[科普中国]-沉降速度法

沉降速度法是分析溶液中大分子的大小、形状、多组分成份行之有效的方法。

简介沉降速度法是分析溶液中大分子的大小、形状、多组分成份行之有效的方法。它是在强离心力场作用下通过测量大分子层的移动速度来测量大分子的沉降系数（S），该系数可以表示为颗粒沉降速度与重力场的比率，也可以表示颗粒的浮力质量与它的摩擦系数之比，反映分子量（M）、分子大小与形状的关系。对于理想单组分、非相互作用体系，通过测量分界面单点移动速度的传统方法就可得到精确的S值。

但对于复杂的相互作用系统，例如蛋白质寡聚作用、核酸杂交、蛋白核酸相互作用、受体配体与抗原抗体识别、分子组装、拆卸等体系，由于浓度梯度引起的扩散作用将掩蔽存在的多组分成份，通过单点或二阶巨分析得到的是整个系统的平均S值，而不是实际存在的S值分布。这些技术在应用上有一定趋限性。然而1，近年来沉降速度法在数据分析方面取得了举世瞩目的进展，沉降速度数据与LAMM方程直接拟合揭示了移动分界面许多生物信息，该技术在我们了解活体内大分子的行为中起着举足轻重的作用。

在十分强大的离心力场中使溶质沉降，对沉降状态进行观测。从沉降速度测定求得的高分子沉降系数，除分子量外还受分子形状等的影响，但沉降系数作为表示高分子的特征是非常重要的。此值与用其他方法求得的扩散系数相配合就可以算出分子量。另外，对沉降系数不同成分的混合物进行分析，也可用沉降速度法，同时，也是对提纯高分子样品纯度检验的重要方法之一。这些测定中虽很多是利用分析用的超速离心机，但用密度梯度离心法和使用分离用超速离心机也是可以的。

沉降速度法的应用聚合物分子量的测试与表征

聚合物由一种或几种单体通过共价键连接起来的高分子量化合物，又称高分子化合物。对聚合物来说，通常所指的分子量是平均值，也就有了分子量分布。

超速离心机运转的速度范围很大，使它可测定小到蔗糖大到病毒的分子量值。它也可以测定多分散性大分子的平均分子量和分子量分布。超速离心测定的是分子的绝对分子量，它不需要任何标准样品作参考，亦不需要知道样品分子的形状和水化程度。通常使用的有两种方法，即沉降速度法和沉降平衡法。

沉降速度法常用于某些特殊样品的分子量测定，如多组分样品，用沉降平衡法无法测定，而沉降速度法可以根据各组分的沉降峰，求出相应的沉降系数，结合扩散系数求出分子量2。

超速离心分析中沉降速度测定

沉降系数是表征高分子在溶液中性质的重要参数，它一直是利用超速离心沉降速度法来进行分析。过去主要是利用沉降系数的定义，通过分析沉降速度来得到沉降系数，因此其不能很好的区分扩散系数及分子量分布对沉降系数的影响，现在利用有限元拟合沉降速度数据曲线的方法可以消除这一弊端3。

自然沉降速度法分选骨髓间充质干细胞

自然沉降速度法4在间充质干细胞分选过程中不采取任何干预措施，也不添加任何分离介质，仅通过物理原理自然沉降，可能对细胞损伤小，可能使细胞原有的生物学特性得到保留。且较密度梯度离心法，自然沉降速度法分离出的间充质干细胞具有原代培养时间短，细胞集落形成率高的特点。

通过自然沉降速度法可成功从兔骨髓组织中分选出骨髓间充质干细胞，分选出的骨髓间充质干细胞原代培养呈成纤维样集落生长，经特定的诱导后具有成骨、成脂的分化潜能。

本词条内容贡献者为:

蒲富永 - 教授 - 西南大学