Cesium chloride

Cesium chloride相關(guān)實(shí)驗(yàn)：

密度梯度離心基礎(chǔ)

一、概論
在密度梯度離心中，單一樣品組份的分離是借助于混合樣品穿過(guò)密度梯度層的沉降或上浮來(lái)達(dá)到的。梯度液的密度隨著離心半徑的增大而增加。密度梯度可以予形成，也可以在離心過(guò)程中自形成，密度梯度可以分為：速率—區(qū)帶（Rate-Zonal）離心和等密度（Isopycnic）離心。
在速率—區(qū)帶離心中混合樣品以很薄的一層鋪在梯度液的上部，在離心過(guò)程中由于不同組份“顆粒”在梯度液中沉降速率的差別，而在離心的某一時(shí)刻形成了數(shù)個(gè)含有單一組份顆粒的“區(qū)帶”。離心過(guò)程中在“重”的樣品（或者說(shuō)沉降得快的樣品）形成沉淀前就停止了。樣品在離心后與梯度液一起收集，用常規(guī)技術(shù)去除梯度材料后就得了某個(gè)較純的成份。每個(gè)單一組份的沉降速率取決于它們的形狀、尺寸、密度、離心力的大小、梯度液的密度和粘性系數(shù)。
對(duì)于相類似的生物體組份常常形狀也相似。在速率—區(qū)帶離心中我們常常使梯度液的大密度不超過(guò)在該梯度中的浮密度。利用這類生物體組份在尺寸上的差異而形成的沉降速率的不同，選擇某一特定時(shí)刻，當(dāng)它們中的各個(gè)純樣品區(qū)帶之間的距離拉得遠(yuǎn)時(shí)停止離心即可以達(dá)到分離目的。
與速率—區(qū)帶離心法不同的是，等密度離心是依賴于樣品顆粒的不同密度來(lái)進(jìn)行離心分離的?；旌蠘悠房梢凿佋谔荻纫褐?，也可以置于梯度液之下，甚和梯度液混在一起。后一種方法依靠離心力來(lái)形成梯度（自形成梯度）在形成梯度的過(guò)程中由于樣品各單一成份向它們自己的等密度區(qū)靠攏即達(dá)到了分離純化的目的。對(duì)于速率—區(qū)帶離心，梯度液大密度一般小于樣品中各組份的密度，也就是說(shuō)是在樣品正在沉降過(guò)程中的不是在形成沉淀后來(lái)分離樣品；而等密度離心法中，梯度液的初始大密度常常超過(guò)樣品各組份的密度，利用每個(gè)單一組份沉降或上浮到它們各自的等密度區(qū)來(lái)達(dá)到分離的目的。
密度梯度離心法的理論基礎(chǔ)是（參考文獻(xiàn) 1）
每種純樣品成份在梯度液中的沉降速度可以表達(dá)為： 

式中：v是某一時(shí)刻樣品的沉降速度（厘米/秒） 
         d：樣品顆粒的直徑（厘米），我們?cè)诔醪接?jì)算時(shí)就假設(shè)樣品顆粒為球體。非球形顆粒樣品，可以以上式為基礎(chǔ)進(jìn)行修正。
         &;：樣品顆粒的密度（克/厘米3）
         ρ：密度梯度液的密度（克/厘米3）
         η：密度梯度液的粘性系數(shù)（克/厘米•秒）
         ω：離心機(jī)主軸的旋轉(zhuǎn)角速度（1/秒），ω=2πN÷60，N：轉(zhuǎn)/分 
         r：顆粒所在位置與旋轉(zhuǎn)軸心之間的距離，即離心半徑（厘米）
當(dāng)：&;>ρ時(shí)，v>0即樣品順離心力方向沉降 
      &;<ρ時(shí)，v<0即樣品逆離心力方向上浮 
      &;=ρ時(shí)，v=0即樣品停止沉降或上浮，“穩(wěn)定”在這一位置
用這個(gè)公式可以很好地解釋在速率—區(qū)帶離心法或等密度離心法中單一樣品的沉降（或上?。┬袨椤?/span>

二、轉(zhuǎn)頭的選擇：

1、離心轉(zhuǎn)頭分類：

其他特種轉(zhuǎn)頭：分析轉(zhuǎn)頭、土壤脫水轉(zhuǎn)頭、細(xì)胞浮選轉(zhuǎn)頭、管式轉(zhuǎn)頭、血球比測(cè)定轉(zhuǎn)頭、細(xì)胞淘洗轉(zhuǎn)頭等等。

