RCF   Centrifugation   원심 분리

1. 원심 분리 법 (centrifugation)

  ㅇ 용액 내 입자 크기, 밀도(비중) 차이를 이용하여, 성분 분리하는 방법
     - 회전 원심력을 이용하여, 침강 속도를 인위적으로 증가시킴


2. 원심 분리 원리

  ㅇ 용액 내 입자에 작용하는 힘 (3개)
     - 원심력 : (밖으로 밀어냄)
     - 부력 : (유체에 의한 반대 방향 힘)
     - 점성 저항력 : (이동 방해)

  ㅇ 결과적으로
     - 큰 입자 / 밀도 큰 입자 → 빠르게 침강
     - 작은 입자 / 밀도 작은 입자 → 느리게 침강


3. 원심력 표현 및 단위

  ㅇ 원심력 (Centrifugal Force)  :  F = m a = m ω2r 
     - a = ω2r : 원심력 가속도  [㎠/s]
     - ω : 각속도  [rad/s]

  ㅇ 상대 원심력 (RCF, Relative Centrifugal Force)  :  RCF = 1.118 x 10−5·r·(rpm)2
     - 상대 원심력 : "지구 중력(g)의 몇 배인가?" → RCF = a / g = (ω2r) / g
     - 1.118 x 10−5 : 상수
     - r : 축에서 원심관의 중앙까지의 수평거리  [㎝]
     - rpm : 분당 회전수


4. 원심 분리의 주요 영향 인자

  ㅇ 입자 크기 : (↑ → 침강속도 ↑)
  ㅇ 밀도 차이 : (입자 vs 용매)
  ㅇ 점도 : (↑ → 침강속도 ↓)
  ㅇ 회전속도 : (rpm, RCF)
  ㅇ 반경 : r


5. 원심 분리기 유형

  ㅇ 속도 기반 분류
     - 저속 원심 분리 (Low-speed)
     - 고속 원심 분리 (High-speed)
     - 초 원심 분리 (Ultracentrifugation)

  ㅇ 분리 방식 기반
     - 차등 원심 분리 (Differential centrifugation)
        . 크기 차이에 따라 단계적으로 침강
     - 밀도 구배 원심 분리 (Density Gradient centrifugation)
        . 밀도 차이에 따라 층별로 분리
        . 더 정밀한 분리 가능


6. 운심 분리 응용 例)

  ㅇ 혈액 성분 분리 : (혈장, 혈청, 적혈구, 백혈구)
  ㅇ 세포 분획 (cell fractionation) : 특정 세포 소기관의 대량 취득
     - (세포핵, 미토콘드리아 등)
  ㅇ 단백질, DNA 정제