离心技术在 生物 科学，特别是在 生物 化学和分子生物学研究领域，己得到十分广泛的应用，每个生物化学和分子生物学实验室都要配置各种型式的离心机。离心技术主要用于各种生物样品的分离和制备，生物样品悬浮液在高速旋转下，由于巨大的离心力作用，使悬浮的微小颗粒(细胞器、生物大分子的沉淀等)以一定的速度沉降，从而与溶液得以分离，而沉降速度取决于的质量、大小和密度。 基本原理 当一个粒子(生物大分子或细胞器)在高速旋转下受到离心力作用时，此离心力"Fc”由下式定义，即： Fc = mω 2 r m — 沉降粒子的有效质量，ω — 粒子旋转的角速度，r —粒子的旋转半径(cm) 通常离心力常用地球引力的倍数来表示，因而称为相对离心力（RCF）。或者用数字“g”来表示，例如25000Xg，则表示相对离心力为25000。相对离心力是指在离心场中，作用于颗粒的离心力相当于地球重力的倍数，单位是重力加速度g (980cm/sec 2 )， 此时RCF可用下式计算： RCF = 1.118×10 -5 ×(rpm) 2 r (rpm-revolutions per minute为每分钟转数，r/min) 由上式可见， 只要给出旋转半径r， 则RCF和rpm之间可以相互换算。但是由于转头的形状及结构的差异， 使每台离心机的 离心管 ， 从管口至管底的各点与旋转轴之间的距离是不一样的， 所以在计算时规定旋转半径均用平均半径"rav"代替： rav =(r min +r max )/2 一般情况下，低速离心时常以转速"rpm"来表示，高速离心时则以"g"表示。计算颗粒的相对离心力时，应注意 离心管 与旋转轴中心的距离"r"不同，即沉降颗粒在离心管中所处位置不同，则所受离心力也不同。因此在报告超离心条件时，通常总是用地心引力的倍数"X g"代替每分钟转数"rpm"，因为它可以真实地反映颗粒在离心管内不同位置的离心力及其动态变化。科技文献中离心力的数据通常是指其平均值(RCFav)，即离心管中点的离心力。

离心机 的主要构造和类型 离心机 可分为工业用离心机和实验用离心机。实验用离心机又分为制备性离心机和分析性离心机，制备性离心机主要用于离各种生物材料，每次分离的样品容量比较大；分析性离心机一般都带有光学系统，主要用于研究纯的生物大分子和颗粒的理化性质，依据待侧物质在离心场中的行为用离心机中的光学系统连续监测），能推断物质的纯度、形状和分子量等，分析用离心机都是超速离心机。 一．制备性离心机可分为三类 1． 普通离心机 最大转速6000rpm左右，最大相对离心力近6000xg，容量为几十毫升至几升，分离形式是固液沉降分离，转子有角式和外摆式，其转速不能严格控制，通常不带冷冻系统，于室温下操作，用于收集易沉降的大颗粒物质，如红血球、酵母细胞等。这种离心机多用交流整流子电动机驱动，电机的碳刷易磨损，转速是用电压调压器调节，起动电流大，速度升降不均匀，一般转头是置于一个硬质钢轴上，因此精确地平衡离心管及内容物就极为重要，否则会损坏离心机。 2． 高速冷冻离心机 最大转速为2000～25000rpm（r/min），最大相对离心力为89000g，最大容量可达3升，分离形式也是固液沉降分离，转头配有各种角式转头、荡平式转头、区带转头、垂直转头和大容量连续流动式转头、一般都有制冷系统，以消除高速旋转转头与空气之间摩擦而产生的热量，离心室的温度可以调节和维持在0～40℃，转速、温度和时间都可以严格准确地控制，并有指针或数字显示，通常用于微生物菌体、细胞碎片、大细胞器、硫酸铵沉淀和免疫沉淀物等的分离纯化工作，但不能有效地沉降病毒、小细胞器(如核蛋白体)或单个分子。 3．超速离心机 转速可达50000～80000rpm，相对离心力最大可达510000 g，离心容量由几十毫升至2升，分离的形式是差速沉降分离和密度梯度区带分离，离心管平衡允许的误差要小于0.1克。超速离心机的出现，使生物科学的研究领域有了新的扩展，它能使过去仅仅在电子显微镜下观察到的亚细胞器得到分级分离，还可以分离病毒、核酸、蛋白质和多糖等。 超速离心机主要由精密齿轮箱或皮带变速，或直接用变频感应电机驱动，并由微机进行控制，由于驱动轴的直径较细，因而在旋转时此细轴可有一定的弹性弯曲，以适应转头轻度的不平衡，而不致于引起震动或转轴损伤，除速度控制系统外，还有一个过速保护系统，以防止转速超过转头最大规定转速而引起转头的撕裂或爆炸，为此，离心腔用能承受此种爆炸的装甲钢板密闭。 温度控制是由安装在转头下面的红外线射量感受器直接并连续监测离心腔的温度，以保证更准确更灵敏的温度调控，这种红外线温控比高速离心机的热电偶控制装置更敏感，更准确。 超速离心机装有真空系统，这是它与高速离心机的主要区别。离心机的速度在2000rpm以下时，空气与旋转转头之间的磨擦只产生少量的热，速度超过20000rpm时，由磨擦产生的热量显著增大，当速度在40000rpm以上时，由磨擦产生的热量就成为严重问题，为此，将离心腔密封，并由机械泵和扩散泵串联工作的 真空泵 系统抽成真空，温度的变化容易控制，磨擦力很小，这样才能达到所需的超高转速。