密度梯度区带离心和密度梯度离心

生物制药工艺学一、离心技术1. 制备超离心三种转子P3182. 制备超离心三种离心方法P3203. 沉降速度和沉降系数 P328 ①沉降速度：即在离心力作用下，物质粒子于单位时间内沿离心力方向移动的距离。

②沉降系数：即物质粒子在单位离心场中的沉降速度，量纲为秒。

一般所说沉降系数为S 20,w 。

4. 分析超离心的两种方法 P331 Svedberg 方程式：测分子量实质是用不同方法测其沉降速度。

原理测量量沉降速度法根据沉降速度测出沉降系数以推出分子量。

界面位移量与离心时间。

沉降平衡法特定平衡下,离心力与扩散力平衡，液面浓度为0，池底浓度为2c 。

任意两位移处的浓度。

5. 超离心的其他两种应用P334①对生物大分子的均一性估计；②生物分子形状、大小及水合度的判断。

二、膜分离技术1. 各向同性膜与各项异性膜P341①各向同性膜：厚度大，孔隙为圆柱体。

流速低，易堵塞。

②各向异性膜：1）正反两面结构不同：功能层是孔径一定、薄的“皮肤层”，支持层为孔隙大得多、更厚的海绵层；2）喇叭口滤膜，孔隙为圆台形。

2. 截留分子量P343分子量截留值是指阻留率达90%以上的最小被截留物质的分子量。

3. 浓差极化现象P346超滤是在外压作用下进行的。

外源压力迫使分子量较小的溶质通过薄膜，大分子被截留在膜表面，并逐渐形成浓度梯度，产生浓差极化现象。

✘害处：引起流速下降、影响膜的选择透过性。

✔解决方法：振动、搅拌、错流、切流等技术。

4. 五种微孔滤膜P3555. 三种测微孔滤膜孔径的方法P3566. 微孔滤膜的应用P361①mRNA的测定以及纯化：使用硝酸纤维膜吸附与mRNA配对的DNA单链，然后将放射性mRNA样品溶液过膜使目的mRNA与DNA单链配对结合。

最后洗涤游离RNA，并用胰核糖核酸酶处理除去残留RNA。

②环状DNA的纯化环状DNA链打开后，变为一条环状链和一条单链。

用硝酸纤维膜结合单链，而环状链过膜，即可纯化得到环状单链DNA。

超速离心技术超速离心技术是利用物质的沉降系数、浮力、质量等方面的差异，利用强大的离心力场，使样品中的混合物得以分离、浓缩、纯化和鉴定的技术。

离心技术现在已经成为分子生物学和生物化学研究中不可缺少的一项重要技术。

离心技术可分为制备型和分析型两类。

在生物学领域可以利用这种方法，分离提取各种细胞及其亚细胞物质，如细胞膜、细胞核、染色体、线粒体、叶绿体、溶酶体、核蛋白体等。

也可以鉴定蛋白质、酶及核酸的纯度。

处理的样品可多可少，少至0.2mL以下。

离心技术的范围相当广泛。

目前，利用这种技术分离各种亚细胞物质、酶、病毒、质粒及各种核酸。

因此，为分子生物学、生物化学和医学的发展，提供了有利的手段。

自从1926年瑞典物理学家Svedberg制成世界上第一台超速离心机（45000转/分）到现在已有快80年的历史，在这期间，离心机的发展是非常迅速的。

特别是在50年代以后发展的更快，例如，美国贝克曼（Beckman）公司和杜邦苏凡尔（Dupont Sorvall）公司，英国测量科学设备公司（MSE），日本的日立（HITACHI）公司以及德国的海吕斯（Heraeus）公司，都生产出各种离心机产品，如普通离心机、高速离心机和超速离心机。

从简单的低速高容量的制备离心机到用于精密分析的超速离心机，应有尽有。

美国贝克（Beckman）公司的超速离心机居世界领先地位，采用了大规模集成电路，计算机程序控制，分离-检测，全部实现自动化；最高转速可达13多万转/分钟，并配有各种型号的垂直转头、水平转头、固定角转头、区带转头、连续转头等，供用户选用，不但操作简单、节省时间，而且进一步提高了的分离效率。

此外，离心技术也有了很大的发展，有密度梯度离心技术和区带离心技术，为生物大分子的分离、纯化和鉴定提供了优越的手段。

虽然离心机的种类有多种，离心技术也多种多样，但是它们的工作原理基本相似。

在实际工作中用的最多的还是制备型离心。

本课程主要介绍制备型分离技术。

蛋白质的分离纯化方法根据分子大小不同进行分离纯化蛋白质是一种大分子物质,并且不同蛋白质的分子大小不同,因此可以利用一些较简单的方法使蛋白质和小分子物质分开,并使蛋白质混合物也得到分离。

