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離心機轉(zhuǎn)頭效率K因子與離心時間

瀏覽次數(shù):3781 發(fā)布日期:2024-5-9  來源:貝克曼庫爾特


轉(zhuǎn)頭的k值

轉(zhuǎn)頭的k值(又稱k因子或k系數(shù))用以衡量轉(zhuǎn)頭的沉淀效率。所有的離心機廠家在轉(zhuǎn)頭出廠時都計算了制備型轉(zhuǎn)頭的k值,轉(zhuǎn)頭k值通過在轉(zhuǎn)頭運行至最高轉(zhuǎn)速、離心管裝滿樣品時計算得到的,其計算公式如下:
(1)
 
由于                      (2)
將公式(2)代入公式(1)可得到以下轉(zhuǎn)頭k 值的計算公式:
(3)

由上得出轉(zhuǎn)頭k值是與轉(zhuǎn)頭的最高轉(zhuǎn)速和形狀有關(guān)。

最高轉(zhuǎn)速完全一樣的轉(zhuǎn)頭,離心管與軸的角度越小,也就是rmax/rmin 越小,k值就越小。所以制備型超速離心機的四類轉(zhuǎn)頭的k值如下:水平轉(zhuǎn)頭k值 > 定角轉(zhuǎn)頭k值 > 近垂直轉(zhuǎn)頭k值 > 垂直轉(zhuǎn)頭k值。

如果在離心時,轉(zhuǎn)頭沒有運行到最高轉(zhuǎn)速,那么rpm就不能使用最高轉(zhuǎn)速的k值,必須將轉(zhuǎn)頭實際運行轉(zhuǎn)速代入公式(3)來計算實際的k值。
(4)
離心時間

已知某轉(zhuǎn)頭k值和顆粒的沉降系數(shù),可以計算出用該轉(zhuǎn)頭分離顆粒時所需要的時間。其公式如下:
(5)
由公式(5)可以看出,轉(zhuǎn)頭k值是評估轉(zhuǎn)頭離心效率的一個指標,對于沉淀同一顆粒,轉(zhuǎn)頭k值越小,顆粒沉淀所需要的時間就越短,也就是離心效率越高;反之,轉(zhuǎn)頭k值越大,顆粒沉淀所需要的時間就越長,轉(zhuǎn)頭的離心效率越低。

舉例

分離沉降系數(shù)為15S的蛋白,如果用的轉(zhuǎn)頭k值是15,那么沉降該蛋白顆粒所需要的時間是:

t = k/s = 15/15 = 1 小時

如果用的轉(zhuǎn)頭k值是18,那么沉降所需的時間是:

t = k/s = 18/15 = 1.2 小時

已知一個轉(zhuǎn)頭k值和沉淀所需要的時間,如果用另一個轉(zhuǎn)頭來沉淀同樣的顆粒,可以用以下公式來計算需要沉淀的時間:
(6)

如果該轉(zhuǎn)頭不是在最高轉(zhuǎn)速下運行,或者樣品沒有裝滿,又或者換用了其他更小的離心管(例如g-MAX 管等),相應(yīng)k值都會發(fā)生改變,相應(yīng)離心所需的時間也需要重新計算。

綜上所述

k因子已經(jīng)綜合考慮了離心的轉(zhuǎn)速、相對離心力以及樣品在最小半徑和最大半徑等位置的受力改變情況,還有顆粒沉降的行程等因素,是計算離心時間、評價轉(zhuǎn)頭離心效率的最準確和最重要指標。
 
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發(fā)布者:貝克曼庫爾特生命科學(xué)
聯(lián)系電話:400 168 5267
E-mail:apls@beckman.com

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