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实验室常用的离心方法

2014/3/17 14:26:14??????点击:

(1)差速离心法(又称分步离心法) 采用不同的离心速度和离心时间,使沉降速度不同的颗粒分步离心的方法,称为差速离心。操作时,将含有两种不同颗粒的混悬液,以常速离心,使大的颗粒下沉,将上清液倾倒于另一离心管中,再加大离心力,离心一定时间,分离小的颗粒,反复多次分离,达到分离目的。差速离心主要用于分离大小和密度差异较大的颗粒。差速离心法的优点是:操作简单,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;分离时间短、重复性高;样品处理量大。缺点是:分辨率有限、分离效果差,沉淀系数在同一个数量级内的各种粒子不容易分开,不能一次得到纯颗粒;壁效应严重,特别是当颗粒很大或浓度很高时,在离心管一侧会出现沉淀;颗粒被挤压,离心力过大、离心时间过长会使颗粒变形、聚集而失活。

 

图-1 差速离心法原理示意图

(2)密度梯度离心法(又称区带离心法) 该法又分为速率区带离心法和等密度区带离心法。样品在一定惰性梯度介质中进行离心沉淀或沉降平衡,在一定离心力下把颗粒分配到梯度液中某些特定位置上,形成不同区带的分离方法。该法的优点是:具有很好的分辨率,分离效果好,可一次获得较纯颗粒;适用范围广,既能分离沉淀系数差的颗粒,又能分离有一定浮力密度的颗粒;颗粒不会积压变形,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。缺点是:离心时间较长;需要制备梯度液;操作严格,不宜掌握。
①速率区带离心法:是根据分离的粒子在离心力作用下,在梯度液中沉降速度的不同,离心后具有不同沉降速度的粒子处于不同的密度梯度层内形成几条分开的样品区带,达到彼此分离的目的。临床常使用的分离液是Ficoll、Percoll及蔗糖。把静脉血中单个核细胞分离出来,前一种分离液将血液中单个核细胞(淋巴细胞和单核细胞)分为一个层,同时提出。而Percoll分离液将血中淋巴细胞和单核细胞分为二个梯度层,分别提取。后者分离效果优于前者,但操作繁琐。

 


图-2 速率区带离心示意图

②等密度区带离心法:当不同颗粒存在浮力密度差时,在离心力场下,颗粒或向下沉降,或向上浮起,一直沿梯度移动到它们密度恰好相等的位置上(即等密度点)形成区带,称为等密度区带离心法。等密度区带离心的有效分离取决于颗粒的浮力密度差,密度差越大,分离效果越好,与颗粒的大小和形状无关,但后两者决定着达到平衡的速率、时间和区带的宽度。


 

图-3 等密度区带离心示意图

(3)分析性超速离心法
①分析型超速离心机的工作原理:分析型超速离心机主要由一个椭圆形的转子、一套真空系统和一套光学系统所组成。该转子通过一个柔性的轴连接成一个高速的驱动装置,此轴可使转子在旋转时形成自己的轴。转子在一个冷冻的真空腔中旋转,其容纳两个小室:分析室和配衡室。分析室的容量一般为1ml,呈扇形排列在转子中,其工作原理与一个普通水平转子相同。分析室有上下两个平面的石英窗,离心机中装有的光学系统可保证在整个离心期间都能观察小室中正在沉降的物质,可以通过对紫外光的吸取(如对蛋白质和DNA)或折射率的不同对沉降物进行监测。在分析室中物质沉降时重粒子和轻粒子之间形成的界面就像一个折射的透镜,结果在检测系统的照相底板上产出一个“峰”,由于沉降不断进行,界面向前推进,故“峰”也在移动,从峰移动的速度可以得到物质沉降速度的指标。

 


图-4 分析型超速离心系统示意图

②分析性超速离心法的应用范围:测定生物大分子的相对分子重量。测定相对分子重量中应用最广的是沉降速度法,用照相记录,即可求出粒子的沉降系数。生物大分子的纯度估计。分析型超速离心机已广泛地应用于研究DNA制剂、病毒和蛋白质的纯度。分析生物大分子中的构象变化。可以通过检查样品在沉降速度上的差异来证实。

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