2022年醫(yī)學(xué)專題-第二章-細(xì)胞分離與破碎-2(0)

生科院生物(shēngwù)工程系2022/11/13生物(shēngwù)分離工程BioseparationEngineering侯志敏第一頁(yè)，共八十七頁(yè)。第二章

細(xì)胞分離(fēnlí)與破碎第二頁(yè)，共八十七頁(yè)。主要內(nèi)容1.發(fā)酵液預(yù)處理2.細(xì)胞分離(fēnlí)3.細(xì)胞破碎

第三頁(yè)，共八十七頁(yè)。第一節(jié)發(fā)酵液預(yù)處理第四頁(yè)，共八十七頁(yè)。2022/11/135一、發(fā)酵液的一般特性(tèxìng)二、發(fā)酵液預(yù)處理的目的和要求三、發(fā)酵液預(yù)處理的方法第五頁(yè)，共八十七頁(yè)。2022/11/136一、發(fā)酵液的一般(yībān)特性水分含量高（90-99%）產(chǎn)物濃度低（<10%）發(fā)酵液黏度大，不易過(guò)濾殘留培養(yǎng)基成分含有發(fā)酵代謝(dàixiè)副產(chǎn)物發(fā)酵液含有色素、毒性物質(zhì)和熱源物質(zhì)等有機(jī)雜質(zhì)第六頁(yè)，共八十七頁(yè)。2022/11/137二、發(fā)酵液預(yù)處理的目的(mùdì)和要求（一）目的改變發(fā)酵液特性，加速固液分離富集分離產(chǎn)物(chǎnwù)于固相（或液相）去除部分雜質(zhì)，減少后續(xù)分離負(fù)荷第七頁(yè)，共八十七頁(yè)。2022/11/138（二）要求菌體分離發(fā)酵懸浮物的去除固液懸浮物的去除蛋白質(zhì)的去除重金屬離子的去除色素、毒物和熱源物等有機(jī)質(zhì)的去除改變發(fā)酵液特性，利于(lìyú)后續(xù)分離工作調(diào)節(jié)適宜的pH值和溫度第八頁(yè)，共八十七頁(yè)。楊白勞是怎么(zěnme)死的?第九頁(yè)，共八十七頁(yè)。2022/11/1310鹵水(lǔshuǐ)點(diǎn)豆腐——凝聚原理黃豆里的蛋白質(zhì)團(tuán)粒被水簇?fù)碇煌５剡\(yùn)動(dòng)，聚不到一塊兒，形成了“膠體”溶液。點(diǎn)鹵用鹽鹵或石膏(shígāo)，鹽鹵主要含氯化鎂，石膏(shígāo)是硫酸鈣，它們能使分散的蛋白質(zhì)團(tuán)粒很快地聚集到一塊兒，成了白花花的豆腐腦。第十頁(yè)，共八十七頁(yè)。2022/11/1311三、發(fā)酵液預(yù)處理的方法(fāngfǎ)（一）凝集和絮凝方法1、凝集在凝聚劑的作用下，使發(fā)酵液中的膠體脫穩(wěn)并使粒子相互凝聚為1mm大小塊狀絮凝體的過(guò)程。本質(zhì)：對(duì)初始粒子表面電荷的中和、消除(xiāochú)離子表面穩(wěn)定的雙電荷層。第十一頁(yè)，共八十七頁(yè)。2022/11/1312膠體(jiāotǐ)雙電子層的結(jié)構(gòu)————————————++++++電荷(diànhè)密度+++++++++———————————————+++++++++吸附(xīfù)層擴(kuò)散層距固體表面的距離正電荷分布負(fù)電荷分布第十二頁(yè)，共八十七頁(yè)。2022/11/1313破壞(pòhuài)雙電荷層的方法加入(jiārù)具有相反電性的電解質(zhì)，中和膠粒電性，降低雙電子層的排斥力，導(dǎo)致膠粒的相互碰撞。另外，由于電解質(zhì)在水中的水化作用，會(huì)破壞膠粒周圍的水化層，促使膠粒碰撞、聚集、沉降。第十三頁(yè)，共八十七頁(yè)。凝聚劑種類：硫酸鋁Al2(SO4)3·18H2O(明礬)、氯化鋁AlCl3·6H2O、三氯化鐵FeCl3·6H2O、硫酸亞鐵FeSO4·7H2O、石灰、ZnSO4、MgCO3等。

