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離心原理 當(dāng)含有細(xì)小顆粒的懸浮液靜置不動時，由于重力場的作用使得懸浮的顆粒逐漸下沉。粒子越重，下沉越快，反之密度比液體小的粒子就會上浮。微粒在重力場下移動的速度與微粒的大小、形態(tài)和密度有關(guān)，并且又與重力場的強度及液體的粘度有關(guān)。象紅血球大小的顆粒，直徑為數(shù)微米，就可以在通常重力作用下觀察到它們的沉降過程。 此外，物質(zhì)在介質(zhì)中沉降時還伴隨有擴散現(xiàn)象。擴散是無條件的絕對的。擴散與物質(zhì)的質(zhì)量成反比，顆粒越小擴散越嚴(yán)重。而沉降是相對的，有條件的，要受到外力才能運動。沉降與物體重量成正比，顆粒越大沉降越快。對小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質(zhì)等，它們在溶液中成膠體或半膠體狀態(tài)，僅僅利用重力是不可能觀察到沉降過程的。因為顆粒越小沉降越慢，而擴散現(xiàn)象則越嚴(yán)重。所以需要利用離心機產(chǎn)生強大的離心力，才能迫使這些微?？朔U散產(chǎn)生沉降運動。 離心就是利用離心機轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強大的離心力，加快液體中顆粒的沉降速度，把樣品中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開。離心力(F)的大小取決于離心轉(zhuǎn)頭的角速度(ˉ，r/min)和物質(zhì)顆粒距離心軸的距離(r，cm)。它們的關(guān)系是：F＝ˉ2R 為方便起見，F(xiàn)常用相對離心力也就是地心引力的倍數(shù)表示。即把F值除以重力加速度g(約等于9.8m/s2)得到離心力是重力的多少倍，稱作多少個g。例如離心機轉(zhuǎn)頭平均半徑是6cm，當(dāng)轉(zhuǎn)速是60000r/min時，離心力是240000×g，表示此時作用在被離心物質(zhì)上的離心力是日常地心引力的24萬倍。 因此，轉(zhuǎn)速r/min和離心力g值之間并不是成正比關(guān)系，還和半徑有關(guān)。同樣的轉(zhuǎn)速，半徑大一倍，離心力(g值)也大一倍。轉(zhuǎn)速(r/min)和離心力(g值)之間的關(guān)系可用下式換算： 其換算公式如下：Mt\lS_x~RV G＝1.11＊10（－５）＊R＊（rpm）２ G為離心力，一般以ｇ（重力加速度）的倍數(shù)來表示。 10（－５）即：10的負(fù)五次方。 （rpm）２即：轉(zhuǎn)速的平方。 R為半徑，單位為厘米。 例如，離心半徑為10厘米，轉(zhuǎn)速為8000， 其離心力為： G＝1.11＊10（－５）＊10＊（8000）２＝7104 即離心力為7104g.而當(dāng)離心力為8000g時，其轉(zhuǎn)速應(yīng)為：8489即約為8500rpm. 值得注意的是，這里跟半徑是相關(guān)的。也就是說，不同的離心機其換算關(guān)系是不一樣的。 普通離心機可以用計算器算一下，很準(zhǔn)。而低溫離心機則不須如此費事。上面有按鈕可以在rpm與g之間切換，非常方便。 以前的文章，尤其是國內(nèi)的文章通常以rpm來表示。現(xiàn)在多傾向于以g來表示。 轉(zhuǎn)速有離心力（×g）和每分鐘轉(zhuǎn)速（rpm)兩種表示方式，有些離心機沒有自動切換功能。下面的公式可以幫助解決這個問題： g=r×11.18×10-6×rpm2(式中r為有效離心半徑，即從離心機軸心到離心管桶底的長度) 如:轉(zhuǎn)速為3000rpm，有效離心半徑為10cm，則離心力為=10×11.18×10-6×30002=1006.2（×g）。 |
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