1. 分析离心

分析离心是一种分离方法，其中样品中的颗粒根据它们的密度和它们所受到的离心力进行分离。分析超速离心 (AUC) 是一种用于定量分析溶液中大分子的通用且稳健的方法。

分析离心原理

分析离心基于这样的原理，即比其他颗粒密度大的颗粒沉降得更快。同样，较大的分子比较小的分子在离心力作用下移动得更快。

用于测定大分子的相对分子质量的分析超速离心可以通过沉降速度方法或沉降平衡方法进行。

大分子的流体动力学特性由它们的沉降系数来描述。它们可以根据特定生物分子的浓度边界在重力场中移动的速率来确定。

沉降系数可用于表征大分子的大小和形状随实验条件的变化而变化。

三种光学系统可用于分析型超速离心机（吸光度、干涉和荧光），可以实时精确和选择性地观察沉降。

分析离心的步骤

将小样本量 (20-120 mm 3 ) 放入分析池中，放置在超速离心机内。

然后运行超速离心机，使得离心力导致随机分布的生物分子从旋转中心径向向外迁移通过溶剂。

分子与中心的距离通过纹影光学系统确定。

根据溶质浓度与距离旋转中心的平方径向距离绘制图表，根据该图表确定分子质量。

分析离心的用途

分析离心可用于测定大分子的纯度。

也可用于检测超分子配合物的分子量变化。

此外，它还可以测定天然状态下溶质的相对分子质量。

2. 密度梯度离心

密度梯度离心是分子分离，其中分离基于分子在离心力作用下通过密度梯度时的密度。

密度梯度离心原理

密度梯度离心是基于分子在离心力作用下沉降直至到达密度与其相同的介质的原理。

在这种情况下，采用具有密度梯度的介质，它必须降低密度或增加密度。

当样品旋转时，样品中的分子会在介质中移动，从而产生离心力。

密度较大的分子在穿过密度梯度时开始向底部移动。

然后分子悬浮在粒子密度等于周围介质的点。

以这种方式，不同密度的分子被分离在不同的层，然后可以通过不同的过程回收。

密度梯度离心的步骤

培养基的密度梯度是通过在离心管中将较低浓度轻轻放在较高浓度上而产生的。

然后将样品置于梯度上，并将试管置于超速离心机中。

粒子通过梯度行进，直到它们到达它们的密度与周围介质的密度相匹配的点。

去除并分离级分，获得作为分离单元的颗粒。

密度梯度离心的用途

密度梯度离心可用于纯化大量生物分子。

它甚至可以用于纯化不同的病毒，这有助于它们的进一步研究。

该技术既可用作分离技术，又可用作测定各种粒子密度的技术。

密度梯度离心的例子

这个方法被用在著名的实验中，该实验通过使用不同的氮同位素证明了 DNA 是半保守的。

另一个例子是使用这种技术从肌肉匀浆中分离微粒体部分，然后分离具有不同密度的膜囊泡。

3. 差速离心

差速离心是一种离心过程，其中通过施加一系列递增的离心力使组分分别沉降到离心管中。

差速离心原理

差速离心是基于不同大小和密度的生物颗粒的沉降速率的差异。

随着离心力的增加，较大分子开始沉降。

根据各个离心步骤的速度和时间以及颗粒的密度和相对大小，进一步的颗粒会沉淀下来。

最大类的颗粒在离心管底部形成沉淀，在上清液中留下较小尺寸的结构。

因此，较大的分子会在较低的离心力下快速沉降，而较小的分子则需要较长的时间和较大的力。

在颗粒密度低于介质的情况下，颗粒将漂浮而不是沉降。

差速离心步骤

样品溶液在含有缓冲液的介质中均化。

然后将样品置于离心管中，离心管在特定温度下以特定离心力运行特定时间。

在此操作结束时，将在管底部形成颗粒，将其与上清液分离。

将上清液添加到新的离心管中，以另一种速度在特定时间和特定温度下离心。

同样，将上清液与形成的颗粒分离。

继续这些步骤，直到所有颗粒彼此分离。

然后可以通过测试特定颗粒特有的指示剂来识别颗粒。

差速离心的用途

差速离心通常用于分离细胞中的细胞器和细胞膜。

它还可用于细胞核的低分辨率分离。

由于该技术根据颗粒大小分离颗粒，因此可用于纯化含有较大杂质的提取物。

4. 等密度离心

等密度离心是离心的一种类型，当离心力作用于样品时，样品中的颗粒基于它们的密度被分离。

等密度离心原理

等密度离心也称为平衡离心，因为颗粒的分离仅基于它们的密度而不是它们的大小。

粒子向底部移动，移动基于粒子的大小。并且，一旦粒子的密度变得等于周围介质的密度，流动就会停止。

当我们沿着管子向下移动到底部时，梯度中的密度会增加。结果，密度较高的粒子沉降在底部，随后密度较低的粒子在密度较高的粒子上方形成带。

它被认为是真正的平衡，因为这直接取决于浮力密度而不是颗粒的大小。

等速离心的步骤

