒｍｎ下离 心 １ｍｒ 得到的是质膜 和 在 ０ ／ ｉ ０ ５ ｉ， ｉ
细胞 内膜 ； １０００／ ｉ离心 ３ ， 到的是 核糖 体 ， 在 ５ ０ ｒｒｎ ａ ｈ得
此时 留在上面 的上清液则是 细胞溶胶 。细胞溶胶 中含 有 丰富的蛋白质 ， 包括许多种酶。通 过差速离 心法 ， 可
（ ） 处理 的方 法 是— １① — ； 分别用 吸 管 等量 从 Ａ Ｂ中分别吸取少量 的溶液加入标 号为 １２的两支 、 、
的原理是待分离 的颗粒存 在沉 降速度差 ， 在一定 离 心
力作用下 ， 不同颗粒 在密度 梯度介 质 的不 同 区域 会形
成 区带 ， 常用 的梯度介质一般为蔗糖 、 甘油 、 聚蔗糖 等 ， 该法可用于分离蛋 白质 、 病毒 粒子等 ； 后者 的原理是 待 分离 的颗粒存在一定 的浮力密度 差 （ 力密度 差 即为 浮
・
４・ ４
生 物学教 学 ２１年（ ７ 第３ ０２ 第３ 卷） 期
离心技术在 高 中生物学实验 中的应用
陶杨娟 （ 江 绍 县 桥 学 ３０ ） 浙 省 兴 柯 中 １３ ２０
离心技 术是现代 生物学技术 中常用 的一种方 法 ， 用 于细胞 、 血清 、 白质 、 蛋 核酸及 细胞亚显 微结构 的分
例 ２ 从细胞 中分离 酶 ， （ 研究 其催化机理 ）科 学家
根据被分离颗粒 的性质 ， 度梯 度区 带离心 法分 密 为 ２种 ， 差速区带离 心法 和等密度 区带 离心 法。前者
发现 ｃ 植物合成淀粉 的部位是维管束鞘细 胞 ， 肉细 叶 胞 中不能合成淀粉的原因是缺少 暗反应所需要 的三羧 酸酶系 。根据 ｃ 植物不完整的实验图解 分析 回答 ：
度最大 ， 向上逐渐减 小。当样 品中的颗粒 分 子在具 有 密度梯度的介 质 中离 心时 ， 到达与 自身密度 相等 的介 质梯度时 ， 即停 止不前 ， 最后 各种组分 在离 心管 （ 常用 塑料的 ） 中被分离成各 自独立 的区带 。可 以在离 心管 Ｃ 心肌细胞 ．
④ 图１
Ａ 衰老的皮肤细胞 ．
加， 越来越小的颗粒就会沉淀下来 。如在 ８０／ ｉ（ ０ ｒｒｎ 转 ａ
／ ｉ） ａ ｒ ｎ 离心 １ ｒｎ 得 到的沉淀 中主要含有 细胞核和 细 ０ ｉ， ａ
能 ）有研究者将下 列 ４种 等量 的细胞 分别磨 碎 ， 然后
放到 ４支离 心试 管 内高速旋 转离心 ， 果磨碎 的液 体 结
Ｂ 口腔上皮细胞 ．
Ｄ 脂肪细胞 ．
解 析 经离心后第三层的结构是有氧呼吸 的主要 场所 ， 可知该层 中的结构为线粒体 ， 项 Ｃ中的心 肌 而选 细胞需要的能量较多 ， 的线粒体也多 ， 厚。答 具有 故最
案选 Ｃ 。
底刺一小孔逐滴将 分成 区带的各 组分 收集 ， 并对 各个
组分进行小样分析以确定 区带位置 。