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蛋白质组学/蛋白质分离 - 离心/一些基本物理和数学概念

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  1. 一些基本物理和数学概念
  2. 组织和细胞的离心分级分离:基本方法和仪器
  3. 密度梯度离心:制备梯度和测量密度
  4. 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) 首次系统而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。牛顿证明了作用于匀加速运动物体的力等于其质量与其加速度的乘积,即

         F = ma       // Force F = mass x acceleration


  • 离心力


考虑一个质量为 m 的物体 P 以恒定速度(即在单位时间内以特定转数,并与旋转轴保持固定距离 x)沿水平圆形路径运动。虽然速度恒定,但运动方向不断变化。由于速度是由运动方向定义的,并且该方向正在变化,因此速度不断变化,并且该物体被认为表现出恒定加速度。为了将运动限制在圆形路径上,必须在水平面上向旋转轴方向施加一个力。如果没有这样的力,物体将沿圆形的切线方向移动。称为“离心力”的力可以使用相同的公式给出。

      F=ma.


  • 相对沉降速率


相对离心力——gFORCE

通常,在离心过程中施加在悬浮粒子上的力的值是相对的,也就是说,它与地球重力作用在相同粒子上的力进行比较。它被称为相对离心力 (RCF)

      RCF = F centrifugation / F gravity 


科里奥利力:除了离心力之外,旋转转子内的悬浮粒子(以及悬浮液本身)还受到科里奥利力的作用

科里奥利力是由液体和悬浮粒子的惯性产生的,是一个很小的力,其方向垂直于旋转轴和顺时针方向,该力会使粒子向逆时针方向偏转(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)会被放大。

虽然离心力使粒子加速远离旋转轴,但径向沉降的粒子还受到其他力的作用,包括摩擦力、浮力、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


扩散是溶质分子或粒子从高浓度区域到低浓度区域的整体移动。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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