制备了朝向管底部增加密度的梯度。也可以使用预先执行的梯度。

将生物样品和盐的溶液均匀分布在离心管中并置于离心机内部。

离心机运行后，管中会形成盐的密度梯度。

粒子沿着管子向下移动，并在到达具有各自密度的区域时沉淀下来。

然后使用不同的其他过程分离和识别颗粒。

等密度离心的用途

等密度离心可用于纯化大量生物分子。

该技术可用作测定各种粒子密度的技术。

5. Rate-Zonal密度梯度离心/ Moving Zone Centrifugation

速率区带密度梯度离心是一种离心，它根据颗粒的形状和大小来分离颗粒，其工作原理与密度梯度离心相同，但工作方式不同。也称为动区离心。

速率区带密度梯度离心的原理

速率区带离心根据大小和形状对颗粒进行分级。

该过程是将样品分层放置在预浇注密度梯度顶部的限制区域中。然后离心密度梯度。

所有颗粒都迁移到密度梯度中，因为密度梯度仅具有比离心颗粒的密度低得多的密度。

颗粒主要按大小和形状分级。颗粒越大，它沉降的速度就越快。

粒子的球形越对称，它沉降的速度就越快。

颗粒以与其沉降系数成函数的速率通过梯度沉降。

与样品分布在整个介质中的差速离心不同，在速率区带离心中，样品最初仅作为窄带出现在梯度顶部。

速率区带密度梯度离心的步骤

上样前在离心管中制备密度梯度。

然后将其以带的形式分层在渐变的顶部。

在离心过程中，快速移动的颗粒（尺寸较大且呈圆形）先于较慢的颗粒移动，因此不同的颗粒在梯度的不同部分被分离为不同的条带。

颗粒根据其沉降系数进行分离，并通过穿孔从管底部获得。

速率区带密度梯度离心的用途

速率区带差速离心已被用于病毒的分离，因为它们具有不同大小和密度的成分，这些成分对于每种病毒都是独一无二的。

该方法已用于在蔗糖梯度上分离 RNA。

此外，速率区带差速离心也被用于从病毒和细菌中分离、纯化和分离 DNA 分子。

多核糖体和核糖体亚基的分离是该方法最早的应用之一。

6.差速（移动边界）离心

差速离心是一种离心过程，其中通过应用一系列递增的速度使组分分别沉降在离心管中。

差速（移动边界）离心原理

差速离心是基于不同大小和密度的生物颗粒沉降速率的差异。

随着转子速度的增加，较大分子开始沉降。

根据各个离心步骤的速度和时间以及颗粒的密度和相对大小，进一步的颗粒会沉淀下来。

最大类的颗粒在离心管底部形成沉淀，在上清液中留下较小尺寸的结构。

然后去除沉淀，进一步离心上清液以获得更小的颗粒。

因此，较大的分子以较低的速度快速沉降，而较小的分子需要较长的时间和较高的速度。

在颗粒密度低于介质的情况下，颗粒将漂浮而不是沉降。

差速（移动边界）离心步骤

样品溶液在含有缓冲液的介质中均化。

然后将样品放入离心管中，离心管在特定温度下以较低的转子速度运行特定时间。

在此操作结束时，将在管底部形成颗粒，将其与上清液分离。

将上清液添加到新的离心管中，以另一种速度在特定时间和特定温度下离心。

同样，将上清液与形成的颗粒分离。

继续这些步骤，直到所有颗粒彼此分离。

然后可以通过测试特定颗粒特有的指示剂来识别颗粒。

差速（移动边界）离心的用途

差速离心通常用于分离细胞中的细胞器和细胞膜。

它还可用于细胞核的低分辨率分离。

由于该技术根据粒子的大小来分离粒子，因此可用于识别和比较不同大小的粒子。

7. 平衡密度梯度离心

平衡密度梯度离心是密度梯度离心的改进和专门形式。

平衡密度梯度离心原理

平衡密度梯度离心基于溶液中的颗粒根据其密度分离的原理。

在这种情况下，粒子移动通过密度梯度并停止在介质密度等于粒子密度的区域中。

此时，作用在颗粒上的离心力等于将颗粒向上推的浮力。结果，颗粒停止移动并且可以分成不同的层。

当我们沿着管子向下移动到底部时，梯度中的密度会增加。结果，密度较高的粒子沉降在底部，随后密度较低的粒子在密度较高的粒子上方形成带。

平衡密度梯度离心的步骤

制备了朝向管底部增加密度的梯度。也可以使用预先执行的梯度。

将生物样品和盐的溶液均匀分布在离心管中并置于离心机内部。

离心机运行后，管中会形成盐的密度梯度。

粒子沿着管子向下移动，并在到达具有各自密度的区域时沉淀下来。

然后使用不同的其他过程分离和识别颗粒。

平衡密度梯度离心的用途

平衡密度梯度离心可用于纯化大量生物分子。

该技术可用作测定各种粒子密度的技术。

平衡密度梯度离心的例子

这已被用于 Meelson 和 Stahl 进行的实验，根据不同 DNA 分子在密度梯度上到达的位置来确定它们的密度。