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蛋白質組學/蛋白質分離 - 離心/離心機歷史

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離心機的工作原理
離心機歷史



離心機歷史

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離心機最早在15世紀中期用於牛奶分離等過程。這些早期的機器是手動驅動的,最高轉速可達3000轉/分鐘。到1912年,研發出新的離心機,這些離心機使用電力驅動。

斯維德伯格和超速離心機

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特奧多爾·斯維德伯格

1926年,特奧多爾·斯維德伯格 (1884-1971) 因其在膠體化學領域的貢獻以及發明超速離心機而獲得了諾貝爾獎。在20世紀20年代到30年代,他的團隊建造了許多能夠達到900,000kg的超速離心機。這些模型的轉子非常小。較大的轉子用於日常工作。斯維德伯格使用他的離心機來確定血紅蛋白等高度複雜蛋白質的分子量和亞基結構。這些研究的結果塑造了關於蛋白質結構的新觀點。他在核化學方面的後期工作幫助改進了迴旋加速器。斯維德伯格還幫助他的學生之一 阿恩·蒂塞利厄斯 開發了電泳技術(參見 蛋白質分離 - 電泳)。

分離細胞成分

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在20世紀30年代初期,馬丁·貝倫斯致力於改進涉及離心的密度梯度技術。他被認為引入了密度梯度離心作為分離和分離細胞和亞細胞成分的一種方法。他以及本斯利和其他人對組織分級分離的方法有一個主要目標,即從破壞的細胞中分離出一種或多種可識別的成分,然後可以對這些成分進行物理和化學表徵。主要分析方法是光學顯微鏡。從這個意義上說,他們的方法純粹是製備性的,與克勞德及其繼任者的更具分析性的方法形成對比,後者關注離心分離組分的純度,檢查它們的酶活性,並質疑某些特性是特定型別的亞細胞顆粒獨有的,還是更廣泛地分佈。

1942年,阿爾伯特·克勞德博士 和詹姆斯·S·波特博士發表了一篇題為“從白血病細胞靜止核中分離染色質絲”的論文。在這項具有里程碑意義的工作中,他們概述了一個包含一系列離心步驟的過程。在這些步驟中,要麼收集上清液,要麼收集沉澱,直到最終從最終沉澱中獲得“染色質絲”。

現代離心機

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1940年,SPINCO 生產了第一臺商用超速離心機。貝克曼儀器公司在1954年收購了Spinco,並繼續製造超速離心機。這家公司現在被稱為 貝克曼庫爾特,至今仍然是主要離心機制造商。下面可以看到貝克曼庫爾特 Avanti J-E 離心機的圖片。這些機器設計的許多改進導致了今天使用的工具。驅動系統升級到高速電機,轉子使用的材料也得到了更新。斯維德伯格製造的原始轉子,如那些轉子,由抗拉鋼製成。如今,鋁合金和鈦等材料用於承受高離心力。添加了真空系統以減少摩擦並保持溫度控制。其他工具(如電子顯微鏡)的開發使研究人員能夠更好地檢查正在離心的顆粒。科學家們隨後能夠觀察超速離心機分離的細胞器,並對其結構-功能關係進行表徵。

如今,有許多不同的離心機可供使用。它們的大小從臺式離心機(籃子體積為 1.2 升,最大負荷為 1.5 公斤,如下面所示的艾本德臺式離心機)到大型獨立式離心機(籃子體積為 5 升,最大負荷為 6 公斤或更大)。一些較小的離心機最大旋轉速度低於 300 轉/分鐘,而較大的機器一次可以達到 10,000 轉/分鐘的功率。



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參考文獻

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訂閱型參考文獻

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未來訂閱型參考文獻列表

開放獲取參考文獻

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  1. 巴克利,南希。 "講座 5:離心" 加州州立理工大學生物科學系。
  2. "離心機、離心機和離心" Fronine 實驗室用品。
  3. 克勞德,A. 和波特,J. S. "從白血病細胞靜止核中分離染色質絲" 實驗醫學雜誌。
  4. 德迪夫,C. 和伯法伊,H. "組織分級分離簡史" 細胞生物學雜誌:第 91 卷,第 3 期,第 2 部分,1981 年 12 月,第 293-299 頁。
  5. "邁謝爾的發現:DNA 自適應實驗室" 基因組研究所。
  6. "化學和製藥行業用的剝離式離心機、籃式離心機和溶劑萃取裝置" Rousselet Robatel 目錄。
  7. "特奧多爾·斯維德伯格定義" 來自 Answers.com。
  8. "維基百科:特奧多爾·斯維德伯格"
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