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（一）概述
吊袋式離心機是借離心力分離液相非均一體系的設(shè)備。根據(jù)物質(zhì)的沉降系數(shù)、質(zhì)量、密度等的不同，應(yīng)用強大的離心力使物質(zhì)分離、濃縮和提純的方法稱為離心。一般說，離心機轉(zhuǎn)速在20 000r/min以上的稱為超速離心。離心技術(shù)，特別是超速離心技術(shù)是分子生物學(xué)、生物化學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的手段。
1924年T.Svedberg和Rinde研制出世界上第一臺渦輪超速離心機以來，發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在已廣泛地應(yīng)用到科學(xué)研究和生產(chǎn)的各個領(lǐng)域�，F(xiàn)在離心機轉(zhuǎn)頭最高轉(zhuǎn)速已達100000 r/min，最大離心力達700 000 g。
離心機作為一種手段，具有許多優(yōu)點。例如，超速離心可在低溫下操作，保護了生物大分子的活性。制備型的離心機負載量大，一次可分離提純幾克樣品，比層析、電泳上的樣品量大得多。分析離心機不僅可測物質(zhì)的分子量，還可檢驗物質(zhì)的純度、構(gòu)象、沉降系數(shù)等。因此離心技術(shù)在生物學(xué)研究中占有重要的地位，是分離、純化細胞、病毒、蛋白、核酸和酶的最方便最有效的工具。
(二) 離心原理
當含有細小顆粒的懸浮液靜置不動時，由于重力場的作用使得懸浮的顆粒逐漸下沉。粒子越重，下沉越快，反之密度比液體小的粒子就會上浮。微粒在重力場下移動的速度與微粒的大小、形態(tài)和密度有關(guān)，并且又與重力場的強度及液體的粘度有關(guān)。象紅血球大小的顆粒，直徑為數(shù)微米，就可以在通常重力作用下觀察到它們的沉降過程。
此外，物質(zhì)在介質(zhì)中沉降時還伴隨有擴散現(xiàn)象。擴散是無條件的絕對的。擴散與物質(zhì)的質(zhì)量成反比，顆粒越小擴散越嚴重。而沉降是相對的，有條件的，要受到外力才能運動。沉降與物體重量成正比，顆粒越大沉降越快。對小于幾微米的微粒如病毒或蛋白質(zhì)等，它們在溶液中成膠體或半膠體狀態(tài)，僅僅利用重力是不可能觀察到沉降過程的。因為顆粒越小沉降越慢，而擴散現(xiàn)象則越嚴重。所以需要利用離心機產(chǎn)生強大的離心力，才能迫使這些微�？朔䲠U散產(chǎn)生沉降運動。
離心就是利用離心機轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的強大的離心力，加快液體中顆粒的沉降速度，把樣品中不同沉降系數(shù)和浮力密度的物質(zhì)分離開。離心力(F)的大小取決于離心轉(zhuǎn)頭的角速度(ω，r/min)和物質(zhì)顆粒距離心軸的距離(r，cm)。它們的關(guān)系是：F＝ω2R
為方便起見，F(xiàn)常用相對離心力也就是地心引力的倍數(shù)表示。即把F值除以重力加速度g (約等于9.8m/s2.)得到離心力是重力的多少倍，稱作多少個g。例如離心機轉(zhuǎn)頭平均半徑是6cm，當轉(zhuǎn)速是60 000r/min時，離心力是240000×g，表示此時作用在被離心物質(zhì)上的離心力是日常地心引力的24萬倍。
因此，轉(zhuǎn)速r/min和離心力g值之間并不是成正比關(guān)系，還和半徑有關(guān)。同樣的轉(zhuǎn)速，半徑大一倍，離心力(g值)也大一倍。轉(zhuǎn)速(r/min)和離心力(g值)之間的關(guān)系可用下式換算式中：r為半徑(cm)，g為離心力(g值)
（三)超速離心機的離心方法