 2、各種轉(zhuǎn)頭用于密度梯度離心的比較：
（1）各種轉(zhuǎn)頭用于速率—區(qū)帶（R-Z）離心的優(yōu)缺點(diǎn)分析： 
A、固定角式轉(zhuǎn)頭：壁部效應(yīng)影響很大，用于 R-Z離心回收率低，純度也受影響一般只用于差分離心和等密度離心，離心時(shí)間較短。是各類離心機(jī)的高速轉(zhuǎn)頭。 
B、甩平轉(zhuǎn)頭：細(xì)長(zhǎng)離心管用于 R-Z離心可以獲得較高純度和高分辨率，且容易控制離心時(shí)間，壁部效應(yīng)很小。25,000rpm~30,000rpm的甩平轉(zhuǎn)頭適用于亞細(xì)胞器的離心分離，而 40,000~42,000rpm的甩平轉(zhuǎn)頭適用于核酸、蛋白、病毒等類物質(zhì)的分離。離心時(shí)間較長(zhǎng)。 
C、垂直管轉(zhuǎn)頭：沉降距離短，因而離心分離時(shí)間也短。大半徑前幾乎沒(méi)有壁部放位，大半徑后有一定壁部效位，垂直剖面積較大，因而離心后純樣品區(qū)帶的容量也較大。但在有沉淀的密度梯度離心中，沉淀和浮動(dòng)區(qū)帶方向轉(zhuǎn)換之間存在干擾，可能影響純樣品區(qū)帶的純度。大部分 R-Z離心沒(méi)有沉淀，垂直管轉(zhuǎn)頭很適合做R-Z離心。 
D、近垂直轉(zhuǎn)頭：管軸線與旋轉(zhuǎn)主軸之間傾角7度~9度（角式轉(zhuǎn)頭20度~45度）沉降距離比垂直轉(zhuǎn)頭稍大，離心時(shí)間比角式、甩平轉(zhuǎn)頭都要短。由于有了傾角，沉淀可沿管壁滑向底部，因此基本上消除了沉淀與浮動(dòng)區(qū)帶轉(zhuǎn)換之間的干擾，適合做R-Z離心，特別適合做生物大分子（如質(zhì)粒DNA）的自形成梯度等密度離心。 
E、區(qū)帶轉(zhuǎn)頭：沒(méi)有壁部效應(yīng)特別適合做大容量的病毒、亞細(xì)胞器、生物大分子的R-Z離心，可用于研究、中試和小批量生產(chǎn)。分離純度高，量大，但操作要求高，轉(zhuǎn)頭及附件價(jià)格昂貴。 
F、連續(xù)流離心轉(zhuǎn)頭：工作原理與區(qū)帶轉(zhuǎn)頭相似，可連續(xù)工作，分離量大，分離純度高，可用于各種生物體的差分、R-Z及等密度離心。近年來(lái)高速連續(xù)流轉(zhuǎn)頭常用于大量發(fā)酵液（大腸桿菌、細(xì)胞）菌體的沉淀。

