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蛋白质组学/蛋白质组学杂项技术/一些基本物理和数学概念

来自维基教科书,开放世界中的开放书籍
  1. 离心
  2. 一些基本物理和数学概念
  3. 组织和细胞的离心分级:基本方法和仪器
  4. 密度梯度离心:制备梯度和测量密度
  5. 密度梯度离心:颗粒的速率和等密度分离

一些基本物理和数学概念

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[1] "分子生物学技术离心"


  • 重力


伽利略·伽利雷(1564-1642)首先系统地和科学地研究了重力作为一种自然现象。重力加速度常数通常用符号“g”表示,为简单起见,取值为 980 厘米/秒秒。牛顿证明,作用在匀加速运动物体上的力等于其质量与其加速度的乘积,即

         F = ma       // Force F = mass x accelaration


  • 离心力


考虑一个质量为 m 的物体 P 在水平圆形路径上以恒定速度运动(即以每单位时间一定数量的转数和距旋转轴的固定距离 x 运动)。虽然速度恒定,但运动方向不断变化。由于速度的定义取决于运动方向,而该方向正在变化,因此速度不断变化,并且该物体被认为表现出恒定的加速度。为了将运动限制在圆形路径上,必须在水平平面上施加指向旋转轴的力。如果没有这种力,该物体将沿着圆的切线运动。称为“离心力”的力可以用相同的方程式表示。

      F=ma.


  • 相对沉降速率


相对离心力——g力

通常,在离心过程中施加到粒子悬浮液上的力的值是一个相对值,也就是说,它与地球重力对相同粒子的作用力进行比较。它被称为相对离心力 (RCF)

      RCF = F centrifugation / F gravity 


科里奥利力:除了离心力外,旋转转子中悬浮的粒子(以及悬浮液本身)还受到科里奥利力的影响

科里奥利力是由液体和悬浮粒子的惯性引起的,它是一个小力,其方向垂直于旋转轴(顺时针),该力作用于粒子,使其在逆时针方向偏转(反之亦然)。在几乎所有实验条件下,科里奥利力与惯性力相比非常小,其影响在转子速度变化时(例如在加速和减速期间)会放大。

虽然离心力作用于将粒子加速远离旋转轴,但径向沉降的粒子也受到其他力的影响,包括摩擦力、浮力以及重力。摩擦力、浮力。


  • 沉降系数


一些生物粒子的沉降系数差异很大。决定沉降速率的参数分为三大类

(1) 离心条件

(2) 悬浮介质的性质。

(3) 悬浮介质的性质(即其密度和粘度)


  • 扩散


扩散是溶质分子或颗粒从高浓度区域到低浓度区域的整体运动。这种运动是由于随机分子运动或布朗运动而发生的。由于悬浮粒子的沉降实际上是一种浓缩粒子的方法,因此它受到扩散的阻碍。

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