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蛋白質組學/蛋白質分離 - 離心/一些基本物理和數學概念

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  1. 一些基本物理和數學概念
  2. 組織和細胞的離心分級分離:基本方法和儀器
  3. 密度梯度離心:製備梯度和測量密度
  4. 密度梯度離心:顆粒的速率和等密度分離

一些基本物理和數學概念

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[1] "分子生物學技術離心"


  • 重力


伽利略·伽利雷 (1564-1642) 首次系統而科學地研究了重力作為一種自然現象。重力加速度常數通常用符號“g”表示,為簡單起見,取值為 980 釐米/秒秒。牛頓證明了作用於勻加速運動物體的力等於其質量與其加速度的乘積,即

         F = ma       // Force F = mass x acceleration


  • 離心力


考慮一個質量為 m 的物體 P 以恆定速度(即在單位時間內以特定轉數,並與旋轉軸保持固定距離 x)沿水平圓形路徑運動。雖然速度恆定,但運動方向不斷變化。由於速度是由運動方向定義的,並且該方向正在變化,因此速度不斷變化,並且該物體被認為表現出恆定加速度。為了將運動限制在圓形路徑上,必須在水平面上向旋轉軸方向施加一個力。如果沒有這樣的力,物體將沿圓形的切線方向移動。稱為“離心力”的力可以使用相同的公式給出。

      F=ma.


  • 相對沉降速率


相對離心力——gFORCE

通常,在離心過程中施加在懸浮粒子上的力的值是相對的,也就是說,它與地球重力作用在相同粒子上的力進行比較。它被稱為相對離心力 (RCF)

      RCF = F centrifugation / F gravity 


科里奧利力:除了離心力之外,旋轉轉子內的懸浮粒子(以及懸浮液本身)還受到科里奧利力的作用

科里奧利力是由液體和懸浮粒子的慣性產生的,是一個很小的力,其方向垂直於旋轉軸和順時針方向,該力會使粒子向逆時針方向偏轉(反之亦然)。在幾乎所有實驗條件下,科里奧利力與慣性力相比非常小,其影響在轉子速度變化時(例如在加速和減速期間)會被放大。

雖然離心力使粒子加速遠離旋轉軸,但徑向沉降的粒子還受到其他力的作用,包括摩擦力、浮力、重力。摩擦力,浮力。


  • 沉降係數


一些生物粒子的沉降係數差異很大。決定沉降速率的引數分為三大類

(1) 離心條件

(2) 懸浮介質的性質。

(3) 懸浮介質的性質(即其密度和粘度)


  • 擴散


擴散是溶質分子或粒子從高濃度區域到低濃度區域的整體移動。這種運動是由於隨機分子運動或布朗運動而發生的。由於懸浮粒子的沉降實際上是一種濃縮粒子的方法,因此它受到擴散的阻礙。

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