差速離心法原理及應用
差速離心法原理是:物體圍繞中心軸旋轉時會受到離心力F的作用。當物體的質量為M、體積為V、密度為D、旋轉半徑為r、角速度為(弧度數/秒)時,可得:F=Mω2r或者F=V.D.ω2r上述表明:被離心物質所受到的離心力與該物質的質量、體積、密度、離心角速度以及旋轉半徑呈正比關係。
離心力越大,被離心物質沉降得越快。在離心過程中,被離心物質還要克服浮力和摩擦力的阻礙作用。浮力F}和摩擦力F}}分別由下式表示:F’=V.D’.ω2r(2)F’’=f dr/dt(3)其中D}為溶液密度,f為摩擦係數,dr/dt為沉降速度。
在一定條件下,可有:F=F’+F’’V.D.ω2r=V.D’ω2r+ dr/dt=Vω2r(D-D’)/f(4)式(4)表明,沉降速度與被離心物質的體積、密度差呈正比,與f成反比。若以S表示單位力場(ω2r=1)下的沉降速度,則S=V(D-D’)/f S即為沉降係數。
沉降係數對於生物大分子來説,多數在(1~500)×10-13秒之間。為應用方便起見,人們規定1×10-13秒為一個單位(或稱1S)。一般單純的蛋白質在1~20S之間,較大核酸分子在4~100S之間,更大的亞細胞結構在30~500S之間。
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