根据蛋白质分子大小不同进行分离的方法主要有透析、超滤、离心和凝胶过滤等。

透析和超滤是分离蛋白质时常用的方法。

透析是将待分离的混合物放入半透膜制成的透析袋中,再浸入透析液进行分离。

超滤是利用离心力或压力强行使水和其它小分子通过半透膜,而蛋白质被截留在半透膜上的过程。

这两种方法都可以将蛋白质大分子与以无机盐为主的小分子分开。

它们经常和盐析、盐溶方法联合使用,在进行盐析或盐溶后可以利用这两种方法除去引入的无机盐。

由于超滤过程中,滤膜表面容易被吸附的蛋白质堵塞,以致超滤速度减慢,截流物质的分子量也越来越小。

所以在使用超滤方法时要选择合适的滤膜,也可以选择切向流过滤得到更理想的效果离心也是经常和其它方法联合使用的一种分离蛋白质的方法。

当蛋白质和杂质的溶解度不同时可以利用离心的方法将它们分开。

例如,在从大米渣中提取蛋白质的实验中,加入纤维素酶和α-淀粉酶进行预处理后,再用离心的方法将有用物质与分解掉的杂质进行初步分离[3]。

使蛋白质在具有密度梯度的介质中离心的方法称为密度梯度(区带)离心。

常用的密度梯度有蔗糖梯度、聚蔗糖梯度和其它合成材料的密度梯度。

可以根据所需密度和渗透压的范围选择合适的密度梯度。

密度梯度离心曾用于纯化苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白,得到的产品纯度高但产量偏低。

蒋辰等[6]通过比较不同密度梯度介质的分离效果,利用溴化钠密度梯度得到了高纯度的苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白。

凝胶过滤也称凝胶渗透层析,是根据蛋白质分子大小不同分离蛋白质最有效的方法之一。

凝胶过滤的原理是当不同蛋白质流经凝胶层析柱时,比凝胶珠孔径大的分子不能进入珠内网状结构,而被排阻在凝胶珠之外,随着溶剂在凝胶珠之间的空隙向下运动并最先流出柱外;反之,比凝胶珠孔径小的分子后流出柱外。

实验室离心机常用的离心方法1.差速离心法：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。

2.密度梯度离心法：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。

被离心的物质根据其沉降系数不同进行分离，同类物质则因分子大的沉降速度快于分子小的物质从而得到分离。

密度梯度的制备可采用梯混合器，也可将不同浓度的蔗糖溶液，小心地一层层加入离心管中，越靠管底，浓度越高，形成阶梯梯度。

在密度梯度离心过程中，区带的位置和宽度随离心时间的不同而改变。

随离心时间的加长，区带会因颗粒扩散而越来越宽。

3.分析性超速离心法：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收或折射率的不同对沉降物进行监测。

密度梯度离心法density gradient centrifugation method，为得到必要的浓度梯度，可采用浓氯化铯溶液，也可以采用蔗糖等一些小分子溶液，预先在分离超离心机的样品地内制备出密度梯度，在其上面再加上一层少量的大分子溶液后，离心，大分子就形成层状而沉降。

不连续密度蔗糖梯度离心液一般可以采用优级纯的蔗糖用超纯水配制成百分比浓度分别为16.1%、37.4%、45%的蔗糖溶液，从离心管底部逐层向上铺设。

也有用8层Feicoll梯度离心,即在14mL离心管中由下至上从84％到35％Feicoll液，按7％递减，各加1．0mL，形成7层Feicoll 梯度。

连续密度蔗糖梯度离心液则需要用专用仪器配制。

密度梯度离心又称速率—区带离心,沉降系数较接近的物质分离的方法；原理：不同颗粒之间存在沉降系数差时，在一定离心力作用下，颗粒各自以一定速度沉降，在密度梯度不同区域上形成区带的方法。

介质梯度应预先形成，介质的最大密度要小于所有样品颗粒的密度。

常用的有蔗糖、甘油；密度梯度液的制备用梯度混合器，形成由管口到管底逐步升高的密度梯度；操作：离心前将样品小心铺放在密度梯度溶液表面，离心形成区带。

离心后不同大小、不同形状、有一定沉降系数差异的颗粒在密度梯度液中形成若干条界面清楚的不连续区带；可用来分离核酸、蛋白质、核糖体亚基及其它成分〔1〕亦称平衡密度梯度离心法。