（2）各種轉(zhuǎn)頭用于等密度離心的優(yōu)缺點(diǎn)分析： 
A、固定角式轉(zhuǎn)頭：主要用于差分離心的角式轉(zhuǎn)頭，在超速離心機(jī)上可以很好地用于等密度離心，尤其是 DNA平衡等密度離心，自形成梯度，用快速密封管或厚壁管，常用的單管的容量為 10~40ml。常用轉(zhuǎn)速 40,000~80,000rpm，離心時(shí)間較短，分離純度也較高。 
B、甩平轉(zhuǎn)頭：用作等密度離心時(shí)，壁部效應(yīng)對(duì)分離效果影響較小，梯度變換在甩平時(shí)自然過(guò)渡因而很適合做等密度離心實(shí)驗(yàn)，優(yōu)點(diǎn)是回收率高，分辨能力強(qiáng)。缺點(diǎn)是沉降距離長(zhǎng)，高轉(zhuǎn)速較低（由于結(jié)構(gòu)原因此類轉(zhuǎn)頭高轉(zhuǎn)速一般在 60,000rpm以上）因而，離心時(shí)間很長(zhǎng)，對(duì)某些長(zhǎng)離心管，10~15ml容量的轉(zhuǎn)頭高速在 40,000~41,000rpm，用作自行成 CSCL梯度的質(zhì)粒 DNA離心往往需要 50~70小時(shí)。 
C、垂直管轉(zhuǎn)頭：適合作等密度離心，沉降距離短，在沒(méi)有沉淀或沉淀非常堅(jiān)實(shí)的情況下，對(duì)于現(xiàn)代可自由選擇加速、減速時(shí)間的離心機(jī)，梯度轉(zhuǎn)換得很好。這類轉(zhuǎn)頭轉(zhuǎn)速很高（目前高轉(zhuǎn)速可達(dá) 100,000rpm，700,000×g）離心時(shí)間短，分離純度高，樣品容量較大（垂直剖面積大）。
D、近垂直轉(zhuǎn)頭：九十年代開始使用的新型轉(zhuǎn)頭，用作生物大分子（ DNA，RNA，蛋白質(zhì)等）的平衡等密度離心佳，目前這類轉(zhuǎn)頭的高轉(zhuǎn)速已達(dá) 100,000rpm近750,000×g），離心時(shí)間比垂直轉(zhuǎn)頭稍長(zhǎng)。 
E、區(qū)帶轉(zhuǎn)頭：非常適合做大容量樣品的等密度離心。 
F、連續(xù)流離心轉(zhuǎn)頭：高、低速連續(xù)流轉(zhuǎn)頭一般不用作密度梯度離心，超速連續(xù)流轉(zhuǎn)頭適合做大容量樣品的等密度離心分離。

三、密度梯度——材料和梯度型式的選用 
1、對(duì)于速率-區(qū)帶密度梯度離心，梯度選擇要點(diǎn)
（1）概述：用速率-區(qū)帶法（Rate-Zonal，簡(jiǎn)稱R-Z法）進(jìn)行分離的主要原理是依靠不同樣品在梯度中沉降速率的不同來(lái)分離純化樣品，因此希望樣品沉降能通過(guò)整個(gè)離心管長(zhǎng)度來(lái)提高分辨率。作為基本條件就是梯度液的大密度必須小于樣品顆粒的密度。
用有密度梯度的支持液作R-Z離心有以下優(yōu)點(diǎn)：
●當(dāng)樣品中不同組份分層進(jìn)入梯度液時(shí)，梯度的較高密度支持著樣品，這樣就使混合樣品中各個(gè)不同密度的層次以較窄（或較?。┑膮^(qū)帶沉降從而得到較高的分辨率（或較高的純度）。
●梯度液的密度一般是從離心管上部到底部逐漸增加，這樣就可以穩(wěn)定液柱，提高抗對(duì)流和抗機(jī)械擾動(dòng)的能力（接近離心過(guò)程結(jié)束時(shí)，純樣品區(qū)帶和它的支持液的密度差較小）。
●梯度液粘性系數(shù)逐漸增大也使純樣品區(qū)帶變窄從而提示了分辨率。而逐漸減緩的沉降速度使同一組份樣品逐漸靠攏，提高了分離純度。

（2）梯度材料的選用
        一個(gè)理想的梯度液應(yīng)具備：化學(xué)穩(wěn)定性好；高溶解度；低滲透性；在溶劑中的穩(wěn)定性；較低的光吸收特性；低廉等。遺憾的是很難找到一種適合于各種 R-Z離心的*無(wú)缺的梯度液。
對(duì)于大多數(shù)R-Z離心，蔗糖是比較合適的梯度材料。盡管它在高密度（40~60% W/ W）時(shí)粘性系數(shù)較大，但綜合比較表明它可以廣泛應(yīng)用。但由于蔗糖在各種密度時(shí)（即使是低密度時(shí)也如此）有較高的滲透性，分離一些對(duì)滲透性敏感的生物體組份時(shí)需要選擇其他梯度材料，如由 公司開發(fā)的 Ficoll等等。
      在大多數(shù)情況下，梯度液的 PH值應(yīng)與被分離時(shí)生物制品的生理 PH值*。
      對(duì)密度梯度材料的基本要求：
（a）能夠配制所需要的密度范圍
（b）粘性系數(shù)較低
（c）溶解度高
（d）有密度與光折射率的對(duì)照資料
（e）對(duì)被分離樣品無(wú)損害
（f）對(duì)被分離樣品滲透很少
（g）在離心分離完成后很容易與生物樣品分離
（h）化學(xué)性能穩(wěn)定
（i）對(duì)離心過(guò)程中所接觸的轉(zhuǎn)頭材料，離心管，管蓋及密封件，連續(xù)流及區(qū)帶轉(zhuǎn)頭的管道等等無(wú)腐蝕作用。
（j）純度高
（k）毒性少
（l）價(jià)格較低
（m）已知該材料的某些物理、化學(xué)、熱力學(xué)性能。

