离心机沉降系数测定

沉降系数测定是分析离心机最主要的用途。通常只需要几十毫克甚至几十微克样品，配制成1~2毫升溶液，装入分析池，以几小时的分析离心，就可以获得一系列的样品离心沉降图。根据沉降图可以作样品所含组分的定性分析，亦可以测定各组分的沉降系数和估计分子大小，作样品纯度检定和不均一性测定，以组分的相对含量测定。

一、原理

沉降系数的测定原理就是在恒定的离心力场下测定样品颗粒的沉降速度。因为样品颗粒很小，不能直接看到它们的沉降运动，所以把离心时样品颗粒的界面移动速度看作是样品颗粒的平均沉降速度。通常使用Schlieren和吸收光学系统来记录界面沉降图。

在沉降图中样品界面一般表现为一个对称的峰，峰的最高点代表界面位置。通常沉降系数测量精度为±2%，但是如果面界图型表现为不对称峰型，或希望沉降系数测量精度达到±1%或更小的情况时，按峰的最高点作为界面位置就不够了这时应该使用二阶距法计算界面位置。

二、沉降系数测定实例

1.样品：牛血清白蛋白

2.样品溶液与离心：按0.6%浓度将牛血清白蛋白溶于0.14M NaCl、0.01M磷酸缓冲液中，pH7.0。用12mm厚双槽分析池，一边加入溶液一边加入溶剂，约各0.3ml。分析池与平衡池平衡重量，使平衡池比分析池轻0.5g以内，然后分别装入分析转头，抽真空。开Schlieren光光源，选择工作速度，室温离心。

转动腔达到真空后离心机开始运转加速，此时在观察窗口可以看到离心图型。达到工作速度后即为恒速离心。待看到样品峰的尖端后即可以6分钟间隔照相，共照6张。照完相即可关机，取出样品液，清理转头和分析池。

照相用强反差显影冲洗后即得Schlieren光路沉降图形照片。

3.沉降图象测量：Schlieren沉降图可以用比长仪，读数显微镜，或投影仪测量。要求测量的横向量程为6cm，测量精度应优于10μm。通常读数显微镜已能满足要求。投影仪可以使图象放大于屏幕上，读测比较容易，眼睛不易疲劳。

测量时把沉降图象的底片放于测量仪器上，使液面的垂直线与测量仪中的垂直线重合，然后用十字标线依次测量内参孔，液面，界面峰尖，和外参考孔的位置，每个图象至少读测三次，取平均值。依次把每个图象依同样方法测量，把数据列成表。

照相号 x1（mm） x2（mm）x3（mm） x4（mm） （x3-x1）/a log[5.65+（x3-x1）/a]

1 45.426 37.626 33.807 13.810 0.6125 0.7967

2 45.640 37.830 33.351 13.420 0.6485 0.7992

3 45.890 38.070 32.895 13.663 0.6854 0.8017

4 45.733 37.921 32.163 13.523 0.7161 0.8039

5 45.802 38.000 31.580 13.593 0.7507 0.8062

6 46.009 38.211 31.172 13.800 0.7830 0.8084

4.沉降系数S的计算：沉降图测量完，先检查每一张图和第六张图的x2-x1值，二张图的x2-x1值的差应该小于界面峰位置的测量误差。实测x2-x1的差值为0.002，说明液面在离心30分钟内变动为0.002mm。

界面峰在30分钟内移动距离是第六号图的x1-x3减第一号图的x1-x3，是3.208mm，其峰位测量意味着允许为0.03。可内陆液面变动0.002mm远小于峰位测量误差0.03mm，说明离心时没有发生漏液。

按a=（x4-x1）/1.7求算光路对分析池的放大倍数，然后按（x3-x1）/a求算界面峰离开内参考孔的实际距离，再按x=5.65+（x3-x1）/a求算界面峰离开旋转中心的实际距离，再由对数表求算logx值。