１ . 離心力 才是樣本分離的重要實驗參數

離心技術的基本功能是將不同大小的顆粒從溶液中分離，對于生物醫學樣品來說，顆粒意味著像細胞、細胞器、病毒、核酸或大分子之類的東西。如蛋白，由于不同顆粒的沉降系數各異，分離所需的時間亦有不同，而時間的長短就大大取決于分離時作用在顆粒上的離心力。因此，在眾多的參考文獻中都是以離心力（ g force ）作為實驗參數的說明而非轉速（ rpm ）。因此，體現離心機最高功能的指標就是離心力。

離心分離時，作用在懸浮顆粒上的力常用相對離心力數值來表示，這就是說，同一顆粒在離心時同地球重力相比較后得到值稱為相對離心力（ RCF ）。

r ：旋轉中心至轉頭內離心管某一部分的半徑（以 mm 為單位）

RPM ：轉頭每分鐘旋轉的轉數

轉速和離心力可相互換算，轉速的描述 :

1）、 轉 / 分 rpm ： 每分鐘的轉數

2）、 角速度 ：每秒轉過的弧度數

. ω 弧度即為弧長等于半徑的圓弧所對的圓心角

ω = 2 π rpm/60 = 0.10472 rpm

3）、 “ 轉速 " 的含義

4）、 離心機最高轉速

5）、 轉頭最高轉速

6）、 轉頭最高允許轉速，它和以下因素有關。

樣品密度

離心機型號

離心管形狀、材料、厚度

離心管帽的材質

離心管是否裝滿

是否用適配器

2. 顆粒在單位離心力的作用下的移動速度稱 沉降系數

S= （ dx/dt ） ÷ω 2 x

dx ：顆粒與轉子中心之間的距離； dt 顆粒沉降所需時間； ω 2 x 角速度與轉子半徑

1S=1x10 －13 S ，

例： 10S=10x10 －13 S

沉降系數以秒為單位，其物理意義是被測定顆粒達到極限速度時所需時間，換句話說，如 100S 的顆粒，從原來靜止狀態，速度等于零，在加速經過 100x10 -13 S 的時間后，顆粒便達到極限的速度。

如何計算沉降系數？

V=d2（ Pp-P)g/18 u

v ：顆粒沉降速度 d ：顆粒直徑

Pp ：顆粒密度 P ：溶液密度

u ：溶液介質粘度 g ：重力

沉降系數（ S ）參考表：

蛋白、酶、肽 2-25S

核酸 3-100S

核糖體 20-200S

病毒 40-1000S

溶酶體 4000S

細胞膜 100-100 × 10 3 S

線粒體 20 × 10 3 -70 × 10 3 S

細胞核 4000 × 103-

40000 × 103S

以一百萬離心力計算，實驗時間參考如下：

蛋白質的區帶分離時間： 1 小時

病毒分離： 1 小時

亞細胞組分分離： 20 分鐘內

細胞膜分離： 15 分鐘

RNA 分離： 1 小時

以氯化銫進行質粒 DNA 提取： 30 分鐘

脂蛋白分離： 2.5 小時

3. K 因子 與每個轉頭的離心效率有關，可以用于推算顆粒經過水溶液形成沉淀所需要的時間（小時）。離心頭的 K 值一般由出售離心機公司提供。知道 k 因子和 S 值 ( 沉降系數）就可以計算出離心時間：

t=K/S

轉頭上提供的 k 因子是指最高速度時的 k 值，但并不是所有的離心都在最高速度，減低速度后所需的離心時間，則應是：

Kadj=K(reter speed of rotor/run speed) 2

由上可以看出 k 值越小，離心時間短，離心頭的離心效率高； k 值越大，離心時間長，離心頭的離心效率低：

K=(Inr2-Inr1) × 2.5 × 10 11 (r/min) 2

（ r1= 最小半徑， r2= 最大半徑）

4. 離心轉頭的減速計算

離心轉頭只能在樣品密度不超過廠家設計的密度（一般為 1.2g /cm3 ，也有為 1.7g /cm3 ）時，才可采用最高速度。在離心高于規定密度的樣品時要減速，對水平離心轉頭尤為重要。用下列公式可計算出在所用樣品密度時應采取的最高離心速度。

Qd = Qn （ D/E ）

D 為離心轉頭設計的密度。 E 為離心樣品的密度， Qn 是正常最高離心速度， Qd 是所求的離心速度。

附：

１。顆粒在介質中的速度大小同下列因素有關：

沉降速度大小與顆粒直徑的平方（ d2 ）成正比

沉降速度與顆粒密度同介質密度之差（ Pp-Pm ）成正比，當顆粒密度等于介質密度時，沉降速度接近于零

沉降速度與外加離心場（ ω 2X ）成正比

沉降速度 ui 介質粘滯度成反比，隨著粘滯度增加速度減慢

沉降速度與顆粒形狀有關，當顆粒偏離球形越大，則 f/f0 的摩擦比也越大，導致速度減慢

（ f/f0 非球形顆粒受到阻力 f 與同等體積球形顆粒受到的阻力相比的值）

２。標志酶鑒定：

測定為某種細胞器所*的某種專一的酶，這種酶不存在于細胞的其他部位：

過氧化氫酶 – 過氧化氫酶體

琥珀酸脫氫酶 – 線粒體

組織蛋白酶 C – 胞質溶膠

酸性磷酸酶 – 胞質溶膠

堿性磷酸酶 – 質膜