機(jī)理：A、破壞雙電層，B、水解(shuǐjiě)后膠體吸附，C、氫鍵結(jié)合等。第十四頁(yè)，共八十七頁(yè)。2022/11/1315（一）凝集和絮凝方法(fāngfǎ)2、絮凝在高分子絮凝劑的作用下，通過(guò)橋架作用使粒子相互作用形成較大的絮凝團(tuán)的過(guò)程。本質(zhì)：懸浮粒子與絮凝劑之間的橋架作用。第十五頁(yè)，共八十七頁(yè)。2022/11/1316絮凝現(xiàn)象(xiànxiàng)與原理絮凝劑菌體細(xì)胞廢水處理第十六頁(yè)，共八十七頁(yè)。絮凝劑是一種能溶于水的高分子聚合物，具長(zhǎng)鏈狀結(jié)構(gòu)，其鏈上含有許多活性功能(gōngnéng)團(tuán)，包括帶電荷的離子基團(tuán)和不帶電荷的非離子型基團(tuán)。第十七頁(yè)，共八十七頁(yè)。絮凝劑種類：

①有機(jī)高分子聚合物，如聚丙烯酰胺類衍生物、聚苯乙烯類衍生物；②無(wú)機(jī)高分子聚合物，如聚合鋁鹽、聚合鐵鹽等；③天然有機(jī)高分子絮凝劑，如聚糖類膠粘物、海藻酸鈉、明膠、骨膠(gǔjiāo)、殼多糖等。

機(jī)理：絮凝劑主要起中和電荷、橋架和網(wǎng)絡(luò)作用第十八頁(yè)，共八十七頁(yè)。2022/11/1319復(fù)合型生物(shēngwù)絮凝劑第十九頁(yè)，共八十七頁(yè)。凝聚和絮凝是兩種方法，兩個(gè)概念。

凝聚：投加的化學(xué)物質(zhì)（鋁、鐵的鹽類或石灰等）中和膠體的電荷，使粒子相互聚集成１mm

大小塊狀凝聚體的過(guò)程。絮凝：使用絮凝劑（天然的和合成的大分子量聚電解質(zhì)）將膠體粒子交聯(lián)成網(wǎng)，形成(xíngchéng)10mm大小絮凝團(tuán)的過(guò)程。其中絮凝劑主要起架橋作用。第二十頁(yè)，共八十七頁(yè)。

凝聚：膠體粒子(10-100nm)中性鹽促進(jìn)下脫穩(wěn)相互聚集成大粒子（1mm）

機(jī)理：a中和粒子表面(biǎomiàn)電荷

b消除雙電層結(jié)構(gòu)絮凝：大分子聚電解質(zhì)將膠體粒子交聯(lián)成網(wǎng)狀，形成絮凝團(tuán)的過(guò)程

機(jī)理：架橋作用第二十一頁(yè)，共八十七頁(yè)。

凝聚和絮凝技術(shù)能有效的改變(gǎibiàn)細(xì)胞菌體和蛋白質(zhì)等膠體粒子的分散狀態(tài),使其聚集起來(lái),增大體積以便固液分離,常用于菌體細(xì)小而且黏度大的發(fā)酵液的預(yù)處理中.第二十二頁(yè)，共八十七頁(yè)。2022/11/1323（二）加熱法前提：產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性高目的：降低發(fā)酵液黏度加速凝聚作用除去熱變性蛋白破壞凝膠狀膠體穩(wěn)定性增加濾餅(lǜbǐnɡ)空隙率第二十三頁(yè)，共八十七頁(yè)。2022/11/1324（三）調(diào)節(jié)(tiáojié)pH值法促進(jìn)絮凝和凝聚作用釋放或穩(wěn)定產(chǎn)物(chǎnwù)，防止其氧化、變性或沉淀。調(diào)節(jié)pH值時(shí)應(yīng)防止過(guò)酸或過(guò)堿（四）加水稀釋(xīshì)法提高后續(xù)的離心沉降速度第二十四頁(yè)，共八十七頁(yè)。2022/11/1325不同pH值條件(tiáojiàn)下小球藻

