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日立离心机离心沉降系数S(sedimentation coefficient)又称沉降常数。是一个用于描述在超速离心过程中,粒子或颗粒在离心力作用下沉降速度的物理参数。
沉降系数S的单位是Svedberg单位(简称S),1 S = 10^-13秒。因此,当我们说一个生物大分子的沉降系数为4S时,实际上意味着它的沉降速度是在每单位离心场下的10^-13秒的四倍。
具体来说,它衡量的是在单位离心场中,样品颗粒的沉降速度。S值与颗粒直径的平方值,以及颗粒密度与介质密度的差值成正比,与介质粘度成反比。
沉降系数 S值可用以表述颗粒沉降的容易度。大部分蛋白质和核酸的S值在3~12之间。核糖体及其亚基在30S~80S之间。为避免介质的影响,S值通常在20度的水中测定,记述为S20, w
但实际上很多离心情况使用蔗糖或氯化铯(CsCl) 为介质。这时需要校正沉降系数ST,m:
S20, w :20°C 水溶液中的沉降系数
δ : 颗粒的密度(g/c)
ρ20, w: 20°C 水的密度(g/c)
ρT, w: T °C时介质的密度(g/c)
η20, w : 20°C 水的粘度(poise: g・cm-1 ・s-1)
ηT, w : T °C时介质的粘度(poise: g・cm-1 ・s-1)
值得一提的是,沉降系数S值的计算是假设样本颗粒为球状。如果为对称椭圆形,不同的直径比,沉淀系数S值也不同。
数学上,沉降系数S还可以通过以下公式表达:s=v/(ω2‧r),其中v是沉降速度,ω是离心转子的角速度(弧度/秒),r是到旋转中心的距离。
在实际应用中,沉降系数S对于理解生物大分子的物理性质非常重要。例如,通过测量不同生物大分子的沉降系数,我们可以推断出它们的相对分子量、分子形状以及水化程度等信息。
此外,沉降系数S也广泛应用于生物化学和分子生物学领域,用于研究和分析蛋白质、核酸以及其他大分子复合物的结构和功能。
在实际应用中,沉降系数S可以帮助我们预测样品颗粒在离心过程中的行为。
例如,通过比较不同样品的沉降系数S,我们可以判断哪些样品更容易在离心过程中沉降下来,从而优化离心条件,提高样品的回收率和纯度。