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粒子分离

离心场可用于分离溶液中的颗粒。通过使用离心机,您可以加快沉淀过程。使每个细胞远离旋转中心的力比地球正常重力场中细胞自身的重量大许多倍。

沉淀分离

例如,如何使用离心场将混合物中的颗粒与血液分离?

血液由血浆(水和许多其他化合物的溶液)和悬浮液中的几种颗粒组成,即:红细胞,白细胞和血小板。这些细胞对于生物颗粒而言相当大 - 实际上,如果防止凝结并且血液在地球重力的1g场中过夜放置,则足够大,以便从血浆中沉淀出来。通过使用离心机产生1500 x g的RCF ,我们可以加速沉淀过程并在大约10分钟内将细胞与血浆分离。

为什么在离心场中发生这么快?因为在上面的例子中,使每个细胞远离旋转中心移动的力比地球正常重力场中细胞自身重量大许多倍 - 大1500倍。


并非所有细胞都以相同的速率沉淀:大的沉积物比小的沉淀物快。因此,如果尺寸和沉降速率存在足够的差异,则可以将一种细胞与另一种细胞分开。

例如,血小板可以与红细胞和白细胞分离,因为它们要小得多。只需要选择合适的离心力和时间组合。如果血液以2900 x g旋转仅3分钟,则血小板将没有时间与较重的细胞一起向下移动,并且可以从富含血小板的血浆中收集。

刚刚描述的过程在管子或其他容器的底部产生颗粒或沉淀物。颗粒上方的液体称为上清液。从图1中可以看出,可以从上清液中收集相当纯净的最小颗粒。但是颗粒或更大颗粒将始终包含一些较小的颗粒,这些颗粒在离心开始之前靠近管底部。通过以各种速度和时间离心,可以从混合物中分离和收集不同尺寸的颗粒。该方法称为  差速离心。

密度,颗粒或细胞的另一物理特性,也可用于进行分离。通过施加离心力,我们可以分离密度差异很小的颗粒。只需要调整它们将沉淀的液体的密度,使得一个密度的颗粒漂浮,并且更密集的颗粒将下沉。
 

密度分离

还有颗粒或细胞的另一种物理特性,它们也可用于分离:密度。考虑一个苹果,和一个大小和形状完全相同的岩石。岩石是一种比苹果更紧凑的材料,因此当苹果漂浮时它会沉入水中。它具有更大的单位体积质量,这是另一种说它的密度更大的方式。密度通常表示为克/毫升(g / mL); 水的密度为1 克 /毫升。通过施加离心力,我们可以分离密度差异很小的颗粒。只需要调整它们将沉淀的液体的密度,使得一个密度的颗粒漂浮,并且更密集的颗粒将下沉。

这种方法通常用于分离淋巴细胞,一种白细胞,其大小与许多其他血细胞非常相似,以至于它们不能通过普通的沉降方法分离。但是,它们的密度低于其他细胞。如果将血样置于密度为1.077 g / mL 的液体上然后离心,则淋巴细胞将形成漂浮带,与大多数其他白色和红色细胞分离良好,其密度大于1.077 g / mL,沉淀物到管的底部。血浆和血小板,最密集的,浮动到顶部,如右图所示。

该图显示了淋巴细胞的密度分离。在离心之前和之后显示管


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