具有不同的懸浮特性第二十五頁(yè)，共八十七頁(yè)。2022/11/1326（五）加入(jiārù)助濾劑法防止濾布或生成的濾餅阻塞而影響過(guò)濾。常用的助濾劑：紙漿石棉(shímián)活性炭硅藻土酸性白土第二十六頁(yè)，共八十七頁(yè)。2022/11/1327（六）加吸附劑或鹽吸附細(xì)胞(xìbāo)常用的吸附劑有磷酸氫二鈉和氯化鈣形成的CaHPO4凝膠、氧化鋁凝膠和聚丙烯酰胺凝膠等。第二十七頁(yè)，共八十七頁(yè)。發(fā)酵液中的雜質(zhì)不僅直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和收得率，同時(shí)對(duì)后繼提取和精制有很大影響。高價(jià)無(wú)機(jī)離子(lízǐ)（Ca2+、Fe2+等）可溶性蛋白質(zhì)多糖的去除有色物質(zhì)的去除（七）發(fā)酵液的相對(duì)(xiāngduì)純化第二十八頁(yè)，共八十七頁(yè)。

1.

無(wú)機(jī)離子(lízǐ)的去除

Ca2+

、Mg2+

、Fe2+等（如何去除？？）第二十九頁(yè)，共八十七頁(yè)。（1）Ca2+——加草酸鈉沉淀(chéndiàn)C2O4Na2+Ca2+→C2O4Ca↓+2Na+（2）Mg2+——加三聚磷酸鈉形成絡(luò)合物Na5P3O10+Mg2+→MgNa5P3O10+2Na+（3）Fe2+——加入黃血鹽，形成普魯士藍(lán)沉淀4Fe3++3K4Fe(CN)6→Fe4[Fe(CN)6]3↓+12K+高價(jià)(ɡāojià)無(wú)機(jī)離子的去除第三十頁(yè)，共八十七頁(yè)。

利用各種沉淀方法，可以去除液相中各種蛋白質(zhì)。常用(chánɡyònɡ)的有等電點(diǎn)沉淀法、變性沉淀法、鹽析法、有機(jī)溶劑沉淀法、反應(yīng)沉淀法等。這些沉淀方法既可以作為除雜質(zhì)的方法，也可以作為提取目標(biāo)產(chǎn)物的技術(shù)手段。2．雜蛋白(dànbái)的去除第三十一頁(yè)，共八十七頁(yè)。

酶解法可將混合液中的不溶性多糖物質(zhì)酶解，使其轉(zhuǎn)化為溶解度較大的單糖，從而改變流體的流動(dòng)特性，提高過(guò)濾(guòl(fā)ǜ)速率。

3．多糖(duōtánɡ)的去除第三十二頁(yè)，共八十七頁(yè)。

發(fā)酵液中有色物質(zhì)可能是由于微生物生長(zhǎng)代謝過(guò)程分泌(fēnmì)的，也可能是培養(yǎng)基（如糖蜜、玉米漿等）帶來(lái)的，色素物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的多樣性增加了脫色的難度。有色物質(zhì)如何去除？

4．有色(yǒusè)物質(zhì)的去除第三十三頁(yè)，共八十七頁(yè)。色素物質(zhì)的去除，一般以使用(shǐyòng)離子交換樹(shù)脂、離子交換纖維、活性炭等材料的吸附法來(lái)脫色最為普遍。一般發(fā)酵液的脫色往往是在過(guò)濾除去菌體后進(jìn)行。第三十四頁(yè)，共八十七頁(yè)?；钚蕴靠捎糜谟椭?yóuzhī)、飲料、食品、飲用水的脫色、脫味?；钚蕴渴且环N由含炭材料制成的外觀呈黑色，內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大、吸附能力強(qiáng)的一類微晶質(zhì)碳素材料?；钚蕴坎牧现杏写罅咳庋劭床灰?jiàn)的微孔?；钚蕴棵撋?tuōsè)第三十五頁(yè)，共八十七頁(yè)。（1）活性碳一般使用溫度是75-80度比較好；（2）活性炭脫色效果在水中最強(qiáng)，在強(qiáng)極溶劑中使用效果也不錯(cuò)，在非極性溶劑中效果較差；（3）一般情況下，在pH3-6條件下使用較好；

