離心場可用于分離溶液中的顆粒。通過使用離心機(jī),您可以加快沉淀過程。使每個細(xì)胞遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心的力比地球正常重力場中細(xì)胞自身的重量大許多倍。
例如,如何使用離心場將混合物中的顆粒與血液分離?
血液由血漿(水和許多其他化合物的溶液)和懸浮液中的幾種顆粒組成,即:紅細(xì)胞,白細(xì)胞和血小板。這些細(xì)胞對于生物顆粒而言相當(dāng)大 - 實(shí)際上,如果防止凝結(jié)并且血液在地球重力的1g場中過夜放置,則足夠大,以便從血漿中沉淀出來。通過使用離心機(jī)產(chǎn)生1500 x g的RCF ,我們可以加速沉淀過程并在大約10分鐘內(nèi)將細(xì)胞與血漿分離。
為什么在離心場中發(fā)生這么快?因?yàn)樵谏厦娴睦又?,使每個細(xì)胞遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心移動的力比地球正常重力場中細(xì)胞自身重量大許多倍 - 大1500倍。
并非所有細(xì)胞都以相同的速率沉淀:大的沉積物比小的沉淀物快。因此,如果尺寸和沉降速率存在足夠的差異,則可以將一種細(xì)胞與另一種細(xì)胞分開。
例如,血小板可以與紅細(xì)胞和白細(xì)胞分離,因?yàn)樗鼈円〉枚?。只需要選擇合適的離心力和時間組合。如果血液以2900 x g旋轉(zhuǎn)僅3分鐘,則血小板將沒有時間與較重的細(xì)胞一起向下移動,并且可以從富含血小板的血漿中收集。
剛剛描述的過程在管子或其他容器的底部產(chǎn)生顆粒或沉淀物。顆粒上方的液體稱為上清液。從圖1中可以看出,可以從上清液中收集相當(dāng)純凈的zui小顆粒。但是顆?;蚋箢w粒將始終包含一些較小的顆粒,這些顆粒在離心開始之前靠近管底部。通過以各種速度和時間離心,可以從混合物中分離和收集不同尺寸的顆粒。該方法稱為 差速離心。
密度,顆?;蚣?xì)胞的另一物理特性,也可用于進(jìn)行分離。通過施加離心力,我們可以分離密度差異很小的顆粒。只需要調(diào)整它們將沉淀的液體的密度,使得一個密度的顆粒漂浮,并且更密集的顆粒將下沉。
還有顆?;蚣?xì)胞的另一種物理特性,它們也可用于分離:密度。考慮一個蘋果,和一個大小和形狀完全相同的巖石。巖石是一種比蘋果更緊湊的材料,因此當(dāng)蘋果漂浮時它會沉入水中。它具有更大的單位體積質(zhì)量,這是另一種說它的密度更大的方式。密度通常表示為克/毫升(g / mL); 水的密度為1 克 /毫升。通過施加離心力,我們可以分離密度差異很小的顆粒。只需要調(diào)整它們將沉淀的液體的密度,使得一個密度的顆粒漂浮,并且更密集的顆粒將下沉。
這種方法通常用于分離淋巴細(xì)胞,一種白細(xì)胞,其大小與許多其他血細(xì)胞非常相似,以至于它們不能通過普通的沉降方法分離。但是,它們的密度低于其他細(xì)胞。如果將血樣置于密度為1.077 g / mL 的液體上然后離心,則淋巴細(xì)胞將形成漂浮帶,與大多數(shù)其他白色和紅色細(xì)胞分離良好,其密度大于1.077 g / mL,沉淀物到管的底部。血漿和血小板,zui密集的,浮動到頂部,如右圖所示。

該圖顯示了淋巴細(xì)胞的密度分離。在離心之前和之后顯示管