生物工藝細胞離心分離

1、1發(fā)酵液的固液分離發(fā)酵液的固液分離 發(fā)酵液固液分離手段離心微孔膜過濾雙水相萃取泡沫分離擴張床吸附23離心，與過濾比較優(yōu)點：分離速度快、效率高、液相澄清度好，操作時衛(wèi)生條件好優(yōu)點，適于大規(guī)模分離過程缺點：投資設(shè)備高，能耗大，固相干燥程度不如壓濾操作。有哪些形式離心呢？重力沉降（ 自己離心自己）離心過濾離心沉降離心分離45重力沉降重力沉降 以液固沉降為例，重力沉降過程中固體以液固沉降為例，重力沉降過程中固體顆粒受到重力，浮力和摩擦力的作用對球形的顆粒受到重力，浮力和摩擦力的作用對球形的固體顆粒，當(dāng)固體顆粒，當(dāng)10-4Re1時時(滯流區(qū)滯流區(qū)),當(dāng)重力，當(dāng)重力，浮力和摩擦力達到平衡時，球形固體顆粒沉

2、降，浮力和摩擦力達到平衡時，球形固體顆粒沉降，沉降速度為沉降速度為LLspggdv18)(2Stokes定律6 相對離心力（離心分離因數(shù)，離心力強度）相對離心力（離心分離因數(shù)，離心力強度） 懸浮粒子受到離心力的作用，將懸浮粒子受到離心力的作用，將向離心管底部移動，沉降，這個粒子所受到向離心管底部移動，沉降，這個粒子所受到的離心力與它受到的地球重力相比較，稱為的離心力與它受到的地球重力相比較，稱為相對離心力（相對離心力（RCF），也稱為分離因子。，也稱為分離因子。 grngrngrmgrmFFRCF222224)2(重力離心力從以上公式可看出從以上公式可看出RCF是與沉降的粒子質(zhì)量無是與沉降的粒

3、子質(zhì)量無關(guān)的值。關(guān)的值。7沉降速度及沉降系數(shù)沉降速度及沉降系數(shù) 222218)(18)(SrdtdrvdSrddtdrvsLLspLLsps則令S為單位離心場力作用下的粒子的沉降系數(shù)。為單位離心場力作用下的粒子的沉降系數(shù)。從以上得知：從以上得知：S是溶劑物性的函數(shù)，與溫度及是溶劑物性的函數(shù)，與溫度及溶劑有關(guān)。溶劑有關(guān)。1S=10-13s8一些蛋白質(zhì)的沉降系數(shù)一些蛋白質(zhì)的沉降系數(shù)9沉降時間沉降時間 下列積分：下列積分：2Srdtdr21/2)ln(Srrt 圓形顆粒完全沉降需要的時間圓形顆粒完全沉降需要的時間10K是轉(zhuǎn)子的效率因子（通常是轉(zhuǎn)子的效率因子（通常K值為值為101,000或更大）。與轉(zhuǎn)

4、子大小和速度有關(guān)?；蚋螅?。與轉(zhuǎn)子大小和速度有關(guān)。 根據(jù)廠家提供的最大根據(jù)廠家提供的最大K值就可估計在值就可估計在一定的轉(zhuǎn)速時具有一定沉降系數(shù)的某種顆粒一定的轉(zhuǎn)速時具有一定沉降系數(shù)的某種顆粒的沉降時間。的沉降時間。SKtrrK/)ln(21/2則令BACK1112 1.按離心形式分按離心形式分 離心過濾：在離心過濾：在有孔轉(zhuǎn)鼓有孔轉(zhuǎn)鼓的離心機中通過的離心機中通過過濾過濾介質(zhì)介質(zhì)分離懸浮液的過程為離心過濾分離懸浮液的過程為離心過濾 離心沉降：利用離心沉降：利用固液兩相比重的差異固液兩相比重的差異在離心在離心機機無孔轉(zhuǎn)鼓或管子無孔轉(zhuǎn)鼓或管子中進行懸浮液沉降分離者為中進行懸浮液沉降分離者為離心沉降。

5、離心沉降。 離心分離：分離不同比重液體的過程為離心離心分離：分離不同比重液體的過程為離心分離。分離。132.按離心的轉(zhuǎn)速分143.離心方法 分類差速離心區(qū)帶離心繼續(xù)繼續(xù)15 差速離心法：差速離心法： 采用采用逐漸增加離心速度逐漸增加離心速度或或低速和高低速和高速交替進行速交替進行離心，使沉降速度不同的顆粒，在離心，使沉降速度不同的顆粒，在不同離心不同離心速度速度及不同離心及不同離心時間時間下分批離心的方下分批離心的方法。法。 它是利用各種粒子它是利用各種粒子密度密度的不同，因而的不同，因而在離心力場中其在離心力場中其沉降速度沉降速度亦不同，從而達到分亦不同，從而達到分離的目的。離的目的。16