用離心方法分離生物大分子和亞細胞物質(zhì)的基本原理是根據(jù)它們在液體介質(zhì)中或者沉降速度不同而形成不同的區(qū)帶，或者它們的密度 不同而停留在液體介質(zhì)中不同的位置而把它們一一分開。前者是沉降速度法，應(yīng)用該法時液體介質(zhì)的最大密度要小于樣品中最小顆粒的密度，離心時選用高轉(zhuǎn)速和短 時間；后者是沉降平衡法，應(yīng)用該法時液體介質(zhì)的最大密度要大于樣品中最小顆粒的密度，離心時選用較低轉(zhuǎn)速和較長時間。
實際操作有幾種形式：
1.差速離心 這種方法是選擇不同轉(zhuǎn)速的離心，分別分離各個不同組分。例如先用低速沉降大顆粒和上清液，在高速離心上清沉降中等顆粒，最后超速離心上清沉降小顆粒。采用逐級提高離心力分離上情液的方法，把不同大小的顆粒分開。 這種方法比較簡單，方便。分離的組份沉到管底，因此可以迅速濃縮所要的組份，減少體積。但回收率和純度是有矛盾的，要提高回收率，勢必提高轉(zhuǎn)速或延長離心時間，這樣大小相近的顆粒也會沉到管底。因此該法多用于粗提純或初步濃縮樣品。
2.速度區(qū)帶(或速度梯度)離心 本法是將樣品放在一個連續(xù)的密度梯度液體上，通過離心，大顆粒沉降快，小顆粒沉降慢。經(jīng)過一段時間，相同的顆粒就在同一深度形成一條帶子，因此把各種組份分開來。它適用于分離密度相同、而大小不同的物質(zhì)，如不同的蛋白質(zhì)組份密度都差不多，但分子量不一樣，用本法很容易將其分開。但對密度不同、大小類似的物質(zhì)則不易分離。
蔗糖梯度是一種常用的介質(zhì)。用不同濃度的蔗糖溶液(5%-60%)配成梯度，用于梯度離心。再分別進行收集處于不同區(qū)帶里的各個組份目前，實驗室常用的是電動離心機。電動離心機轉(zhuǎn)動速度快，要注意安全，特別要防止在離心機運轉(zhuǎn)期間，因不平衡或試管墊老化，而使離心機邊工作邊移動，一致從實驗臺上掉下來，或因蓋子未蓋，離心管因振動而破裂后，玻璃碎片旋轉(zhuǎn)飛出，造成事故。因此使用離心機時，必須注意以下操作。
（1）離心機套管底部要墊棉花或試管墊。
（2）電動離心機如有噪音或機身振動時，應(yīng)立即切斷電源，即時排除故障。
（3）離心管必須對稱放入套管中，防止機身振動，若只有一支樣品管另外一支要用等質(zhì)量的水代替。
（4）啟動離心機時，應(yīng)蓋上離心機頂蓋后，方可慢慢啟動。
（5）分離結(jié)束后，先關(guān)閉離心機，在離心機停止轉(zhuǎn)動后，方可打開離心機蓋，取出樣品，不可用外力強制其停止運動。
（6）離心時間一般1～2分鐘，在此期間，實驗者不得離開去做別的事。
一、凝膠電泳實驗注意事項
1. 瓊脂糖：不同廠家、不同批號的瓊脂糖，其雜質(zhì)含量不同，影響DNA的遷移及熒光背景的強度，應(yīng)有選擇地使用。
2. 凝膠的制備：凝膠中所加緩沖液應(yīng)與電泳槽中的相一致，溶解的凝膠應(yīng)及時倒入板中，避免倒入前凝固結(jié)塊。倒入板中的凝膠應(yīng)避免出現(xiàn)氣泡，以免影響電泳結(jié)果。
3. 電泳緩沖液：為保持電泳所需的離子強度和pH，應(yīng)常更新電泳緩沖液。
4. 樣品加入量：一般情況下，0.5cm寬的梳子可加0.5μg的DNA量，加樣量的多少依據(jù)加樣孔的大小及DNA中片段的數(shù)量和大小而定。當加樣孔大時，樣品上樣量應(yīng)相應(yīng)加大，否則會造成條帶淺甚至辯認不清；反之則應(yīng)適當減少加樣量，但是上樣量過多會造成加樣孔超載，從而導(dǎo)致拖尾和彌散，對于較大的DNA此現(xiàn)象更明顯。
5. DNA樣品中鹽濃度會影響DNA的遷移率，平行對照樣品應(yīng)使用同樣的緩沖條件以消除這種影響。DNA遷移率取決于瓊脂糖凝膠的濃度，遷移分子的形狀及大小。采用不同濃度的凝膠有可能分辨范圍廣泛的DNA分子，制備瓊脂糖凝膠可根據(jù)DNA分子的范圍來決定凝膠的濃度。小片段的DNA電泳應(yīng)采用聚丙烯酰胺凝膠電泳以提高分辨率。
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