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离心分离的应用

胶体化学

  1924年瑞典的丁.斯韦德贝里设计了超速离心机,这是一种以极高的角速度运转的离心机,1940年获得的离心加速度30万倍于重力加速度,它和30年代多层吸附理论的建立,以及40年代疏液胶体稳定理论的建立,可说是近半世纪中胶体化学(见胶体和表面化学)领域内的三大成就。超速离心机的分离原理是,当一个含有聚合物或巨分子的溶液,在离心力是重力的25万倍时,分子相互分离,纯溶剂留在界面以上,这个界面以一定速度向容器低部移动。若溶质的分子量不均匀,这个界面上的浓度梯度也不均匀,则那些分子量低的会落在大分子之后。用光学仪器可观察出这个界面,从而精确测定沉降速率,而每种成分的沉降速率又与其分子量有关,因而可以计算出各成分的分子量。超速离心机不仅能分离胶粒,更重要的是它能测定胶粒的沉降速率、平均分子量及混合体系的重量分布,因而在胶体化学研究(尤其是亲液胶体)中起了重大的作用。

高分子化学

  超速离心机的出现为对高分子溶液的深入了解提供了一种有力的研究手段。1940年斯韦德贝里使用超速离心法测定了分子量及其分布,可直接测定几万至几百万的分子量。高分子化合物分子量测定方法的出现,极大地推动了高分子化学的发展,许多天然高分子属于单一分散体系(所有分子都持同一分子量),对这种系统,超速离心法是最好的分子量测定法,比渗透压、光散射和粘度等测定法更好。

生物化学超速离心法

  同样为生物化学提供了一种强有力的研究手段。斯韦德贝里应用超速离心法测量了蛋白质分子在水中的沉降速率,从而能计算蛋白质的分子量。他的一些测定结果如下:牛胰岛素:46 000:人血红球:63 000:人血清球:153 000:章血血清:2800 000:烟草花叶病毒:31 400000。超速离心法还经常用于蛋白质的降解、分离、精制以及分子量分布测定。细胞研究中常用一种分带或区域离心机,用一个大容量旋转室,根据密度梯度离心分离原理来分离细胞。

环境保护离心分离法

  常用于:①离心过滤,借助离心作用从浆料中排除液体,浆料被引入一快速旋转的网篮中,固体留在多孔的网上,液体则受离心作用从滤饼中挤出:或利用旋转器中的离心力使轻重物质分开,重物质以稠泥浆的形式通过喷嘴流走。常用设备为离心过滤机。②离心沉降,悬浮固体在离心力作用下移向或离开旋转中心,这样就可聚集在一个区域内而被移出,可以使颗粒的沉淀时间从几小时减至几分钟。常用设备为离心沉降器。③离心捕集,用于从煤烟、空气流中分离出0. 1 } 1000微米的小颗粒物质,是治理空气污染的有效手段之一。常用设备为离心捕集器,也称微粒收集器、旋风除尘器。