（4）一般情況下，加入量為0.1—3％（W／V）；

（5）脫色時(shí)間一般為30-60min；注意事項(xiàng)：

（1）切不可在沸騰的溶液(róngyè)中加入活性炭，那樣會(huì)有暴沸的危險(xiǎn)。

（2）用活性炭脫色要待固體物質(zhì)完全溶解后才加入?；钚蕴棵撋?yuánlǐ)和操作第三十六頁(yè)，共八十七頁(yè)?；钚蕴?jī)艋?jìnghuà)空氣第三十七頁(yè)，共八十七頁(yè)?；钚蕴砍兹┑谌隧?yè)，共八十七頁(yè)。固液分離(fēnlí)胞外上清液/濾液(lǜyè)提取(tíqǔ)生化物質(zhì)的第一步，分兩部分：胞內(nèi)富集細(xì)胞第二節(jié)細(xì)胞分離第三十九頁(yè)，共八十七頁(yè)。大部分工業(yè)生物分離的第一步往往是將不溶物質(zhì)從發(fā)酵液中除去(chúqù)。這些不溶性固體的濃度和顆粒大小的變化范圍很寬。濃度可高達(dá)每單位體積含60%的不溶性固體，又可低至每單位體積僅含0.1%。

粒徑的變化可以從直徑約為1um的微生物，到直徑為1mm的不溶性物質(zhì)。第四十頁(yè)，共八十七頁(yè)。對(duì)于濃度較小，粒徑較大(jiàodà)，硬度較強(qiáng)的不溶物，我們可以采用過(guò)濾方法分離。

與過(guò)濾設(shè)備相比，離心設(shè)備的價(jià)格昂貴。但當(dāng)固體顆粒細(xì)小而難以過(guò)濾時(shí)，離心操作往顯得十分有效。當(dāng)靜置懸浮液時(shí)，密度較大的固體顆粒在重力作用下逐漸下沉，這一過(guò)程稱為沉降。第四十一頁(yè)，共八十七頁(yè)。離心產(chǎn)生的固體濃縮物和過(guò)濾產(chǎn)生的濃縮不同：通常情況下離心只能得到(dédào)一種較為濃縮的懸浮液或漿體；而過(guò)濾可獲得水分含量較低的濾餅。

但是，對(duì)大多數(shù)生物發(fā)酵液可以離心但不能有效地過(guò)濾分離，所以離心往往是很有效的方法。第四十二頁(yè)，共八十七頁(yè)。43常見(jiàn)的細(xì)胞分離(fēnlí)方法重力(zhònglì)沉降離心沉降過(guò)濾第四十三頁(yè)，共八十七頁(yè)。

當(dāng)一固體微粒通過(guò)無(wú)限連續(xù)介質(zhì)時(shí)，它的運(yùn)動(dòng)(yùndòng)速度受兩種力的影響：

浮力作用流體阻力作用一、顆粒(kēlì)沉降（Sedimentation）

什么情況下顆粒(kēlì)在流體中會(huì)發(fā)生沉降過(guò)程？

第四十四頁(yè)，共八十七頁(yè)。（一）重力沉降由地球引力(yǐnlì)作用而發(fā)生的顆粒沉降過(guò)程，稱為重力沉降

當(dāng)一個(gè)球形顆粒放在靜止流體中，顆粒密度大于流體密度時(shí)，則顆粒將在重力作用下作沉降運(yùn)動(dòng)。

設(shè)顆粒的初速度為零，則顆粒最初只受重力Fg與浮力Fb的作用。重力向下，浮力向上。Fb

浮力

Fg

重力根據(jù)沉降作用力可分為(fēnwéi)：重力沉降、離心沉降第四十五頁(yè)，共八十七頁(yè)。（一）重力沉降當(dāng)作用于顆粒上的這兩個(gè)(liǎnɡɡè)外力之和不等于零時(shí)，顆粒將產(chǎn)生加速度。當(dāng)顆粒開(kāi)始下沉?xí)r，受到流體向上作用的阻力。Fb

