离心技术是利用不同物质之间的密度等差异,用离心力场进行分离和提取的物理分离分析技术,广泛用于生物学、医学、农学、化学、化工等领域。本书对离心分离技术从原理到实践进行了较详细的介绍,尤其重点介绍了在生物学科研和生产中的实例。因此,在离心分离技术的理论和实际应用中,本书可起到工具书的作用。本书可供生物学、农学、医学、化学、化工等领域的科研人员、实验室人员、管理人员和设备维修人员等参考。
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离心技术是利用不同物质之间的密度、形状和大小的差异,用离心力场对悬浮液中的不同颗粒进行分离和提取的物理分离分析技术,它广泛用于生物学(生物工程和生物制品等)、医学、化学、化工等领域,而其设备——离心机是这些领域的必备设备。关于离心技术,国外自20世纪70年代起陆续出版过一些专著,各有侧重,几种书籍综合起来对该技术叙述较全面。国内这方面还没出过专著,而各科研单位和高校根据教学需要自编讲义,由于各自要求不同,这些讲义的重点也不同,而且大部分是内部材料,社会上难以共享。本书由中国仪器仪表学会实验室仪器学会离心机专业委员会的几位委员集体编写而成,他们长期从事离心机的工程研究、离心技术的应用研究和教学。本书是国内第一部内容较全面的离心技术专著。本书共12章。第1章离心技术概述,由金绿松和卢太白合写,简要介绍国内外离心机的发展和常用离心技术。第2章离心机及其转子,由林元喜和金绿松合写,主要介绍离心机的使用者必须了解的有关离心机和转子的知识。这些“硬件”知识对离心机的使用效果有直接影响,本章还包括专门的离心机与转子安全性一节。国内发生的诸多“断轴”事故大部分是由于用户的操作不当引起的,所以该章的内容对用户的离心机使用安全极其重要。第3章由卢太白编写,第4章由林元喜和卢太白合写,第5章由林元喜、卢太白和黄祥瑞合写,第6章由林元喜和卢太白合写,分别介绍差速离心技术、密度梯度(速率区带和等密度)离心技术及梯度介质,这是最基本的技术。第7章细胞分离技术由王治伦和林元喜合写。第8、9章由林元喜编写,第10章由林元喜和金绿松合写,以丰富的实际工作介绍生物大分子、亚细胞和细胞分离。第11章分析超速离心技术及其应用,由黄祥瑞和陈立茵合写,有自己的工作事例。第12章与离心机有关的其他分离技术概述,由金绿松编写,介绍自抽连续离心技术和沉降场流分级技术,这些都是较新的分离技术,但还没推广普及。在本书编写时避免了过多的数学推导及公式,力图言简意赅,便于不同领域读者阅读。本书在介绍主要离心方法及其应用的同时,尤其重点介绍了在生物学科研和生产中的实例。在离心分离技术的理论和实际应用中,本书可起到工具书的作用。化学工业出版社相关编辑与我联系编写本书事宜,当时我已退休多年,一套工作班子已不存在,难以胜任该书编写工作。因此,我就与全国离心机专业委员会中最年轻的委员——西安交通大学医学院的林元喜老师商量,在他的积极支持和鼓励下决定接此任务,并与另外两位委员黄祥瑞(军事医学科学院)和卢太白(西北农林科技大学)一起在北京召开编委会会议商定编写大纲和分工协调,于是本书的编写工作才得以顺利开展。本书可供生物学、农学、医学、化学、化工等领域的科研人员、实验室人员、管理人员和设备维修人员等参考。读者可把本书当作专业教科书,学习基本概念、理论;也可当作工具书,带着问题在书中找有关实际应用内容。感谢北京市新技术应用研究所张天佑教授把我介绍给出版社;也感谢责任编辑对我工作的大力支持。
金绿松
(中国科学院生物物理研究所研究员中国仪器仪表学会实验室仪器学会离心机专业委员会主任)
2008年6月于北京 |
第1章离心机发展与离心技术概述1
11国外实验室离心机的发展概况1
12中国实验室离心机的发展6
13离心分离方法与应用8
131差速离心法9
132密度梯度离心法9
133分析离心11
134区带离心12
135沉淀离心法13
136其他离心方法13
参考文献14
第2章离心机与转子16
21离心机的分类16
211低速离心机16
212高速离心机17
213超速离心机17
22离心转子18
221转子的材料18
222转子的分类20
23离心管及其附件27
231离心管的材料27
232离心管的密封方法29
233离心管的适配器29
24离心机与转子的安全性30
241离心转子的安全设计31
242离心机的使用安全33
参考文献38
第3章差速离心40
31差速离心的基本原理41
311颗粒离心沉降理论42
312离心时间的估算与转子参数44
32差速离心法48
321差速离心48
322差速离心中的基本计算48
323生物样品s、n、t的校正50
324差速离心中沉降物质的分布52
325回收沉淀的差速离心52
326回收上清液的差速离心53
327全周期差速离心54
33差速离心的应用及注意事项54
331植物亚细胞器与病毒颗粒的分离54
332差速离心注意事项55
333转速n与离心加速度G的估算56
334RCF选择换算57
参考文献57
第4章梯度介质及梯度的制备和密度测定58
41梯度介质58
411常用梯度材料60
412梯度介质的特性比较71
42密度梯度的制备79
421配制密度梯度溶液79
422阶梯梯度(不连续梯度)的制备80
423连续梯度的制备81
43加样方法86
431对样品的要求86
432加样量87
44梯度回收方法89
441直接回收区带89
442定位区带收取90
443梯度区带的连续收取法91
45梯度溶液的密度测定92
451密度球标记法92
452计数密度计直接测定法92
453流动检测系统92
454折射率法93
参考文献93
第5章速率区带离心法95
51基本原理95
52速率区带离心的梯度96
521等动力梯度96
522等体积梯度(isovolume gradient)97
523复合梯度99
53离心速度和时间的计算方法100
531ω2t计算法100
532k′系数估算法100