常用的梯度材料有：蔗糖、葡萄糖、甘油、山梨醇、酒石酸鉀、溴化鉀、碘化鉀、氯化銫、氯化銣、三氯醋銫、三氟醋酸銫、右旋糖苷、白蛋白、 Ficoll、Percoll、Metrizamide、 Nycodenz、Ludox、Dextran等等。 
（3）梯度形狀的選擇
        所謂梯度形狀是指梯度介質(zhì)沿著離心管長(zhǎng)度方向的密度變化特征。用于 R-Z離心密度梯度常用連續(xù)梯度也就是密度隨著離心半徑的增加而光滑地（不是突變地）增大，直線型的，光滑曲線型的（一般用凸指數(shù)或凹指數(shù)曲線，或凸凹指數(shù)曲線聯(lián)用的）都屬于連續(xù)梯度。不連續(xù)（階梯型）梯度多用于等密度離心。
●線性梯度：
在甩平轉(zhuǎn)頭中做 R-Z離心常用線性梯度。
制備線性梯度時(shí)要注意：
在甩平或垂直轉(zhuǎn)頭中制備線性梯度時(shí)，梯度液面的密度必須足以支持樣品，而底部密度必須小于被分離樣品各個(gè)組份的密度。
一般地說(shuō)較大的梯度斜率可以得到較高分辨率。
蔗糖的常用線性梯度范圍是 5~20%W/V或 10~40%W/V。
可以用梯度儀制備線性梯度，也可以人工鋪設(shè)數(shù)個(gè)階梯型梯度，離心管靜置一段時(shí)間后也可以形成近線性梯度。
●等運(yùn)動(dòng)梯度（等速梯度）（Isokinetic）
等運(yùn)動(dòng)梯度是指在某一恒定離心轉(zhuǎn)速時(shí)，樣品顆粒在梯度中以定常速度沉降。要做到等速沉降，必須使梯度液密度和粘性力的增加與沿著離心半徑方向的離心力增加相平衡，在這種梯度液中，顆粒的沉降距離與離心時(shí)間，離心力，以及顆粒本身的沉降系數(shù)成正比。因此如果已知某單一組份樣品的沉降系數(shù)，就可以算出在同一梯度中沉降的其他組份的沉降系數(shù)。
在甩平轉(zhuǎn)頭中用等速沉降梯度時(shí)，從旋轉(zhuǎn)中心算起的離心距離與沉降系數(shù)的關(guān)系應(yīng)該是線性關(guān)系。為了構(gòu)造等速沉降梯度我們必須注意到轉(zhuǎn)頭、離心管，梯度介質(zhì)的密度、濃度和粘性系數(shù)在同一溫度。
在甩平轉(zhuǎn)頭中作蛋白質(zhì)分離常用 5~20%（W/V）蔗糖梯度在 5℃離心可以達(dá)到近似的等速沉降的效果，而 10~30%（W/V）的甘油梯度在 5℃時(shí) DNA或 RNA也可以達(dá)到近似等速沉降的目的，其他大多數(shù)樣品分離的等速沉降梯度是凸指數(shù)型曲線。
●凸型指數(shù)曲線與凹型指數(shù)曲線梯度：
為了支持樣品使其中組份在離心開始前不致于沉入梯度，我們常希望梯度曲線在近液面處有較陡的斜率，也就是說(shuō)在近液面處梯度液的密度沿離心管長(zhǎng)度方向增加得很快。這就是凸指數(shù)曲線梯度，與此相反，如果液面處梯度液足以支持（托?。悠?，故考慮到某些樣品在離心管中下部需要較慢的沉降率（在高密度區(qū)）才能得到理想的分辨率，那么凹型指數(shù)曲線型梯度便能滿足這個(gè)要求。
●復(fù)合型梯度：
如果用程序梯度儀來(lái)準(zhǔn)備梯度，那么上節(jié)中的凸凹指數(shù)曲線梯度可以復(fù)合在同一梯度液中，這樣的復(fù)合梯度在它們各自的區(qū)域保持了它們各自的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然也可以制備其他類型的復(fù)合梯度。一般說(shuō)，復(fù)合梯度多用于區(qū)帶離心。 