用超离心机对小分子物质溶液，长时间加一个离心力场达到沉降平衡，在沉降池内从液面到底部出现一定的密度梯度。

若在该溶液里加入少量大分子溶液，则溶液内比溶剂密度大的部分就产生大分子沉降，比溶剂密度小的部分就会上浮，最后在重力和浮力平衡的位置，集聚形成大分子带状物。

利用这种现象，测定核酸或蛋白质等的浮游密度，或根据其差别进行分析的一种沉降平衡法。

自1958年米西尔逊（M．Meselson），斯塔尔（F．W．Stahl），维诺格拉德（J．Vinograd）成功地分离了〔15N〕DNA和〔14N〕DNA 以来，该法取得许多成果。

离心技术在生物科学，特别是在生物化学和分子生物学研究领域，已得到十分广泛的应用，每个生物化学和分子生物学实验室都要装备多种型式的离心机。

离心技术主要用于各种生物样品的分离和制备，生物样品悬浮液在高速旋转下，由于巨大的离心力作用，使悬浮的微小颗粒（细胞器、生物大分子的沉淀等）以一定的速度沉降，从而与溶液得以分离，而沉降速度取决于颗粒的质量、大小和密度。

基本原理当一个粒子（生物大分子或细胞器）在高速旋转下受到离心力作用时，此离心力“F”由下式定义，即：F = m•a = m•ω2 ra —粒子旋转的加速度，m —沉降粒子的有效质量，ω—粒子旋转的角速度，r—粒子的旋转半径( cm )。

通常离心力常用地球引力的倍数来表示，因而称为相对离心力“RCF ”。

或者用数字乘“g”来表示，例如25000×g，则表示相对离心力为25000。

相对离心力是指在离心场中，作用于颗粒的离心力相当于地球重力的倍数，单位是重力加速度“g”（980cm/sec2），此时“RCF”相对离心力可用下式计算：∴RCF = 1.119×10－5×(rpm)2 r( rpm —revolutions per minute每分钟转数，r/min )由上式可见，只要给出旋转半径r，则RCF和rpm之间可以相互换算。

但是由于转头的形状及结构的差异，使每台离心机的离心管，从管口至管底的各点与旋转轴之间的距离是不一样的，所以在计算是规定旋转半径均用平均半径“ra v”代替：ra v=( r min＋rmax) / 2一般情况下，低速离心时常以转速“rpm”来表示，高速离心时则以“g”表示。

计算颗粒的相对离心力时，应注意离心管与旋转轴中心的距离“r”不同，即沉降颗粒在离心管中所处位置不同，则所受离心力也不同。

因此在报告超离心条件时，通常总是用地心引力的倍数“×g”代替每分钟转数“rpm”，因为它可以真实地反映颗粒在离心管内不同位置的离心力及其动态变化。

试验室离心机离心方法试验室离心机操作规程试验室离心机分别方法不一，适用场合也不尽相同。

目前主流的离心分别方法紧要是差速离心法和区带离心法，其实在试验室离心技术制备超离心法一文中有提及两种离心方法，今日笔者对这两种方法的原理及应用介绍进试验室离心机分别方法不一，适用场合也不尽相同。

目前主流的离心分别方法紧要是差速离心法和区带离心法，其实在试验室离心技术制备超离心法一文中有提及两种离心方法，今日笔者对这两种方法的原理及应用介绍进行补充和完善。