533沉降估算辅助(SEA)图[sedimentation estimation aid(SEA)charts]101
534sω2t图102
535McEwen法估算离心条件104
54速率区带离心在实际应用中应考虑的事项110
541梯度的密度范围110
542区带的稳定性110
543梯度的体积和温度111
544区带的分辨率111
545速率区带离心成功的准则112
参考文献112
第6章等密度离心法113
61等密度梯度离心原理114
62等密度梯度离心的基本条件选择114
621等密度梯度离心的选择114
622等密度梯度离心115
623平衡等密度梯度离心中颗粒到达平衡所需时间122
624预形成密度梯度124
63等密度梯度离心的特点和应用126
631等密度梯度离心126
632等密度梯度离心的应用126
参考文献127
第7章细胞分离128
71分离细胞的基本离心方法128
711根据密度进行分离128
712根据沉降速度进行分离129
713分离细胞的梯度介质和梯度类型132
72影响细胞分离的因素133
721细胞间的相互作用133
722介质对细胞体积和密度的影响134
723样品装载量134
724壁效应135
725潮流(小滴沉降)135
726离心力136
727分离温度136
728在分离过程中细胞所处状态136
729悬浮液体积136
7210转子操作137
73设计细胞分离方法的指导路线137
74分离细胞的实验方案138
741分离血液细胞138
742分离肝脏细胞146
743分离心肌细胞153
744等密度离心在分离其他哺乳细胞中的应用155
75细胞的速度沉降分离155
751速度沉降法分离细胞主要影响因素156
752按细胞沉降速度分离的基本方法156
753细胞的离心淘洗分离157
参考文献162
第8章细胞器和细胞膜的分离163
81组织与细胞的匀浆方法163
811机械匀浆方法164
812匀浆介质165
813匀浆策略167
814评价匀浆效果168
82组织匀浆的离心和各部分的组成169
821亚细胞颗粒的物理特性169
822组织匀浆离心和各部分的组成169
823梯度纯化172
824分离亚细胞器的梯度介质173
83评价分离纯化效果175
84若干亚细胞器分离纯化方法177
841分离细胞核177
842分离线粒体188
843分离质膜195
844分离过氧化物酶体198
845分离溶酶体203
参考文献206
第9章分离生物大分子208
91用等密度离心法分离生物大分子208
911生物大分子在不同梯度介质中的浮力密度208
912转子选择209
913选择梯度介质210
914梯度斜率210
915到达平衡的时间211
916等密度区带离心的分辨率212
92速率区带离心法213
921转子选择213
922选择梯度介质和溶剂214
923选择梯度形状215
93若干生物大分子的分离和纯化方法216
931分离核酸216
932分离细胞核其他大分子237
933分离脂蛋白238
参考文献248
第10章在区带转子中的分离250
101概述250
1011命名和分类251
1012半径体积关系253
1013样品浓度和装载容量253
102旋转密封(动态加载)区带转子255
1021设计255
1022使用要点256
1023装载转子256
1024离心实验运转259
1025卸载和回收样品260
1026样品体积260
1027商品类型261
103重定向梯度区带转子261
1031设计261
1032操作策略262
1033梯度重定向262
1034在重定向转子中的梯度设计265
1035商品重定向梯度区带转子265
1036A型、B型和重定向区带转子的应用267
104连续流离心技术269
1041设计269
1042操作策略270
105区带离心过程中易出现的问题275
1051交叉漏液275
1052气泡276
1053温度控制276
1054转子体与盖间的配合277
106区带转子在实际中的应用277
1061细胞分离277
1062分离大分子(分离核糖体及亚单位)279
1063生产疫苗281
参考文献283
第11章分析超速离心技术及其应用284
111分析超速离心机及其转子284
112光学系统287
113分析超速离心的一般原理287
114分析离心基本理论289
1141沉降速度289
1142沉降平衡290
115沉降系数的测定291
1151沉降系数测定实验方法选择292
1152沉降图形的评价292
1153沉降系数测定实例295
1154影响沉降速度因素分析296
1155证明样品均质性的一般原理298
1156沉降系数(s)值的校正298
116分子量测定299
1161常规沉降平衡法299
1162弯月面耗尽沉降平衡法299
1163超短柱沉降平衡法300
1164Archibald法300
1165用经验公式估算核酸分子的分子量300
1166常规沉降平衡法的实验操作300
117扩散系数的测定302
1171Schlieren光电扫描扩散系数测定实例302
1172吸收光学系统光电扫描扩散系数测定实例303
1173扩散系数测定中的误差分析303
118偏微比容的测定304
119分子形状与大小305
1191f′/f0(摩尔摩擦系数比)305
1192未水合圆球形分子在溶液中的形状和大小305
1193水合非球形蛋白分子的形状和大小306
参考文献307
第12章与离心机有关的其他分离技术概述308
121自抽连续离心机308
1211原理308
1212应用311
122沉降场流分级技术315
1221场流分级概述315
1222沉降场流分级320
参考文献325 |
本书可供生物学、农学、医学、化学、化工等领域的科研人员、实验室人员、管理人员和设备维修人员等参考。
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