2、等密度離心，梯度要素的選擇
（1）梯度材料及梯度溶液選擇
所有的等密度離心都使用水溶性緩沖劑作溶劑，緩沖劑的組成及 PH值取決于生物樣品的性質(zhì)。對(duì)細(xì)胞、亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)或其他生物大分子的等密度離心分離各有不同要求。
常用于等密度離心梯度材料有：

從上表可以看出，對(duì) R-Z離心，蔗糖是很好的梯度材料，而對(duì)于等密度離心，不同的生物樣品對(duì)梯度材料的要求有較大差異。
（2）梯度型式選擇
離心時(shí)，溶液中的各組組份都同時(shí)處在離心場(chǎng)中，被分離的組份及梯度材料的分子都在離心力作用下向離心管底部（甩平、角式）或外壁（垂直管、近垂直管、區(qū)帶轉(zhuǎn)頭、連續(xù)流轉(zhuǎn)頭）沉降。對(duì)于梯度材料，如果它們的沉降速度在離心初始階段遠(yuǎn)大于濃度擴(kuò)散速度，那么就可以形成連續(xù)的密度梯度。這就是“自形成梯度”產(chǎn)生的基本原理。我們可以把被分離樣品和梯度材料混合在一起離心，梯度材料在離心過(guò)程中形成密度梯度，而樣品中不同組份則沉降（或上?。┑剿鼈冏约旱牡让芏葏^(qū)。
另一種方法是預(yù)先制備好密度梯度，將樣品鋪在離心管（或區(qū)帶轉(zhuǎn)頭）的某一部份（如離心管上部、下部或中部）離心，使樣品中各種組份沉降（或上?。┑剿鼈冏约旱牡让芏葏^(qū)前后，從而達(dá)到了我們所需要的“平衡”結(jié)果。
預(yù)先形成梯度可以是不連續(xù)的（階梯型），也可以是連續(xù)梯度。階梯型不連續(xù)梯度大多適用于從植物或動(dòng)物組織的勻漿中分離整細(xì)胞或亞細(xì)胞器，或用于某些病毒的純化。而連續(xù)梯度由于其密度平滑地變化，對(duì)于某些生物樣品的多種成份組合的分離可以得到較高的分辨率因而得到了廣泛的應(yīng)用。
選擇自形成梯度還是預(yù)形成梯度，主要取決于材料的性質(zhì)。某些膠體硅材料可在10,000~20,000×g的離心場(chǎng)中離心30分鐘就可以自形成梯度（例如美國(guó) Dupont公司的 Ludox及瑞典 pharmarcia公司的 Percoll）。但對(duì)某一些材料，自形成梯度的時(shí)間很長(zhǎng)，對(duì)離心力的要求也很高。CSCL或 Metrizamide需要在50,000~500,000×g的離心場(chǎng)中離心數(shù)小時(shí)甚數(shù)十小時(shí)才能自形成梯度（如用CSCL做質(zhì)粒 DNA分離，梯度液中加 E.B.和 Triton x-100，在 490,000×g需要離心4小時(shí)，才能利用CSCL的自形成梯度分離出質(zhì)粒DNA，染色體DNA，RNA和蛋白質(zhì)。）
預(yù)形成梯度的主要優(yōu)點(diǎn)是離心時(shí)間較短，因?yàn)槲覀冎灰紤]樣品中某個(gè)組份到達(dá)其等密。
預(yù)形成梯度的缺點(diǎn)是：
●被分離樣品的容量較少（與自形成梯度相比）
●對(duì)某些樣品如細(xì)胞或病毒會(huì)因單向沉降而產(chǎn)生顆粒聚結(jié)從而減少了樣品回手率甚影響純度。
●預(yù)先制備梯度液需較長(zhǎng)時(shí)間，亦較繁復(fù)。
與預(yù)形成梯度相比較，自形成梯度有較大樣品容積（特別是使用垂直剖面積較大的垂直管或近垂直離心這個(gè)優(yōu)點(diǎn)更突出）；可以簡(jiǎn)單地調(diào)整初始密度；離心過(guò)程中樣品既有上浮又有沉降，也就是混在梯度液中的樣品在離心過(guò)程中，在梯度材料自形成梯度的同時(shí)從離心力的正反二個(gè)方向向自己的等密度區(qū)靠攏，后排列在自己的等密度區(qū)上下形成純樣品區(qū)帶。從這個(gè)意義上說(shuō)，樣品是真正到達(dá)了自己的等密度取而具有很高的濃度。
自形成梯度的等密度離心又稱平衡等密度離心（Eguilibrium-Isopycnic）
（3）自形成梯度
綜上所述，某些梯度材料能夠在離心過(guò)程中形成密度梯度， Ludox，Percoll中的膠體硅顆粒可以較快地向離心管管底（如甩平轉(zhuǎn)頭等）或外側(cè)（垂直管轉(zhuǎn)頭）沉降而另一些材料如 CSCL，CS2SO4，Metrizamide等則在沉降過(guò)程中受到其反向濃度擴(kuò)散的影響，達(dá)到平衡的時(shí)間就特別長(zhǎng)。平衡后梯度曲線的形狀不僅依賴于梯度材料本身，也取決于其他一些離心條件。自形成梯度的基本條件是樣品中需要分離的各種組份在分離后都就包含在梯度范圍中。佳的自行梯度形狀還應(yīng)該使被分離組份都處在各自的較窄的純樣品區(qū)帶內(nèi)，只有這樣才能得到較高的分辨率。使很多單一組份在尺寸和密度上都有差異，這就使得同種樣品區(qū)帶離心后顯得比較寬。為了提高分辨率就必須使梯度曲線變得陡一些，但要隨心所欲做到這一點(diǎn)卻很困難。
幸運(yùn)的是對(duì)于所有梯度材料，計(jì)算自形成梯度的公式（也就是自形成梯度曲線的形成原理）是一樣的。由于 CSCL分離質(zhì)粒DNA已有近 30年的歷史，大多數(shù)定量分析工作集中于討論CSCL梯度。用下面的一些公式可以計(jì)算自形成梯度曲線的形狀，可用于設(shè)計(jì)合適的密度梯度。
●梯度曲線的斜率：
密度梯度曲線中某一點(diǎn)的昀終斜率可以用dρ/dr下式計(jì)算： 