1. 差速离心法：很多具有生物活性的生物大分子和亚细胞器是不稳定的，需要低温高速离心，常用的是差速离心法。

通过离心后倒出上清液和沉淀分开，把分别出来的上清液再增大转速离心，分别出第二部分沉淀，这样不断增大转速，逐级分别出所需要的物质。

利用这种方法可以有效地分别大小上差别较大的颗粒，但不能分别大小相像的颗粒，而且所分别出来的组分往往是不均一的，杂有其他种类的颗粒。

2.区带离心法：其中又可以分为两种：速率区带离心和等密度速率区带离心。

1）速率区带离心法：这是将小量悬液放在一平缓的密度梯度液上，用此梯度液来稳定颗粒的沉降。

由于离心，颗粒离开起始区带而移动，移动的速度是由颗粒的大小、形状和它们所受试验室离心机的离心力来决议的。

离心一段时间历，各种颖粒将依照它们的相对速度移动而各个分开，成为一系列区带。

用这种方法我们可以将沉降速度差为20%或者更大的颗粒。

2）等密度区带离心法：这是将要分别的颗粒悬液放至密度梯度液上，或者实际上将颗粒溶于制作梯度的溶液中。

通过离心，颗粒或者上浮或者下沉，达到与它们本身密度相同的液体处在这里它们没有重量，不管离心多长时间，它们再也不移动了。

这些颗粒可成为一系列区带，每种颗粒在它本身的密度区。

所以，这是一种利用颗粒浮密度的大小分别颗粒大小的方法。

使用的介质通常是氯化铯（Cscl）和硫酸铯（Cs2SO4）。

前者适合于DNA分别，后者适合于RNA分别。

差速离心,速度区带离心,密度梯度离心离心分离是一种常见的分离技术，它基于物质之间的物理属性差异，将混合液体或悬浮物分离成不同的组分。

离心分离可以根据分离速度的不同分为差速离心、速度区带离心和密度梯度离心三种方式。

1. 差速离心差速离心是一种迅速和有效的离心分离方法，它可以通过离心机旋转加速获得足够的离心力，从而分离出不同密度、不同大小、不同化学成分的混合物。

差速离心的分离原理是利用分子量和分子形状不同的物质在离心力作用下趋向不同的方向进行分离。

差速离心常被应用于实验室规模的研究，以分离组织、细胞、剪切力敏感蛋白质和多肽等。

2. 速度区带离心速度区带离心也称为漏斗离心或连续流离心。

它是一种借助高速旋转离心机和漏斗边缘速度不同的离心介质实现分离的方法。

速度区带离心的分离原理是利用离心机旋转时的径向力和切向力相互作用产生的离心力，在一个狭窄的速度区域内对样品进行分离。

速度区带离心分离效率高，可以分离出比差速离心更小的粒子。

常被应用于分离DNA、 RNA、病毒和细胞等生物样品。

3. 密度梯度离心密度梯度离心是一种以离心介质密度梯度作为分离样品的基础，通过离心机旋转达到不同密度的物质在不同离心力作用下沉降速度不同的离心分离方法。

密度梯度离心可用于区分不同大小和密度的生物组分和非生物组分，并经常用于表征单元的结构和组成，如肌肉和细胞骨架的微丝和中间纤维。

它也是提取和纯化生物化学分子和颗粒的有效方法，如蛋白质、 RNA、 DNA、病毒、叶绿体等。

以上三种离心分离技术各有优缺点，选择合适的离心分离方法应在考虑分离效率、分离效果、操作简便性、样品数量、实验条件等方面综合考虑。

在离心分离过程中，还需要注意离心机设备的选择、用量以及分离后的后续处理，才能发挥最大效益。

超速离心技术超速离心技术是利用物质的沉降系数、浮力、质量等方面的差异，利用强大的离心力场，使样品中的混合物得以分离、浓缩、纯化和鉴定的技术。

离心技术现在已经成为分子生物学和生物化学研究中不可缺少的一项重要技术。

离心技术可分为制备型和分析型两类。

在生物学领域可以利用这种方法，分离提取各种细胞及其亚细胞物质,如细胞膜、细胞核、染色体、线粒体、叶绿体、溶酶体、核蛋白体等。

也可以鉴定蛋白质、酶及核酸的纯度。

处理的样品可多可少，少至0.2mL以下。

离心技术的范围相当广泛.目前，利用这种技术分离各种亚细胞物质、酶、病毒、质粒及各种核酸.因此，为分子生物学、生物化学和医学的发展，提供了有利的手段。

自从1926年瑞典物理学家Svedberg制成世界上第一台超速离心机(45000转/分）到现在已有快80年的历史，在这期间,离心机的发展是非常迅速的.特别是在50年代以后发展的更快，例如，美国贝克曼（Beckman）公司和杜邦苏凡尔（Dupont Sorvall）公司，英国测量科学设备公司（MSE），日本的日立（HITACHI）公司以及德国的海吕斯（Heraeus)公司,都生产出各种离心机产品,如普通离心机、高速离心机和超速离心机.从简单的低速高容量的制备离心机到用于精密分析的超速离心机，应有尽有。

美国贝克(Beckman）公司的超速离心机居世界领先地位，采用了大规模集成电路，计算机程序控制,分离-检测,全部实现自动化;最高转速可达13多万转/分钟，并配有各种型号的垂直转头、水平转头、固定角转头、区带转头、连续转头等，供用户选用，不但操作简单、节省时间，而且进一步提高了的分离效率。

