必威体育网離心機及rpm單位與g(rcf)單位的換算
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離心技術在生物科學,特別是在生物化學和分子生物學研究領域,已得到十分廣泛的應用,每個(ge) 生物化學和分子生物學實驗室都要裝備多種型式的離心機。離心技術主要用於(yu) 各種生物樣品的分離和製備,生物樣品懸浮液在高速旋轉下,由於(yu) 巨大的離心力作用,使懸浮的微小顆粒(細胞器、生物大分子的沉澱等)以一定的速度沉降,從(cong) 而與(yu) 溶液得以分離,而沉降速度取決(jue) 於(yu) 顆粒的質量、大小和密度。
基本原理:
當一個(ge) 粒子(生物大分子或細胞器)在高速旋轉下受到離心力作用時,此離心力“F”由下式定義(yi) ,即:
F = m&S226;a = m&S226;ω2 r
a — 粒子旋轉的加速度, m — 沉降粒子的有效質量,ω—粒子旋轉的角速度, r—粒子的旋轉半徑( cm )。
通常離心力常用地球引力的倍數來表示,因而稱為(wei) 相對離心力 “ RCF ”。或者用數字乘“g”來表示,例如25000×g,則表示相對離心力為(wei) 25000。相對離心力是指在離心場中,作用於(yu) 顆粒的離心力相當於(yu) 地球重力的倍數,單位是重力加速度“g”
(980cm/sec2),此時“RCF”相對離心力可用下式計算:∴ RCF = 1.119×10-5×(rpm)2 r
( rpm — revolutions per minute每分鍾轉數,r/min )
由上式可見,隻要給出旋轉半徑r,則RCF和rpm之間可以相互換算。但是由於(yu) 轉頭的形狀及結構的差異,使每台離心機的離心管,從(cong) 管口至管底的各點與(yu) 旋轉軸之間的距離是不一樣的,所以在計算是規定旋轉半徑均用平均半徑“ra v”代替:
ra v=( r min+rmax) / 2
一般情況下,低速離心時常以轉速“rpm”來表示,高速離心時則以“g” 表示。計算顆粒的相對離心力時,應注意離心管與(yu) 旋轉軸中心的距離“r”不同,即沉降顆粒在離心管中所處位置不同,則所受離心力也不同。因此在報告超離心條件時,通常總是用地心引力的倍數“×g”代替每分鍾轉數“rpm”,因為(wei) 它可以真實地反映顆粒在離心管內(nei) 不同位置的離心力及其動態變化。科技文獻中離心力的數據通常是指其平均值(RCFa v),即離心管中點的離心力。
單位rpm與(yu) g的換算
離心機可分為(wei) 工業(ye) 用離心機和實驗用離心機。實驗用離心機又分為(wei) 製備性離心機和分析性離心機,製備性離心機主要用於(yu) 分離各種生物材料,每次分離的樣品容量比較大,分析性離心機一般都帶有光學係統,主要用於(yu) 研究純的生物大分子和顆粒的理化性質,依據待測物質在離心場中的行為(wei) (用離心機中的光學係統連續監測),能推斷物質的純度、形狀和分子量等。分析性離心機都是超速離心機。
製備性離心機可分為(wei) 三類:
⑴ 普通離心機:最大轉速6000 rpm左右,最大相對離心力近6000×g,容量為(wei) 幾十毫升至幾升,分離形式是固液沉降分離,轉子有角式和外擺式,其轉速不能嚴(yan) 格控製,通常不帶冷凍係統,於(yu) 室溫下操作,用於(yu) 收集易沉降的大顆粒物質,如紅血球、酵母細胞等。這種離心機多用交流整流子電動機驅動,電機的碳刷易磨損,轉速是用電壓調壓器調節,起動電流大,速度升降不均勻,一般轉頭是置於(yu) 一個(ge) 硬質鋼軸上,因此精確地平衡離心管及內(nei) 容物就極為(wei) 重要,否則會(hui) 損壞離心機。
⑵ 高速冷凍離心機:最大轉速為(wei) 20000~25000rpm(r/min),最大相對離心力為(wei) 89000×g,最大容量可達3升,分離形式也是固液沉降分離,轉頭配有各種角式轉頭、蕩平式轉頭、區帶轉頭、垂直轉頭和大容量連續流動式轉頭、一般都有製冷係統,以消除高速旋轉轉頭與(yu) 空氣之間摩擦而產(chan) 生的熱量,離心室的溫度可以調節和維持在0~40℃,轉速、溫度和時間都可以嚴(yan) 格準確地控製,並有指針或數字顯示,通常用於(yu) 微生物菌體(ti) 、細胞碎片、大細胞器、硫銨沉澱和免疫沉澱物等的分離純化工作,但不能有效地沉降病毒、小細胞器(如核蛋白體(ti) )或單個(ge) 分子。
⑶ 超速離心機:轉速可達50000~80000 rpm,相對離心力最大可達510000×g,最著名的生產(chan) 廠商有美國的貝克曼公司和日本的99cybermonday公司等,離心容量由幾十毫升至2升,分離的形式是差速沉降分離和密度梯度區帶分離,離心管平衡允許的誤差要小於(yu) 0.1克。超速離心機的出現,使生物科學的研究領域有了新的擴展,它能使過去僅(jin) 僅(jin) 在電子顯微鏡觀察到的亞(ya) 細胞器得到分級分離,還可以分離病毒、核酸、蛋白質和多糖等.