其中：ω是弧度（弧度/秒） 
         r：從旋轉(zhuǎn)中心到計(jì)算點(diǎn)的距離（cm）
         β°：梯度材料的密度梯度比例常數(shù)。
β°的數(shù)值請(qǐng)參考：
（1）余興明“質(zhì)粒 DNA的超速離心分離”或
（2）J.B.Martin “Biopolymers”9，1970，P597 

用這個(gè)公式計(jì)算梯度曲線的中下部占3/4離心管中梯度高度的dρ/dr值比較接近實(shí)際情況，對(duì)
上部1/4長(zhǎng)度與實(shí)際情況有些差別。
從上面公式可以看出，要使曲線變陡： 
a：降低β° 
b：提高轉(zhuǎn)速 
c：加大離心半徑 
d：增大初始密度
以同等轉(zhuǎn)速離心，甩平轉(zhuǎn)頭的 r較大，在同等初始密度條件下，甩平轉(zhuǎn)頭的密度梯度曲線比垂直管轉(zhuǎn)頭、近垂直轉(zhuǎn)頭或固定角式轉(zhuǎn)頭都要陡一些。（參見下圖）

CSCL初始密度為 1.72g/cm3時(shí)的自形成梯度曲線

九十年代以前生物大分子離心分離實(shí)驗(yàn)多數(shù)是利用甩平轉(zhuǎn)頭，轉(zhuǎn)速在60,000rpm以下，某些實(shí)驗(yàn)一次要離心數(shù)十小時(shí)，使用的CSCL也較多（分析純，價(jià)格高，且不能反復(fù)使用）離心分離成本昂貴（如80年代初期，質(zhì)粒DNA分離，CSCL初使密度為1.71g/cm3，33,000rpm， 20℃甩平轉(zhuǎn)頭離心72小時(shí)，一次離心就用去了驅(qū)動(dòng)部1.4億轉(zhuǎn)的壽命，而當(dāng)時(shí)的超速離心機(jī)驅(qū)動(dòng)部的保用壽命才100億轉(zhuǎn)，雖然由于CSCL在離心后梯度曲線較陡而獲得了很純的質(zhì)粒 DNA和染色體 DNA，但成本實(shí)在是太高了）。九十年代開始使用近垂直管（或稱小角度）轉(zhuǎn)頭，在 CSCL梯度中加入 E.B.和 Triton x-100，初始密度 1.55g/cm3、78,000rpm，20℃離心4小時(shí)（用去驅(qū)動(dòng)部壽命0.187億轉(zhuǎn)）或用垂直管轉(zhuǎn)頭，同樣的梯度 100,000rpm，20℃2小時(shí)（用去驅(qū)動(dòng)部壽命0.12億轉(zhuǎn)都獲得了滿意的結(jié)果。（文獻(xiàn) 5）
●梯度的密度范圍：
在不同距離處（r2，r1）密度差可以用下面公式表示： 

