生物分离与纯化技术第二章.ppt

（二）速率区带离心法 速率区带离心法是在离心前于离心管内先装入预制的一种正密度梯度介质（如蔗糖、甘油、KBr、CsCl等），待分离的样品铺在梯度液的顶部、离心管底部或梯度层中间，同梯度液一起离心。离心期间，样品中各组分会按照它们各自的沉降速率沉降，被分离成一系列的样品组分区带，故称速率区带离心。 （三）等密度离心法 等密度离心法是在离心前预先配制介质的密度梯度，此种密度梯度液包含了被分离样品中所有粒子的密度，待分离的样品铺在梯度液顶上或和梯度液先混合，离心开始后，当梯度液由于离心力的作用逐渐形成底浓而管顶稀的密度梯度，与此同时原来分布均匀的粒子也发生重新分布。当管底介质的密度大于粒子的密度，即ρm＞ρP时粒子上浮；最后粒子进入到一个它本身的密度位置即ρP＝ρm，此时粒子不再移动，粒子形成纯组份的区带，与样品粒子的密度有关，而与粒子的大小和其他参数无关，因此只要转速、温度不变，则延长离心时间也不能改变这些粒子的成带位置。此法一般应用于大小相近，而密度差异较大的物质的分离。常用的梯度液是CsCl。 五、常用离心分离设备 （一）碟片式离心机 （二）管式离心机 （三）倾析式离心机 （四）沉降式离心机 （一）碟片式离心机 碟片式离心机是沉降式离心机的一种，1877年由瑞典的DeLaval发明，是目前工业生产中应用最广泛的离心机。如图2-11所示为碟片式离心机的简图，装有多层碟片，碟片间距离为0.5mm左右。悬浮液由轴中心加入，其中的固体颗粒（或重相）在离心力的作用下沿最下层的通道滑移到碟片边缘处，自转鼓壁排泄口引出；清液（或轻相）则沿着碟片向轴心方向移动，自环形清液口排出，从而达到固液分离的目的。其中倾斜的碟片对固液起着进一步分离的作用，当固体颗粒被带进碟片中时，在离心力的作用下会接触到上面的碟片，形成固相流动层沿碟片流下，从而防止了出口液体中夹带固体颗粒。 （一）碟片式离心机 按卸料方式的不同，碟片式离心机分为人工卸料、自动间歇排料和喷嘴连续排料三种型式。其中第一种为间歇操作，每次操作完成后需停机人工卸料；第二种离心机工作一段时间后，在不停机状态下自动打开转鼓外缘处的固体排泄口，借离心力甩出固相；第三种转鼓外缘装有若干喷嘴，在操作过程中连续排出固相（或重相）。前两种适合于悬浮液固形颗粒含量较少的场合。此外，间歇式操作，固相干度较好；而连续操作固相含液量较而连续操作固相含液量较大，其固相仍具有流动性。 （二）管式离心机 管式分离要是一种分离效率很高的离心分离设备，由于转鼓细而长（长度为直径的6-7倍），所以可以在很高的转速（转速可达15000-50000r/min）下工作，而不至于使转鼓内壁产生过高压力。 （三）倾析式离心机 倾析式离心机靠离心力和螺旋的推进作用自动连续排渣，因而也称为螺旋卸料沉降离心机。具有操作连续、适应性强、应用范围广、结构紧凑和维修方便等优点，特别适合于含固形物较多的悬浮液的分离。这种离心机的分离因数一般较低，大多为1500-3000，因而不适合于细菌、酵母菌等微小微生物悬浮液的分离。此外，液相的澄清度也相对较差。 （四）沉降式离心机 处理固体颗粒较教、固体含量较少的悬浮液或液液分离时一般选用沉降式离心机。其中物料在离心力的作用下，按密度的大小不同分层沉降而得以分离。沉降式离心机配有不同的转子（转鼓）和相应的离心管，可根据实际需要选用。 沉降式离心机的转子根据不同的需要共有三种：水平转子、角式转子和垂直管转子（见图2-15）。 （1）水平转子：盛样品的离心管放在吊桶内，以转子的加速度运转。水平转子用于低速离心机，其主要缺陷是延长了沉淀的路径。同时，减速过程中产生的对流会引起沉淀物的重新悬浮。 （2）角式转子：许多高速离心机及微量离心机安装。由于沉降路径短，沉淀颗粒时角式转子比水平转子的效率更高。 （3）垂直管转子：用于高速及超高速离心机进行等密度梯度离心时。这种转子在沉淀没有形成之前不能用来收集悬浮液中的颗粒。 图2-15沉降式离心机的转子 （a）水平转子；（b）固定转角转子；（c）垂直离心管转子 （四）沉降式离心机 离心机所使用的离心管有各种大小（1.5ml到1000ml），所用材料也不一，选择离心管时应考虑的以下一些性能。 （1）容量 由样品的体积决定。注意在有些应用中（如高速离心）离心管必须装满。 （2）形状 收集沉淀时，用圆锥性管底的离心管较好，而进行密度梯度离心时圆底试管 更有用。 （3）最大离心力 详细信息由厂家提供。 （4）耐腐蚀性 玻璃管是惰性物质，聚碳酸酯管对有机溶剂（如乙醇、丙酮）敏感，而 聚丙烯具有更好的耐腐蚀性。详细信息可参考厂家的说明书。 （四）沉降式离心机 （5）灭菌 一次性塑料离心管出厂时通常是消过毒的。玻璃管及聚丙烯管可重复灭菌使 用。多次高压灭