离心分离技术介绍

省部重点实验室

2012/06/10

私聊

生命科学仪器综合讨论

离心分离细胞组分和生物分子是最常用的分离方法，因为不同的细胞器和分子有不同的体积和密度(图2-37)，可在不同离心力的作用下沉降分离。常用的两类离心分离方法是速度离心(velocity centrifugation)和等密度离心(isodensity centrifugation)。

图2-37 不同的细胞器、大分子和病毒的密度及相应的沉降系数

■ 速度离心分离细胞器和大分子

在速度离心分离中有两种不同的方法:

● 差速离心(differential centrifugation)(图2-38)。

图2-38 差速离心的原理

● 移动区带离心(moving-zone centrifugation)(图 2-39)

图2-39 移动区带离心分离

分
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第1楼2012/06/10

将含有两种体积稍微不同的颗粒样品小心加在有轻微梯度的离心管介质的液面上(蔗糖或甘油)。离心适当时间，样品中的颗粒向管底部移动(不能离心太久，太久了两种颗粒都会沉淀到底部)，由于体积的不同，移动的区带速度不同。然后收集不同区带的样品进行分析。

■ 等密度离心(图2-40)

图2-40 密度梯度离心分离溶酶体、线粒体和微体

离心分离密度大于1.3g/cm3的样品，如DNA、RNA，需要使用密度比蔗糖和甘油大的介质。重金属盐氯化铯(CsCl)是目前使用的最好的离心介质，它在离心场中可自行调节形成浓度梯度，并能保持稳定 (图2-41)。

图2-41 CsCl 密度梯度离心分离DNA

蔗糖、甘油和氯化铯都是密度离心分离中的介质，它们在性质上、使用上和原理上有什么不同？

在速度离心时，被分离的分子越小，需要的离心速度越高。但是，离心机中影响速度高低的是转子的半径。离心力(g)是表示某种颗粒沉淀的最好方式，一般根据离心力和离心机转子的半径决定离心速度。常见细胞器离心沉淀所需的离心力列于表2-3。

表2-3 不同的细胞结构分离所需的离心力

结构	离心力
细胞核	800-1000g
线粒体	20,000-30,000g
叶绿体	20,000-30,000g
溶酶体	20,000-30,000g
微体	20,000-30,000g
粗面内质网	50,000-80,000g
质膜和光面内质网	80,000-100,000g
游离核糖体、病毒粒子	150,000-300,000g