此外，离心技术也有了很大的发展，有密度梯度离心技术和区带离心技术，为生物大分子的分离、纯化和鉴定提供了优越的手段。

虽然离心机的种类有多种，离心技术也多种多样，但是它们的工作原理基本相似。

在实际工作中用的最多的还是制备型离心。

本课程主要介绍制备型分离技术。

密度梯度区带离心和密度梯度离心【实用版】目录一、密度梯度离心概述二、密度梯度区带离心与密度梯度离心的区别三、密度梯度离心的应用范围四、实例：T2 噬菌体侵染细菌实验正文一、密度梯度离心概述密度梯度离心是一种分离技术，它通过离心管中密度梯度介质溶液，将样品按照不同的沉降速度分离成不同的条带。

这种技术广泛应用于生物学、化学等领域，例如探究 DNA 的半保留复制实验。

二、密度梯度区带离心与密度梯度离心的区别密度梯度区带离心和密度梯度离心是两种不同的离心技术。

密度梯度区带离心是通过离心管中密度梯度介质溶液，将样品分离成不同的区带。

而密度梯度离心则是利用离心管中密度梯度介质溶液，将样品按照不同的沉降速度沉降，从而形成不同的条带。

这两种技术在分离样品时，所使用的密度梯度介质溶液不同，分离效果也有所差异。

三、密度梯度离心的应用范围密度梯度离心技术应用范围广泛，其中之一是探究 DNA 的半保留复制实验。

在这个实验中，通过将不同密度的 DNA 样品放入离心管中，利用密度梯度离心技术，可以将 DNA 样品分离成不同的条带，从而观察到半保留复制的现象。

另一个应用实例是 T2 噬菌体侵染细菌实验。

在这个实验中，通过将T2 噬菌体和细菌放入离心管中，利用密度梯度离心技术，可以将 T2 噬菌体与细菌分离，然后通过检测不同条带上的放射性物质，可以确定 T2 噬菌体在细菌内的侵染情况。

四、实例：T2 噬菌体侵染细菌实验在 T2 噬菌体侵染细菌实验中，首先需要将 T2 噬菌体和细菌放入离心管中，然后利用密度梯度离心技术将 T2 噬菌体与细菌分离。

接下来，通过检测不同条带上的放射性物质，可以确定 T2 噬菌体在细菌内的侵染情况。

在这个实验中，搅拌过程需要将细菌搅碎，使细菌内的噬菌体与细菌分离。

密度梯度区带离心（Density Gradient Fractionation）和密度梯度离心（Density Gradient Centrifugation）是生物化学领域常用的分离技术，它们利用不同物质在密度梯度中的沉降速度不同的特性，将混合物中的不同成分进行有效分离。

这两种技术在生物学研究、药物开发和临床诊断等方面发挥着重要作用，广泛应用于DNA/RNA分离、蛋白质纯化、细胞分离等实验中。

在密度梯度区带离心中，样品被加载在一层密度梯度溶液上方，并通过超速离心，使得样品在密度梯度中逐渐下沉并在不同密度的带状区域中分布。

而密度梯度离心则是将样品直接混合入密度梯度溶液中，再通过超速离心，使得不同成分按照其密度在离心管中形成分层。

这两种方法都能够将混合物中的成分有效地分离出来，但在具体应用中有着各自的特点和适用场景。

在这篇文章中，我们将深入探讨密度梯度区带离心和密度梯度离心的原理、应用和优缺点，帮助你更好地理解这两种分离技术的特性和运用。

一、密度梯度区带离心的原理及应用密度梯度区带离心的原理基于不同物质在密度梯度中的沉降速度不同。

在这种技术中，样品被加载在密度梯度溶液的上方，通过超速离心，样品中的成分按照其密度在密度梯度中逐渐下沉并分布在不同密度的带状区域中。

这种分离方法广泛应用于蛋白质纯化、细胞分离和病毒粒子纯化等实验中。

关于密度梯度区带离心的优点，首先是分离效果好。

由于样品中的成分在密度梯度中逐渐下沉并分布在不同密度的带状区域中，因此可以实现成分的高效分离。

其次是操作相对简单，样品只需加载在密度梯度溶液的上方即可，不需要特殊的处理步骤。

而在应用上，密度梯度区带离心经常用于从细胞、细胞器到蛋白质的纯化，尤其在生物制药领域有着广泛的应用。

但是，密度梯度区带离心也存在着一些缺点。

首先是操作时间相对较长，离心过程需要一定的时间来分离不同的成分。

其次是可能对样品产生一定的损伤，离心过程中较大的离心力可能影响到样品的完整性。

密度梯度区带离心和密度梯度离心密度梯度区带离心和密度梯度离心1. 密度梯度区带离心的概念密度梯度区带离心是一种地球科学领域的现象，指的是地球内部因为密度差异而导致岩石或岩浆在运动过程中发生的离心现象。

