差速離心

差速離心是指低速與高速離心交替進行，使各種沉降係數不同的顆粒先後沉澱下來，達到分離的目的。沉降係數差別在一個或幾個數量級的顆粒，可以用此法分離。樣品離心時，在同一離心條件下，沉降速度不同，通過不斷增加相對離心力，使一個非均勻混合液內的大小、形狀不同的粒子分部沉澱。操作過程中一般是在離心後用傾倒的辦法把上清液與沉澱分開，然後將上清液加高轉速離心，分離出第二部分沉澱，如此往複加高轉速，逐級分離出所需要的物質。差速離心方法較簡單，但解析度不高，沉澱係數在同一個數量級內的各種粒子不容易分開，常用於其他分離手段之前的粗製品提取。

在差速離心中細胞器沉降的順序依次為：核、線粒體、溶酶體與過氧化物酶體、內質網與高基體、最後為核蛋白體。由於各種細胞器在大小和密度上相互重疊，而且某些慢沉降顆粒常常被快沉降顆粒裹到沉澱塊中，一般重複次效果會好一些。差速離心只用於分離大小懸殊的細胞，更多用於分離細胞器。通過差速離心可將細胞器初步分離，常需進一步通過密度梯離心再行分離純化。

物體圍繞中心軸旋轉時會受到離心力F的作用。當物體的質量為 M、體積為V、密度為D、旋轉半徑為r、角速度為（弧度數/秒）時，可得：或者（1）上述表明：被離心物質所受到的離心力與該物質的質量、體積、密度、離心角速度以及旋轉半徑呈正比關係。離心力越大，被離心物質沉降得越快。在離心過程中，被離心物質還要克服浮力和摩擦力的阻礙作用。浮力和摩擦力分別由下式表示：（2） （3）其中為溶液密度，f為摩擦係數，為沉降速度（單位時間內旋轉半徑的改變）。在一定條件下，可有：(4) 式(4)表明，沉降速度與被離心物質的體積、密度差呈正比，與f成反比。若以S表示單位力場（）下的沉降速度，則 S即為沉降係數。沉降係數對於生物大分子來說，多數在秒之間。為應用方便起見，人們規定秒為一個單位（或稱1S）。一般單純的蛋白質在之間，較大核酸分 子在之間，更大的亞細胞結構在之間。

溶液中的蛋白質在受到強大的離心作用時，如果蛋白質溶液的密度大於溶劑的密度，蛋白質分子就會下沉，在離心場中，蛋白質分子所受到的凈離心力（離心力減去浮力）與溶劑的摩擦力平衡時，每單位離心場強度定值，這個定值即為沉降係數（sedimentation coefficient）。沉降速度用每單位時間內顆粒下沉的距離來表示。

⑴樣品：蛋白質

⑵樣品溶液與離心：將樣品溶於緩衝液中，用一定規格的雙槽分析池，一邊加入溶液一邊加入溶劑。分析池與平衡池平衡重量，使平衡池比分析池輕以內，然後分別裝入分析轉頭。抽真空。開Schlieren光光源，選擇工作速度，室溫離心。轉動腔達到真空后離以機開始運轉加速，此時在觀察窗口可以看到離心圖型。達到工作速度后恆速離心。

差速離心法的優點是樣品的處理量較大，可用於大量樣品的初分離。其缺點是分離複雜樣品和要求分離純度較高時，離心次數多，操作繁雜。由於沉澱的多次清洗、溶解、再沉澱，容易引起中間損失，所以離心分辨力差。實際分離時由於離心時的對流、擴散和收取沉澱時的污染，對於一些沉降係數相差不大的組分無法進行完全的分離提純。產品的純度和回收率都達不到上述理論值。因此差速離心法主要用於大量樣品的初步分離提純。