從上式可以看出（ρ2-ρ1）值不僅和轉(zhuǎn)速的平方而且和距離的平方差成正比。
●轉(zhuǎn)頭選擇對(duì)梯度曲線斜率與梯度范圍時(shí)影響：從前面的曲線圖可以看出對(duì)不同轉(zhuǎn)頭，梯度曲線的差異：水平轉(zhuǎn)頭離心時(shí)和復(fù)原（離心完成）后對(duì)于梯度來(lái)說(shuō)，離心管中液面管底距離保持不變。對(duì)固定角式，小角度轉(zhuǎn)頭及垂直管轉(zhuǎn)頭，離心頭沉降距離很短，而在離心后復(fù)原時(shí)這項(xiàng)距離明顯拉長(zhǎng)了，也就是說(shuō)梯度曲線變得平緩了，這種距離的延伸有利于離心分辨率的提高。因此垂直管轉(zhuǎn)頭比NVT（近垂直管）轉(zhuǎn)頭，NVT轉(zhuǎn)頭比角式轉(zhuǎn)頭的距離延伸更大，分辨率也就更高。但與此相反，純樣品帶的寬度都是甩平轉(zhuǎn)頭窄，垂直管轉(zhuǎn)頭寬。
●梯度中的大和小密度：
計(jì)算前，首先要找到等密度點(diǎn)的位置。
等密度點(diǎn)：離心后密度與離心開始時(shí)初始密度相等的點(diǎn)。
對(duì)于甩平轉(zhuǎn)頭：設(shè)等密度點(diǎn)為 rc 

式中：rt梯度表面與旋轉(zhuǎn)中心距離 
         rb離心管底與旋轉(zhuǎn)中心距離
該公式可用于估算離心結(jié)束時(shí)（轉(zhuǎn)頭剛開始減速時(shí)）角式轉(zhuǎn)頭及垂直管轉(zhuǎn)頭的 rc位置。設(shè)梯度液初始密度（均勻）為ρ i，在求得 rc后梯度中大密度與小密度可用下式計(jì)算：

如果已經(jīng)設(shè)計(jì)好密度變化范圍就可以計(jì)算所需要的離心轉(zhuǎn)速：

●計(jì)算實(shí)例： 
DNA分離，CSCL梯度，初始密度 1.70g/cm3，根據(jù)離心要求，理想的大密度為ρb=1.75g/cm3，小密度為ρt=1.65g/cm3
用某甩平轉(zhuǎn)頭高轉(zhuǎn)速55,000rpm，rb=12cm，rt=6.7cm則 N=45,500rpm，
校核：由于密度＞1.2 g/cm3按規(guī)定這個(gè)轉(zhuǎn)頭的高轉(zhuǎn)速不能超過(guò)： 

46,200rpm＞45,500rpm所以設(shè)計(jì)成立。
●離心時(shí)間計(jì)算：
計(jì)算例題中離心所需要的時(shí)間：
已知 r平均=9.35cm，樣品 S20.w=15 