在地球内部，密度较大的岩石会向下运动，密度较小的岩石则向上运动，从而形成密度梯度区带离心的现象。

2. 密度梯度离心的作用和影响密度梯度区带离心在地球科学中有着重要的作用和影响。

它是地球内部热对流的重要驱动力之一。

地球内部的热量不均匀分布导致了地幔的热对流，而密度梯度区带离心正是在这样的热对流过程中起到了关键作用。

密度梯度区带离心还会对地球的板块构造和地质构造产生影响，从而影响地球的地貌和地质活动。

3. 密度梯度离心的地质意义在地质学中，密度梯度区带离心也具有重要的地质意义。

它对岩浆的上升和下降过程有着深远的影响，直接影响了火山喷发和地震的产生。

另外，密度梯度区带离心还会影响地壳的抬升和沉降，进而影响了地质构造和地质活动。

4. 个人观点和理解密度梯度区带离心是地球科学中一个非常重要的概念，它牵扯到了地球内部的动力学过程和地质活动的产生。

在我的理解中，密度梯度区带离心是地球内部多种因素作用的结果，是地球能量交换的重要表现形式。

它的存在和运动对地球的形成和演化有着深远的影响，也为我们理解地球的内部结构和地质活动提供了重要的线索。

5. 总结密度梯度区带离心是地球内部因密度不均匀而形成的现象，对地球的热对流、板块构造和地质活动都有着重要的影响。

它是地球科学中一个具有重要地质意义的概念，也是我们理解地球内部动力学过程的重要窗口之一。

通过以上对密度梯度区带离心和密度梯度离心的探讨，相信你对这一概念已经有了更深入地理解。

希望这篇文章能够帮助你更好地理解和应用这一地球科学中重要的概念。

密度梯度区带离心是由地球内部因密度差异而导致的离心现象，其在地球科学领域中扮演着至关重要的角色。

从地球内部热对流到板块构造和地质活动，密度梯度区带离心都在其中发挥着重要作用。

两种密度梯度区带离心法进行生物分子分离时的异同。

生物分子分离技术是生物学研究中不可或缺的重要工具之一，其中密度梯度分离法是一种常见的分离方法。

在密度梯度分离法中，离心法是广泛使用的一种技术。

而在离心法中，又可以采用两种不同的密度梯度区带离心法——连续密度梯度离心和离散密度梯度离心法。

下面将就这两种方法的异同进行探讨。

一、连续密度梯度离心法连续密度梯度离心法是一种逐渐变化的密度梯度离心法。

在这种方法中，被分离样品是通过连续的密度梯度进行分离。

通过连续密度梯度离心法，生物分子可在梯度中不断下沉直至到达其密度值匹配点后才被收集，因此可以实现精确的分离。

与离散密度梯度离心法相比，连续密度梯度离心法对样品提取效果更好，稳定性更高，但需要使用高性能的离心机和较厚的连续梯度液体。

二、离散密度梯度离心法离散密度梯度离心法是一种密度梯度离心分离技术，其梯度分为两个以上的离散梯度区，同样可实现生物分子的准确分离。

在离散密度梯度离心法中，样品可能在密度梯度的任何一个离散区带中下降并停留在离散梯度带区间的一个点上，然后被收集。

由于样品所处的分离区带较窄，因此离散密度梯度离心法对离心机性能要求不高，而且梯度液体至少使用两种，液体的厚度比连续密度梯度离心法薄。

相比不使用密度梯度技术进行分离，离散密度梯度离心法可以实现更高的分离精度。

可以看出，这两种密度梯度区带离心法均能有效实现生物分子的分离，但各自有其优缺点。

在选择使用哪一种密度梯度区带离心法时，需根据实际需求及条件综合考虑。

明确使用场景是选择成功的关键。

离心分离技术在食品工业中的应用摘要:根据离心原理，离心技术又可以分为差速离心法、密度梯度离心法和等密度梯度离心法。

用于食品工业中的离心机和分离机可分为二大类，即沉降离心机和过滤离心机。

离心分离技术在食品工业中的应用。

关键词:差速离心；密度梯度离心；沉降离心机；过滤离心机；果蔬的应用前言：在现代工业中，离心分离技求己越来越重要，这不仅由于离心机和其它分离机械相较，可得含湿1低的固相和高纯度的液相，而且具有节省劳力、减轻劳动强度，改善劳动条件，并具有连续运转、自动遥控、占地面积小等优青、。

