生物化学,分子生物学,医学和其他领域的研究人员通常使用离心分离样品成分,一种依赖重力和质量的技术:异质溶液中的颗粒会根据大小和密度而分开。较小,密度较小的颗粒也可能向下迁移,但速度较慢。有些颗粒永远不会沉降,但仍悬浮在溶液中。由于离心机加速并增强了这一过程,因此自19世纪后期以来,他们发现了整个科学的广泛使用。
离心利用中心力将异质溶液的分离驱动到上清液和颗粒中。现代离心机通过以高速旋转溶液的旋转速率来增加重力的力量,以提高沉降速度。在此过程中,具有较高颗粒密度的材料会朝着离心轴(下管下)沉积,而颗粒密度较低的材料会沉积从离心轴远离沉积物。例如,悬浮液中的细菌细胞具有很高的颗粒密度,并且会倾向于底部。
通常,在正常重力(1 g)的力下通常需要数小时或几天的过程,可以将10,000 g的力用相对廉价且易于使用的设备施加10,000 g时。离心机越快(即rpm越高),速度越快。相对离心力(RCF)是表达重力(G-Force)或转子转动的另一种方式,该方法使研究人员可以轻松地分离组织,细胞,细胞器和大分子以进行进一步研究。
离心机结合了两种类型的转子之一,它们容纳了发生分离的管子。固定角转子相对于旋转轴,固定角度的管子以稳定的角度(通常为45°)固定管。当施加中心力时,摆动的桶圆圈摇摆,并将细胞保持大约90°角相对于旋转角度。回想一下,更密集的材料将分开向中心力的角度分开。因此,在摆动的桶转子中,颗粒的材料将在锥体离心管的底部形成,而在固定角度转子中处理的管将在侧面形成沉积物。如果将固体捕获到管的角度,这可能是有问题的。
摇摆式转子提供了优越的沉积位置,这一事实使它们成为在大多数条件下离心样品的明显选择。但是,固定角度转子提供了宝贵的好处,这通常使它们成为更理想的选择。这些是什么?首先,由于其简单有效的管间距,固定角度转子可以容纳更多的管子,与其摇摆式烤盘对应物相比,它对于高通量应用程序更为实用。接下来,由于金属合金材料的刚性设计,固定转子在分离生物大分子(例如RNA,DNA和蛋白质)时可以承受更高的重力。最后,研究人员经常希望在离心后反复清洗沉淀物材料。颗粒在管的侧面的放置可以使其更容易地用溶液洗涤,而不会干扰颗粒。