浮力Fd

阻力

Fg

重力根據(jù)牛頓第二定律，可得到顆粒直徑為d、顆粒密度為ρs的重力(zhònglì)沉降運(yùn)動(dòng)基本方程式：（1）球形顆粒(kēlì)的自由沉降速度第四十六頁(yè)，共八十七頁(yè)。重力：（a）浮力：（b）

t

u

u0加速段勻速段

顆粒做勻速運(yùn)動(dòng)，沉降速度恒定不變，該速度稱為(chēnɡwéi)自由沉降速度。達(dá)到恒定的沉降速度時(shí)，合力為：

阻力：（c）阻力系數(shù)Fb

浮力Fd

阻力

Fg

重力第四十七頁(yè)，共八十七頁(yè)。（球形顆粒的自由沉降速度）（2）阻力（曳力）系數(shù)（Dragcoefficient）

與流體的流動(dòng)(liúdòng)阻力系數(shù)類似，阻力（曳力）系數(shù)與顆粒沉降雷諾數(shù)有關(guān)，即注意：其中d為顆粒直徑，u0為顆粒的沉降速度，ρ、μ分別為流體的密度(mìdù)與粘度。第四十八頁(yè)，共八十七頁(yè)。依靠離心力的作用，使流體中的顆粒產(chǎn)生沉降運(yùn)動(dòng)，稱為離心沉降。適于分離兩相密度差較小，顆粒粒度較細(xì)的非均相物系。由重力沉降可知，當(dāng)顆粒較小時(shí)，其沉降速度小，需要較大的沉降設(shè)備。為了提高生產(chǎn)能力(shēnɡchǎnnénɡlì)，可使用離心沉降。因?yàn)殡x心力可比重力大千倍或萬(wàn)倍。（二）離心(líxīn)沉降

第四十九頁(yè)，共八十七頁(yè)。顆粒離心沉降的速度方向是由圓心沿徑向指向(zhǐxiànɡ)外周，但由于顆粒和流體同時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)，顆粒的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)半徑逐漸擴(kuò)大的螺旋線。離心沉降速度并不是顆粒的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度，只是其在徑向上的分量。r1r2ArCBuruut顆粒在旋轉(zhuǎn)流體中的運(yùn)動(dòng)（1）球形顆粒(kēlì)的離心沉降速度（u）第五十頁(yè)，共八十七頁(yè)。重力場(chǎng)離心力場(chǎng)力場(chǎng)強(qiáng)度重力(zhònglì)加速度gut2/R

方向指向(zhǐxiànɡ)地心沿旋轉(zhuǎn)半徑從中心(zhōngxīn)指向外周Fg=mg

作用力慣性離心力場(chǎng)與重力場(chǎng)的區(qū)別沉降速度恒定變化第五十一頁(yè)，共八十七頁(yè)。離心加速度（離心力場(chǎng)強(qiáng)度）直徑為d的球形粒子在流體中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，切線(qiēxiàn)速度為uT；

徑向速度ur；旋轉(zhuǎn)半徑為R粒子密度為ρs；流體密度為ρ

慣性(guànxìng)離心力（與重力相當(dāng)）:向心力(與重力場(chǎng)中的浮力(fúlì)相當(dāng)):阻力(與顆粒徑向運(yùn)動(dòng)方向相反):徑向受力分析（指向中心）（指向中心）ur

uTuR（中心指向外周）第五十二頁(yè)，共八十七頁(yè)。三力達(dá)到(dádào)平衡，則：

平衡(pínghéng)時(shí)顆粒在徑向上相對(duì)于流體的運(yùn)動(dòng)速度ur便是此位置上的離心沉降速度（絕對(duì)速度在徑向上的分量）?！x心(líxīn)沉降速度表達(dá)式——重力沉降速度表達(dá)式兩者區(qū)別在于加速度的不同，一個(gè)是“ut2/R”，一個(gè)是“g”

。第五十三頁(yè)，共八十七頁(yè)。（2）離心分離因數(shù)(yīnshù)（Kc)

同一顆粒在同一種介質(zhì)中的離心(líxīn)沉降速度與重力沉降速度的比值為：

比值(bǐzhí)Kc就是粒子所在位置上的慣性離心力場(chǎng)強(qiáng)度與重力場(chǎng)強(qiáng)度之比稱為離心分離因數(shù)。

第五十四頁(yè)，共八十七頁(yè)。例如；當(dāng)旋轉(zhuǎn)(xuánzhuǎn)半徑R=0.4m，切向速度uT=20m/s時(shí)，求分離因數(shù)。

分離因數(shù)是離心分離設(shè)備的重要指標(biāo)。某些高速(ɡāosù)離心機(jī)分離因數(shù)值可高達(dá)數(shù)十萬(wàn)。旋風(fēng)或旋液分離器的分離因數(shù)一般在5～2500之間。

