遠心分離

遠心分離 （えんしんぶんり、英 : centrifugation ）とは、ある試料に?して?大な遠心力をかけることにより、その試料を構成する成分（分散質）を分離または分?する方法である。

懸濁液や乳液などは、ろ過や抽出操作では分離することが困難であるが、遠心分離では通常なら分離困難な試料に?しても有?にはたらく場合が多い。その原理は、高速回?により試料に?大な加速度を加えると、密度差がわずかであっても遠心力が各分散質を異なる相に分離するように?くためである。遠心分離に使用する機械を 遠心機 という。

19世紀から開?され、現代的なものはテオド?ル?スヴェドベリにより1920-1930年にかけて開?された ^[1]。

密度勾配遠心法 [ 編集 ]

詳細は「等密度遠心法」を?照

生化? では、 ?化セシウムなど式量の大きい?の溶液を試料と混合して超遠心機（後述）にかけることによって、試料の粒子をその重さにしたがって分離する 密度勾配遠心法 （みつどこうばいえんしんほう）が利用される。これは、溶液に長時間にわたり超遠心を施すことにより生じる密度勾配を利用し、試料中の粒子がその重さに?じて層を成して分離する現象を利用して、高分子の分離や平均分子量を推測する手法である。また、血球細胞の分離の際にもショ糖溶液などを用いて行われる。その際には細胞が損傷を受けないように超遠心機ではなく、通常の遠心機によって分離される。

遠心機の構造 [ 編集 ]

遠心分離に使用される?置を 遠心機 （えんしんき、 centrifuge ）と呼び、筐?とその?部の回?子とで構成される。手回し式のギアで回?させるものから、高速電動モ?タ?で回?させるものまでさまざまである。

遠心機の能力は?生する遠心力をG（重力加速度）で計測した値で示され、?千Gまでかけられるものを 遠心機 、?万G以上をかけられるものを 超遠心機 ( ultracentrifuge ) と呼び?別している。

回?子は用途によりさまざまな形?が存在する。試料容器は 沈殿管 （ちんでんかん）と呼ばれるが、試?管、スピッツ管、ディ?プウエルプレ?ト、マイクロチュ?ブなどさまざまな形?の容器が使用されるため、通常はアダプタ?交換によりさまざまな容器に??できるようになっているものが多い。

回?速度により遠心力ベクトルが?化するため、管の向きが常に遠心力に?して鉛直に保たれるように、アダプタ?が振り子式の支点で回?子に保持されているものが多いが、管の角度が常に一定になっているものもある。ここで、回?子の重量配分に偏りがある?態で高速回?させると大きな振動が?生し、最?の場合には遠心機が破?される恐れもあるので、サンプルは重量配分に偏りが無いようにセットされる。

超遠心機では、種?の部位による摩擦による?熱が無視できないので、生化?用の超遠心機にはサンプルを冷却する仕組みが備えられたものもあり、これらは 冷却遠心機 と呼ばれる。場合によっては減?にすることで、空?との ?熱?縮を減らす冷却遠心機も存在する。

遠心機の種類 [ 編集 ]

工業用遠心機: 工業用では砂糖の精製や、乳脂肪分を分離するために遠心機が利用されている。また化?工業用には結晶とろ液を分離する?の布張りの遠心機が利用されることもある。
ガス遠心分離?置: 六フッ化ウランガスを超遠心機にかけると、原子量の違いにより同位?濃度に勾配が?生する。遠心機の原理で同位?を分離する?置を ガス遠心分離?置 と呼ぶ。ガス遠心分離?置は天然ウランから濃縮ウランを製造するウラン濃縮工場でも使用されており、核兵器の製造にも使用できることから、核?散防止のために輸出入が制限されることがある。; 超遠心機の?生する?十万Gであっても、同位? の濃度勾配は極めてわずかであるため、高濃度側と低濃度側のガスをそれぞれ別の遠心分離?置に導き、多段階で分離を行う。段?を多くすることで、同位? を高度に濃縮することができる。
遠心エバポレ?タ?: 遠心機を減?すると、遠心力が溶液の突沸を押さえ?むため、試?管やディ?プウエルプレ?トなど微少量の溶液サンプルを小容量の容器のまま蒸? ? 乾固させることができる。このような目的で設計された遠心機を 遠心エバポレ?タ? と呼ぶ。; 回?子の構造は超遠心機と同?であるが、筐?が減?可能になっており、サンプル容器を赤外線輻射や?風の注入などで加?できるようになっている。