離心課堂-差速離心方法

在實驗過程中，由于樣品的各種性質差異，只有選擇了正確的離心方法，才能獲得預期的分離純化結果。常用的離心方法主要有差速離心法、密度梯度離心法。其中密度梯度離心法又可細分為速率區帶離心和等密度梯度離心法。本期向大家具體介紹離心方法之差速離心。

離心方法之差速離心

差速離心法(differential velocity centrifugation method)又稱離心力差分離法。

差速離心法原理

利用樣品中各組分沉降系數的差異，對不同的微粒施以不同的離心力，經過多次離心，離心速度逐步加大，將不同的微粒依次沉降，從而實現離心分離。

差速離心原理可用離心力表達式說明：F=ma， 其中 a=ω2R。

由于小粒徑的微粒質量小，分離時所需離心力大。為滿足大離心力的需要，必需提高其旋轉速度，方可分離。以不同的離心力分離不同粒徑的微粒是動力學的分離方法，特別是沉降速度差別較大的微粒多采用此種分離方法。

如果分離樣品中有大中小三種不同粒徑的微粒，對它們施以不同的離心力，大粒徑的微粒，其質量較大，將會首先沉降；分離上清液，以更大轉速對上清液進行第二次離心，中顆粒被分離出來；再取上清以更大離心力，更高的轉速，最后沉降小顆粒，以達到不同顆粒的分離，如圖1所示。

圖1差速離心

由于在每種顆粒的沉淀物中總含有部分次級顆粒，如想將某種顆粒提純，需對該顆粒的沉淀物進行稀釋后再離心沉淀，最終可制備出理想純度的顆粒。

差速離心法之優劣勢

差速離心主要用于分離直徑和密度差異較大的顆粒，其優勢在于分離時間短、重復性高，樣品處理量大，可用于大量樣品的初分離。

但是在使用差速離心法分離復雜樣品時，或分離純度要求較高時，會需要多次進行離心，操作繁雜；其次，由于沉淀的多次清洗、溶解及再沉淀，容易引起中間損失，會造成離心分辨力差的問題；此外，實際分離時由于離心時的對流、擴散和收取沉淀時的污染，對于一些沉降系數相差不大的組分無法進行的分離提純。由于差速離心法在樣品的純度和回收率方面的限制，它主要用于用于大量樣品的初步分離提純，為下一步檢測或實驗做準備。

例如，我們可以對動物肝組織勻漿液進行多次的不同相對離心力和時間的離心和沉淀/上清分步收集，得到樣品的細胞核、線粒體、溶酶體和核糖體等的初步分離富集沉淀，用于下一步的其他檢測或者精細純化實驗。具體的處理流程如下：

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