故自1836年第一台三足式离心机在德国问世以来，迄今已获很大的发展，各类离心机品种繁多，正在向高参数、系列化、专用化及自动化方向发展。

现已广泛用于化工，轻工，食品，医药，军工，船舶等近三十个工业领域。

食品工业虽是一种历史悠久的工业，但随着人们生活水平的提高，营养与保健食品，一些与食品有关的新技术正在不断问世，故其发展前途，大有可为。

本文首先简述了离心分离的原理，其次甘食品工业中的离心机和分离机机型及选用作了剖析，文章结尾则对离心分离技术在食品工业中的应用及邵分分离工艺流程作简单介绍。

一、离心分离技术基本原理和特点离心技术是利用物体高速旋转时产生强大的离心力，使置于旋转体中的悬浮颗粒发生沉降或漂浮，从而使某些颗粒达到浓缩或与其他颗粒分离之目的。

这里的悬浮颗粒往往是指制成悬浮状态的细胞、细胞器、病毒和生物大分子等。

离心机转子高速旋转时，当悬浮颗粒密度大于周围介质密度时，颗粒离开轴心方向移动，发生沉降；如果颗粒密度低于周围介质的密度时，则颗粒朝向轴心方向移动而发生漂浮。

根据离心原理，离心技术又可以分为差速离心法、密度梯度离心法和等密度梯度离心法。

1.1 差速离心。

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批分离的方法，称为差速离心。

操作时，采用均匀的悬浮液进行离心，选择好离心力和离心时间，使大颗粒先沉降，取出上清液，在加大离心力的条件下再进行离心，分离较小的颗粒。

密度梯度离⼼（density gradient centrifuge）⼀、概论在密度梯度离⼼中单⼀样品组份的分离是借助于混合样品穿过密度梯度层的沉降或上浮来达到的。

梯度液的密度随着离⼼本经的增⼤⽽增加。

密度梯度可以予形成，也可以在离⼼过程中⾃形成，经常，密度梯度的可以分为：速率⼀区带（Rate-30nal）离和等密度（Isopycnic）离⼼。

在速率⼀区带离⼼中混合样品的以很薄的⼀层铺在梯度液的上部，在离⼼过程中由于不同组份"颗粒"在梯度液中沉降速率的差别，⽽在离⼼的某⼀时刻形成了数个含左第⼀级份颗粒的"区带"。

离⼼过程在最垂"的样品（或者说沉降得最快的样品）形成沉殿前就停⽌了。

样品在离⼼后与梯度液⼀起收集，⽤常规技术去除梯度材料后就得了某个较纯的成份。

每个单⼀组份的沉降速率取决于它们的形状、尺⼨、密度、离⼼⼒的⼤⼩、梯度液的密度和粘性系数。

对于相类似的⽣物体组份常常形状也相似。

在速率区带离⼼中我们常常使梯度液的最⼤密度不超过样品在该梯度中浮密度。

利⽤这类⽣物组份在尺⼨上的差异的形成的沉降速率的不同，选择某⼀特定时刻，当它们中的各个纯样品区带之间的距离拉得最远时停⽌离⼼即可以达到分离⽬的。

与速率⼀区带离⼼法不同的是，等密度离⼼是依赖于样品颗粒的不同密度来进⾏离⼼分离的。

混合样品可以铺在梯度液之上，也可以置于梯度液之下，甚⾄和梯度液混在⼀起。

最后⼀种⽅法依靠离⼼⼒来形成梯度（⾃形成梯度）在形成梯度的过程中由于样品各单⼀成份向它们⾃⼰的等密度区靠扰即达到了分离纯化的⽬的。

对于速率⼀区带离⼼，梯度液最⼤密度⼀般⼩于样品中各组份的密度，也就是说是在样品正在沉降过程中的不是在形成沉殿后来分离样品；⽽等密度离⼼法中，梯度液的初始最⼤密度常常超过样品各组份的密度，利⽤每个单⼀组份沉降或上浮到它们各⾃的等密度区来达到分离的⽬的。

密度梯度离⼼法的理论依据是（参考⽂献1）每种纯样品成份在梯度液中的沉降速度可以表达为：V=d2÷18×(σ-s)÷η×ω2r式中V是某⼀时刻样品的沉降速度（厘⽶/秒）d：样品颗粒的直径（厘⽶），我们在初步计算时就假说样品颗粒为球体。

