離心機(jī)分為二大類，即制備性和分析性離心機(jī)。
6.2.1 制備性離心機(jī)
制備性離心機(jī)又可分為三類：
1、普通離心機(jī) 大轉(zhuǎn)速6000 rpm左右，大相對(duì)離心力近6000×g，容量為幾十毫升至幾升，分離形式是固液沉降分離，轉(zhuǎn)子有角式和外擺式，其轉(zhuǎn)速不能嚴(yán)格控制，通常不帶冷凍系統(tǒng)，于室溫下操作，用于收集易沉降的大顆粒物質(zhì)，如紅血球、酵母細(xì)胞等。這種離心機(jī)多用交流整流子電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)的碳刷易磨損，轉(zhuǎn)速是用電壓調(diào)壓器調(diào)節(jié)，起動(dòng)電流大，速度升降不均勻，一般轉(zhuǎn)頭是置于一個(gè)硬質(zhì)鋼軸上，因此**地平衡離心管及內(nèi)容物就極為重要，否則會(huì)損壞離心機(jī)。
2、高速冷凍離心機(jī) 大轉(zhuǎn)速為20000～25000rpm(r/min)，大相對(duì)離心力為89000×g，大容量可達(dá)3升，分離形式也是固液沉降分離，轉(zhuǎn)頭配有各種角式轉(zhuǎn)頭、蕩平式轉(zhuǎn)頭、區(qū)帶轉(zhuǎn)頭、垂直轉(zhuǎn)頭和大容量連續(xù)流動(dòng)式轉(zhuǎn)頭、一般都有制冷系統(tǒng)，以消除高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)頭與空氣之間摩擦而產(chǎn)生的熱量，離心室的溫度可以調(diào)節(jié)和維持在0～40C，轉(zhuǎn)速、溫度和時(shí)間都可以嚴(yán)格準(zhǔn)確地控制，并有指針或數(shù)字顯示，通常用于微生物菌體、細(xì)胞碎片、大細(xì)胞器、硫酸銨沉淀和**沉淀物等的分離純化工作，但不能有效地沉降病毒、小細(xì)胞器(如核蛋白體)或單個(gè)分子。
3、超速離心機(jī) 轉(zhuǎn)速可達(dá)50000～80000 rpm，相對(duì)離心力大可達(dá)510000×g，有名的生產(chǎn)廠商有美國(guó)的貝克曼公司和日本的日立公司等，離心容量由幾十毫升至2升，分離的形式是差速沉降分離和密度梯度區(qū)帶分離，離心管平衡允許的誤差要小于0.1克。超速離心機(jī)的出現(xiàn)，使生物科學(xué)的研究領(lǐng)域有了新的擴(kuò)展，它能使過(guò)去僅僅在電子顯微鏡觀察到的亞細(xì)胞器得到分級(jí)分離，還可以分離病毒、核酸、蛋白質(zhì)和多糖等。
6.2.2 分析性超速離心
與制備性超速離心不同的是：分析性超速離心主要是為了研究生物大分子的沉降特性和結(jié)構(gòu)，而不是專門(mén)收集某一特定組份。因此它使用了特殊的轉(zhuǎn)子和檢測(cè)手段，以便連續(xù)地監(jiān)視物質(zhì)在一個(gè)離心場(chǎng)中的沉降過(guò)程，見(jiàn)圖34。
1.測(cè)定生物大分子的相對(duì)分子量 測(cè)定相對(duì)分子量主要有三種方法，沉降速度、沉降平衡和接近沉降平衡。其中應(yīng)用廣的是沉降速度，超速離心在高速中進(jìn)行，這個(gè)速度使得任意分布的粒子通過(guò)溶劑從旋轉(zhuǎn)的中心輻射地向外移動(dòng)，在**了粒子的那部分溶劑和尚含有沉降物的那部分溶劑之間形成一個(gè)明顯的界面，該界面隨時(shí)間的移動(dòng)而移動(dòng)，這就是粒子沉降速度的一個(gè)指標(biāo)，然后用照相記錄，即可求出粒子的沉降系數(shù)。
S = (1/ω2X)·(dx/dt)
分子或粒子的相對(duì)分子量則可從Svedberg方程式來(lái)確定：
M = RTS/[D(1-υρ)]
式中M：該分子不含水的相對(duì)分子量;R：氣體常數(shù);T：**溫度;S：分子的沉降系數(shù);υ：分子的微分比容(當(dāng)一克溶質(zhì)加到一個(gè)大體積的溶液中所占有的體積);ρ：溶劑的密度。
2.生物大分子的純度估計(jì) 分析性超速離心已廣泛地應(yīng)用于研究DNA制劑、病毒和蛋白質(zhì)的純度。用沉降速度的技術(shù)來(lái)分析沉降界面是測(cè)定制劑均質(zhì)性的常用方法之一，出現(xiàn)單一清晰的界面一般認(rèn)為是均質(zhì)的，如有雜質(zhì)則在主峰的一側(cè)或二側(cè)出現(xiàn)小峰。
3.分析生物大分子中的構(gòu)象變化 分析性超速離心已成功地用于檢測(cè)大分子構(gòu)象的變化，例如DNA可能以單股或雙股出現(xiàn)，其中每一股在本質(zhì)上可能是線性的，也可能是環(huán)狀的，如果遇到某種因素(溫度或有機(jī)溶劑)DNA分子可能發(fā)生一些構(gòu)象上的變化，這些變化也許可逆、也許不可逆，這些構(gòu)象上的變化可以通過(guò)檢查樣品在沉降速度上的差異來(lái)證實(shí)。
圖：分析型超速離心機(jī)
