分析性超速离心机测定分子量


  实验(experiment)室超速离心机可分为制备型超速离心机和分析(Analyse)型超速离心机,两者结构和应用的技术原理不同,其应用范围(fàn wéi)和使用场所有所差异,但都在科研*域发挥着重要的作用。但不同于前者,分析性超速离心机技术应用非常广泛,主要应用于实验检测分析*域,今天我们来介绍应用分析性超速离心机测定(Assessment)分子量,其测定方法(method)有三种主要途径,就是沉降速度、沉降平衡和接近沉降平衡。
  (1)沉降速度是使用(use)**广泛的方法。高速离心机属常规实验室用离心机,广泛用于生物,化学,医药等科研教育和生产部门 ,它利用转子高速旋转产生的强大离心力,分离液体与固体颗粒或液体混合物中各组分,适用于微量样品快速分离合成。超速离心是应用超高速或者高速离心机在保持高速运行状态下进行,这个速度使得任意分布的粒子通过溶剂从旋转的中心辐射地向外移动,在清除了粒子的那部分溶剂和尚含有沉降物的那部分溶剂之间形成一个明显的界面,该界面随时间的移动而移动,这就是粒子沉降速度的一个指标,然后用照相记录,即可求出粒子的沉降系数。
  颗粒沉降的速度用下列方程式得出
  这里γ=离开旋转中心的辐射距离(厘米)t=时间(秒)ω=角速度(弧度/秒)s=分子的沉降系数。
  (2)沉降系数是每单位场的速度,它的基本单位取为10的-13次方/秒,称作为一个Svedberg单位(s),s的数值受到分子量和形状一类特征的影响,因此常用来表示一种特殊(special)分子或结构的特性。冷冻离心机就是利用离心力使得需要分离的不同物料得到加速分离的机器。冷冻离心机有分为低速、高速冷冻离心机,以及超速分析、制备两用冷冻离心机等多种型号。例如溶菌酶的沉降系数是2.15s;过氧化氢酶是11.35s;细菌的核蛋白体的亚基是40s和60s。
  颗粒(Particles)沉降的速度用下列方程式得出分子或粒子的相对分子重量则可从Svedberg方程式来确定:
  式中R:气体(gas)常数;T:**温度;s:分子的沉降系数;ν:分子的微分比容(当一克溶质加到一个大体积的溶液(Solution)中所占有的体积);ρ:溶剂(性状:透明,无色的液体)的密度(单位:g/cm3或kg/m3)
  (2)沉降平衡(balance)技术用较低的转速来测定(Assessment)分子量,例如离心(Centrifugal)机转速约7000一8000转/分。这样在分析(Analyse)室中避免了高分子量分子的沉降。超速离心机运转到在使用物质离心力的作用下的沉降与在反方向(direction)上的扩散之间达到平衡为止,即,直到溶质在整个小室的长度(length)上没有任何实际的移动为止。然后分子量就可以从已确定的溶质的浓度梯度(gradient),用下列方程式来计算:
  式中R是气体常数;T是**温度;s是分子的沉降系数;ν是分子的微分比容(当一克溶质加到一个大体积的溶液中所占有的体积);ρ是溶剂的密度以及c2和c1是溶质在距旋转中心的γ2和γ1位置(position )上的浓度。
  这个技术的不好的地方是达到沉降平衡需要很长的时间。可能需要连续离心(Centrifugal)几天到几个星期。
  (3)“接近沉降平衡”的方法是为了克服达到沉降平衡需要很长时间的缺点而发展(Develop)起来的。高速离心机属常规实验室用离心机,广泛用于生物,化学,医药等科研教育和生产部门 ,它利用转子高速旋转产生的强大离心力,分离液体与固体颗粒或液体混合物中各组分,适用于微量样品快速分离合成。在这个方法中,分子量可以在接近平衡的瞬间来计算。**初,大分子是均匀地分布在整个分析室中。当离心(Centrifugal)机离心开始时,在弯月面溶液(Solution)的密度由于分子从那儿离开而下降。仔细监视溶液密度的这种变化,密度变化的程度和化合物的分子量有关。这个计算是很复杂的,涉及(指关联到,牵涉到)到很多实验(experiment)变量(Variable)。分子量可以从下列方程式(equation)来计算:

  式中R=气体常数;T=**温度;s=分子的沉降系数;ν=分子的微分比容;ρ=溶剂的密度;dc/dr=大分子的浓度梯度;γm和γb分别代表管子弯月面和管底的辐射(Radiation)距离;cm和cb=分别代表在管于弯月面和管底大分子的浓度;Mm和Mb分别代表在管子弯月面和管底所得到的分子量的数值。