离心机转子的常见类型离心机转子是离心机其主要的工作部件，一台离心机的全套转子甚至比离心机主机还要贵。

且转子的规格、品种的多少也是衡量离心机生产技术掌握程度的重要标志，常见的转子类型为固定角转子、水平转子，此外还有区带转子、连续流动转子、垂直转子等。

1、固定角转子离心管与转子的转轴之间有一定的角度，角度变化范围通常在14°-45°，如下图1。

此种转子重心低，寿命长，容量较大，转速较高，能承受的最大离心力可达800000g。

主要用于分离沉降速度有明显差异的颗粒样品。

颗粒在扇形溶液移动的距离很短，碰到外壁的颗粒沿着管壁滑到管底，形成沉淀，因此这种转子能很快地收集沉淀物。

分离过程中，由于管壁的作用，在离心管内将会引起强烈的对流，对具有相同沉降速率的颗粒会产生不良影响，如图2。

图1 赫西仪器：不同孔径的固定角转子图2 固定角转子颗粒离心过程示意图2、水平转子又称甩平转子、荡平转子。

转头静止时，处于转头中的离心管中心线与旋转轴平行。

转头旋转加速时，离心管中心线由平行位置逐渐过渡到垂直位置，即与旋转轴成90°角。

此种转子主要用于样品做密度梯度离心。

颗粒移动距离长，相应离心时间一般也较长，溶液中的组分相对于管壁的位置在离心过程中和离心后不发生改变，因此离心效果好，但因颗粒在离心场中是从旋转中沿径向散离出去，而不是按相互平行的路线沉降。

颗粒碰到外壁沿着管壁滑到管底，因此也会产生对流，但比固定角转子小，如图4。

低速启动或停机时会产生振动，影响分离效果。

离心机水平转子又分为敞开式和封闭式两种，一般制备容量大，转速小于10000rpm，离心力场在16000×g以内的，作为敞开式，主要用于样品的初分离。

制备容量较前者小，转速大于10000rpm，离心力场在16000×g以上的，为了减少风力的影响，一般作为封闭式，主要用于线粒体、叶绿体、细胞核等的分离和密度梯度离心。

此外，用于离心酶标板的转子也可归纳为水平转子，如下图3。

离心方法和原理差速离心主要是采取逐渐提高离心速度的方法分离不同大小的细胞器。

起始的离心速度较低，让较大的颗粒沉降到管底，小的颗粒仍然悬浮在上清液中。

收集沉淀，改用较高的离心速度离心悬浮液，将较小的颗粒沉降，以此类推，达到分离不同大小颗粒的目的。

密度梯度离心（density gradient centrifugation）用一定的介质在离心管内形成一连续或不连续的密度梯度，将细胞混悬液或匀浆置于介质的顶部，通过重力或离心力场的作用使细胞分层、分离。

这类分离又可分为速度沉降和等密度沉降平衡两种。

密度梯度离心常用的介质为氯化铯，蔗糖和多聚蔗糖。

分离活细胞的介质要求：1）能产生密度梯度，且密度高时，粘度不高；2）PH中性或易调为中性；3）浓度大时渗透压不大；4）对细胞无毒。

密度梯度离心原理不同颗粒之间存在沉降系数差时，在一定离心力作用下，颗粒各自以一定速度沉降，在密度梯度不同区域上形成区带的方法。

密度梯度离心法density gradient centrifugation method〔1〕亦称平衡密度梯度离心法。

用超离心机对小分子物质溶液，长时间加一个离心力场达到沉降平衡，在沉降池内从液面到底部出现一定的密度梯度。

若在该溶液里加入少量大分子溶液，则溶液内比溶剂密度大的部分就产生大分子沉降，比溶剂密度小的部分就会上浮，最后在重力和浮力平衡的位置，集聚形成大分子带状物。

利用这种现象，测定核酸或蛋白质等的浮游密度，或根据其差别进行分析的一种沉降平衡法。

自1958年米西尔逊（M．Meselson），斯塔尔（F．W．Stahl），维诺格拉德（J．Vinograd）成功地分离了〔15N〕DNA和〔14N〕DNA以来，该法取得许多成果。

为得到必要的浓度梯度，多采用浓氯化铯溶液，所以有时也使用氯化铯浓度梯度离心法这个名称，还可采用氯化铷、溴化铯等溶液。

通常利用分析超离心机，但在将细胞颗粒成分进行分离等以纯化为目的的情况，利用密度差，使用分离超离心机，采用预先制备好的蔗糖等的密度梯度。