表明(biǎomíng)離心沉降速度是沉降速度的百倍，因此離心沉降設(shè)備分離效果遠(yuǎn)高于重力沉降設(shè)備。第五十五頁(yè)，共八十七頁(yè)。原理離心分離是基于固體顆粒和周圍液體密度存在差異，在離心場(chǎng)中使不同密度的固體顆粒加速沉降的分離(fēnlí)過(guò)程。動(dòng)植物細(xì)胞的收集、細(xì)胞碎片和沉淀的分離等常用離心分離。二、離心分離法第五十六頁(yè)，共八十七頁(yè)。離心(líxīn)力與離心(líxīn)轉(zhuǎn)速的換算第五十七頁(yè)，共八十七頁(yè)。RCF和rpm之間可以(kěyǐ)相互換算

rpm

—revolutionsperminute，每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，r/min

RCF—relativecentrifugalforce，相對(duì)離心力

一般情況下，低速(dīsù)離心時(shí)常以轉(zhuǎn)速“rpm”來(lái)表示，高速離心時(shí)則以“g”

表示。第五十八頁(yè)，共八十七頁(yè)。通常離心力常用地球引力的倍數(shù)來(lái)表示，因而稱為相對(duì)離心力“

RCF”?；蛘哂脭?shù)字乘“g”來(lái)表示，例如25000×g，則表示相對(duì)離心力為25000。相對(duì)離心力是指在離心場(chǎng)中，作用于顆粒(kēlì)的離心力相當(dāng)于地球重力的倍數(shù)，單位是重力加速度“g”，此時(shí)“RCF”相對(duì)離心力可用下式計(jì)算：第五十九頁(yè)，共八十七頁(yè)。RCF=1.119×10－5×(rpm)2r

由上式可見(jiàn)，只要給出旋轉(zhuǎn)半徑r，則RCF和rpm之間可以相互換算。

計(jì)算顆粒的相對(duì)離心力時(shí)，應(yīng)注意離心管與旋轉(zhuǎn)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(bào)告超離心條件時(shí)，通?？偸怯玫匦囊Φ谋稊?shù)“×g”代替每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)“rpm”，因?yàn)樗梢哉鎸?shí)地反映(fǎnyìng)顆粒在離心管內(nèi)不同位置的離心力及其動(dòng)態(tài)變化?？萍嘉墨I(xiàn)中離心力的數(shù)據(jù)通常是指其平均值（RCFav），即離心管中點(diǎn)的離心力。

第六十頁(yè)，共八十七頁(yè)。

為便于進(jìn)行轉(zhuǎn)速和相對(duì)離心力之間的換算，Dole和Cotzias

利用RCF的計(jì)算公式，制作了轉(zhuǎn)速“rpm”、相對(duì)離心力“RCF”和旋轉(zhuǎn)半徑“r”三者關(guān)系的列線圖。換算時(shí)，先在r標(biāo)尺上(單位rpm)取已知轉(zhuǎn)速，在RCF標(biāo)尺上取已知的離心半徑(單位cm)，將這兩點(diǎn)間劃一條(yītiáo)直線，與圖中g(shù)標(biāo)尺上的交叉點(diǎn)即為相應(yīng)的相對(duì)離心力數(shù)值。第六十一頁(yè)，共八十七頁(yè)。按速度和離心力：1.常速離心機(jī)最大轉(zhuǎn)速8000rpm(r/min),相對(duì)離心力(RCF)104g以下,用于細(xì)胞、菌體和培養(yǎng)基殘?jiān)确蛛x；2.高速（冷凍）離心機(jī)

1×104-2.5×104rpm，相對(duì)離心力104~105g,用于細(xì)胞碎片、較大(jiàodà)細(xì)胞器、大分子沉淀物等分離；3.超速離心機(jī)

轉(zhuǎn)速2.5-8×104rpm，相對(duì)離心力5*105g；用于DNA、RNA蛋白質(zhì)、細(xì)胞器、病毒分離純化；檢測(cè)純度；沉降系數(shù)和相對(duì)分子量測(cè)定等。（一）離心機(jī)的種類(zhǒnglèi)與用途第六十二頁(yè)，共八十七頁(yè)。對(duì)于常速和高速(ɡāosù)離心機(jī)，由于所分離的顆粒大小和密度相差較大，只要選擇好離心速度和時(shí)間，就能達(dá)到分離效果。超速離心的離心方法：差速離心、密度梯度離心和等密度梯度離心。第六十三頁(yè)，共八十七頁(yè)。1.差速離心分級(jí)2.區(qū)帶離心(líxīn)（密度梯度離心(líxīn)）差速區(qū)帶離心平衡區(qū)帶離心（二）離心分離方法(fāngfǎ)第六十四頁(yè)，共八十七頁(yè)。1.差速離心:

工業(yè)(gōngyè)上最常用的離心分離方法菌體、細(xì)胞大小/μm離心力/g實(shí)驗(yàn)室工業(yè)規(guī)模大腸桿菌2-4150013000酵母2-715008000紅細(xì)胞6-91200－淋巴球7-12500－肝細(xì)胞20-30800－第六十五頁(yè)，共八十七頁(yè)。2.區(qū)帶離心——多用于生化研究事先在離心管中用某種低分子(fēnzǐ)溶質(zhì)調(diào)配好密度梯度，在密度梯度之上加待處理的料液后進(jìn)行離心。常用密度梯度物質(zhì)：

蔗糖、CsCl、NaBr第六十六頁(yè)，共八十七頁(yè)。第六十七頁(yè)，共八十七頁(yè)。實(shí)驗(yàn)室常用(chánɡyònɡ)的轉(zhuǎn)子第六十八頁(yè)，共八十七頁(yè)。按離心機(jī)的作用(zuòyòng)方式：斜角式平拋式管式蝶式螺旋式多室（三）離心機(jī)的種類(zhǒnglèi)與用途第六十九頁(yè)，共八十七頁(yè)。（1）斜角式離心機(jī)是一類結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)室常用離心機(jī)，指離心管腔與轉(zhuǎn)軸成一定傾角的轉(zhuǎn)子；顆粒在角轉(zhuǎn)子中沉降時(shí)，先沿離心力方向撞向離心管，然后(ránhòu)再沿管壁滑向管底，因此管的一側(cè)會(huì)出現(xiàn)顆粒沉積。第七十頁(yè)，共八十七頁(yè)。（1）斜角(xiéjiǎo)式離心機(jī)結(jié)構(gòu)(jiégòu)穩(wěn)定，可裝載較多的樣品使用較高的轉(zhuǎn)速。加速或減速時(shí)，對(duì)樣品有攪動(dòng)。第七十一頁(yè)，共八十七頁(yè)。大容量冷凍(lěngdòng)離心機(jī)第七十二頁(yè)，共八十七頁(yè)。(2）平拋式離心機(jī)一類結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)室常用的低中速離心機(jī)，轉(zhuǎn)速一般在3000-6000rpm。轉(zhuǎn)子活動(dòng)(huódòng)管套內(nèi)的離心管，靜止時(shí)垂直掛在轉(zhuǎn)頭上，旋轉(zhuǎn)時(shí)隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，從垂直懸吊上升到水平位置。轉(zhuǎn)頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，最高轉(zhuǎn)速相對(duì)要低容量也小一些。

第七十三頁(yè)，共八十七頁(yè)。平拋式離心機(jī)轉(zhuǎn)子(zhuànzǐ)第七十四頁(yè)，共八十七頁(yè)。(３）管式離心機(jī)第七十五頁(yè)，共八十七頁(yè)。

管式離心機(jī)是一種分離效率很高的離心分離設(shè)備，其轉(zhuǎn)鼓細(xì)長(zhǎng)，可在15000-50000的高轉(zhuǎn)速下工作。設(shè)備簡(jiǎn)單、操作穩(wěn)定。適用范圍

細(xì)胞、細(xì)胞碎片(suìpiàn)、細(xì)胞器、病毒、蛋白質(zhì)、核酸等。特別適合一般分離機(jī)難以分離的固形物含量<1%發(fā)酵液的分離。（3）管式離心機(jī)第七十六頁(yè)，共八十七頁(yè)。(4）碟片式離心機(jī)碟片式：適合(shìhé)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)第七十七頁(yè)，共八十七頁(yè)。(4）碟片式離心機(jī)是傳統(tǒng)離心機(jī)，為目前工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的離心機(jī)。最大處理量達(dá)到300m3/h，常用(chánɡyònɡ)于大規(guī)模的分離過(guò)程。在轉(zhuǎn)鼓中加入了許多重迭的碟片，縮短了顆粒的沉降距離，提高了分離效率。

適用范圍

細(xì)菌、酵母菌、放線菌、細(xì)胞碎