●討論必須注意不能使 CSCL在離心管底部大密度超過(guò) 1.9 g/cm3， 20℃，否則CSCL將可能析出結(jié)晶，而CSCL的結(jié)晶密度為4 g/cm3，很可能在結(jié)晶的局部損壞塑料離心管，從而造成CSCL泄漏而進(jìn)一步腐蝕轉(zhuǎn)頭，（特別是鋁合金轉(zhuǎn)頭）而造成轉(zhuǎn)頭在離心中炸裂的嚴(yán)重事故。為安全起見，重金屬的梯度實(shí)驗(yàn)不要在鋁合金轉(zhuǎn)頭或甩平轉(zhuǎn)頭中的鋁合金吊桶中做。
（4）預(yù)形成梯度
●不連續(xù)（階梯型）梯度：
分層鋪設(shè)不連續(xù)梯度，樣品鋪在梯度液之上，離心時(shí)不同組份越過(guò)小于本身浮密度時(shí)梯度層次而后到達(dá)密度大于樣品浮密度的梯度界面之前形成純樣品區(qū)帶。一般設(shè)置三五個(gè)層次。
●連續(xù)梯度：
根據(jù)被分離樣品的性質(zhì)設(shè)計(jì)線性、凸指數(shù)、凹指數(shù)或凹凸復(fù)合指數(shù)曲線梯度。樣品一般鋪在梯度液上部離心分離，要注意的是某些梯度材料（如重金屬鹽）預(yù)形成梯度在離心過(guò)程中由于離心力和濃度擴(kuò)散的復(fù)合作用而可能改變形狀。我們也可以用離心來(lái)制備預(yù)形成梯度，如果形成的梯度曲線（近直線型）中點(diǎn)的密度和初始密度相同則梯度的穩(wěn)定時(shí)間（對(duì) CSCL）
T=0.3 (rb −rt )2 （小時(shí)）
當(dāng)然這是用于估計(jì)形成不同 CSCL梯度曲線所需要的時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)公式。它可用以實(shí)際離心操作。
（5）為了使實(shí)驗(yàn)人員對(duì)不同生物體在不同梯度材料中的浮密度有初步認(rèn)識(shí)，下列圖供參考圖中：
a.在水或在 0.25M蔗糖液中的推定浮密度 
b.在等密度蔗糖液中推定浮密度 
c.在等密度 CS2SO4中推定浮密度 
d.在等密度 CSCL中推定浮密度

序數(shù)符號(hào)表示為： ①細(xì)胞核 ②質(zhì)膜 ③細(xì)胞質(zhì) ④細(xì)胞核 ⑤線粒體 ⑥溶酶體 ⑦線粒體 ⑧溶酶體 ⑨內(nèi)質(zhì)綱 ⑩病毒
(1)細(xì)胞核 (2)質(zhì)膜 (3)細(xì)胞質(zhì) (4)細(xì)胞核 (5)線粒體 (6)溶酶體 (7)線粒體 (8)溶酶體 (9)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(10）病毒 (11)核蛋白體 (12)核糖體 (13)DNA (14)糖原 (15)核糖體 (16)DNA (17)RNA (18)RNA (19)RNA

產(chǎn)品訂購(gòu)說(shuō)明：
1、絕大部分產(chǎn)品備有現(xiàn)貨，一般情況下都能訂貨當(dāng)日發(fā)貨。 
2、部分非常用產(chǎn)品，需提前1－2日預(yù)訂，海外期貨則需要提前3-6周預(yù)訂。 
3、部分產(chǎn)品價(jià)格會(huì)因貨期、批次等因素發(fā)生變化，若有變動(dòng)以訂貨當(dāng)日新價(jià)格為準(zhǔn)。 
4、每日訂單截止時(shí)間為16點(diǎn)整，部分城市可到17點(diǎn)整，因超過(guò)截止時(shí)間造成當(dāng)日不能發(fā)貨的將于次日安排發(fā)貨。
5、請(qǐng)辦理完貨款后，將收據(jù)、底單等連同收貨人的地址、姓名、等以傳真、、短信、等形式通知我們。

產(chǎn)品運(yùn)輸說(shuō)明：
1、極低溫產(chǎn)品：極低溫產(chǎn)品運(yùn)輸過(guò)程中加裝干冰運(yùn)輸。用干冰把產(chǎn)品包裹起來(lái)，再用泡沫盒密封，膠帶層層粘住泡沫盒，放入索萊寶的箱子，然后交付給合作快遞，安全快速高效放心的送客戶的手中，保證產(chǎn)品的性質(zhì)穩(wěn)定如一，為您的實(shí)驗(yàn)保駕護(hù)航。
2、低溫產(chǎn)品：低溫產(chǎn)品運(yùn)輸過(guò)程中加裝索萊寶冰袋運(yùn)輸。事先用冰袋把產(chǎn)品包裹起來(lái)，再使用泡沫盒密封，用膠帶嚴(yán)實(shí)密封泡沫盒，再放入索萊寶的箱子（保溫效果少可以持續(xù)一周），然后交付給合作快遞，安全快速高效放心的送客戶的手中，保證產(chǎn)品的性質(zhì)穩(wěn)定如一，為您的實(shí)驗(yàn)保駕護(hù)航。
3、常溫產(chǎn)品：常溫產(chǎn)品運(yùn)輸過(guò)程中無(wú)需加冰或者特殊包裝。產(chǎn)品由公司庫(kù)房人員快速配貨，準(zhǔn)確快速高效的快遞保證產(chǎn)品快速送達(dá)您的手中。