6、缺點：每次沉降的沉淀粒子不是均一的，在某缺點：每次沉降的沉淀粒子不是均一的，在某離心力下除了大粒子都沉淀外，部分中粒子和離心力下除了大粒子都沉淀外，部分中粒子和少部分小粒子也可能沉淀下來，且數(shù)目隨著離少部分小粒子也可能沉淀下來，且數(shù)目隨著離心時間的延長而增加。故不容易得到粒度均勻心時間的延長而增加。故不容易得到粒度均勻的粒子，需要將沉淀重新懸浮、洗滌，再次離的粒子，需要將沉淀重新懸浮、洗滌，再次離心，反復(fù)數(shù)次，才有較好效果。心，反復(fù)數(shù)次，才有較好效果。 一般用于一般用于 分離分離沉降系數(shù)相差較大沉降系數(shù)相差較大的粒子。的粒子。171819例子例子BACK202、區(qū)帶離心（、區(qū)帶離心（zonal

7、 centrifugation） 樣品在一樣品在一惰性密度梯度介質(zhì)惰性密度梯度介質(zhì)中進行離心沉中進行離心沉降或沉降平衡，在一定離心力把顆粒分配到密度梯度降或沉降平衡，在一定離心力把顆粒分配到密度梯度某些特定位置上，形成不同區(qū)帶的沉降方法。某些特定位置上，形成不同區(qū)帶的沉降方法。根據(jù)離心操作條件的不同，分根據(jù)離心操作條件的不同，分 差速區(qū)帶離心差速區(qū)帶離心和和平衡平衡區(qū)帶離心區(qū)帶離心2種。種。 優(yōu)點；分離效果好，適用范圍廣，顆粒不易優(yōu)點；分離效果好，適用范圍廣，顆粒不易失活變形。失活變形。 缺點；離心時間長，需要制備梯度，操作復(fù)缺點；離心時間長，需要制備梯度，操作復(fù)雜。雜。BACK21 （1）差

8、速區(qū)帶離心法）差速區(qū)帶離心法 A：原理原理 把樣品鋪放在一個事先制備的連把樣品鋪放在一個事先制備的連續(xù)的密度梯度上，在垂直于軸方向上的近軸續(xù)的密度梯度上，在垂直于軸方向上的近軸處（處（x1）介質(zhì)密度最小，離軸遠處（）介質(zhì)密度最小，離軸遠處（x2）密）密度最大，但最大密度度最大，但最大密度L L一般小于樣品中最小一般小于樣品中最小粒子的密度粒子的密度s。這樣，所有的粒子的沉降速。這樣，所有的粒子的沉降速率率dx/dt0。離心一定時間后，沉降顆粒逐。離心一定時間后，沉降顆粒逐漸分開，最后形成一系列的界面清楚的不連漸分開，最后形成一系列的界面清楚的不連續(xù)的區(qū)帶。續(xù)的區(qū)帶。2218)(rddtdrLL

9、sp22返回返回23（2）平衡區(qū)帶離心）平衡區(qū)帶離心 被分離的所有粒子的密度都應(yīng)在所采被分離的所有粒子的密度都應(yīng)在所采用的溶液梯度密度的范圍內(nèi)，如果離心時間足用的溶液梯度密度的范圍內(nèi)，如果離心時間足夠長，各種粒子沉降或上浮到與它密度相當(dāng)位夠長，各種粒子沉降或上浮到與它密度相當(dāng)位置（即置（即l l=s s處），因為處），因為l ls s=0，所以，所以 dr/dt=0，粒子在這個離心環(huán)境中停止下降或，粒子在這個離心環(huán)境中停止下降或上浮，即使繼續(xù)離心，也不變化。上浮，即使繼續(xù)離心，也不變化。 24說明：說明： 等密度梯度離心法所得到的區(qū)帶與粒子等密度梯度離心法所得到的區(qū)帶與粒子的的密度有關(guān)密度有關(guān)。而與其它參數(shù)（如：大小、形。而與其它參數(shù)（如：大小、形狀）無關(guān)，但狀）無關(guān)，但后二者決定達到平衡的速度、后二者決定達到平衡的速度、時間和區(qū)帶的寬度。時間和區(qū)帶的寬度。25一些生物大分子在蔗糖溶液中的密度一些生物大分子在蔗糖溶液