沉降係數

粒子的沉降係數 s 用來表徵其在沉降,尤其是離心沉降過程中的行為 ;被定義為一個微粒的沉降速度與致其沉降的加速度的比率。

沉降速度)也稱為終端速度 。這是一個恆定值,因為它受到重力或離心力(超速離心機提供的數萬倍 g 的加速度 )由介質(通常是 )被作用於該粒子的運動的粘性阻力所抵消,故作勻速直線運動。所施加的加速度 (ms−2)可以是重力加速度 g, 更常見的是離心加速度 。在後一種情況下, 轉子角速度r 是粒子和轉軸( 半徑 )的距離。

粘性阻力由下式(斯托克斯定律)給出:6πηr0 v,其中η是介質的粘度,r0是顆粒的半徑,v是粒子的速度。此規則僅適用於較大的球體。

離心力由以下公式給出這裡,r是粒子和轉軸(半徑)的距離。。當二力(粘性力和離心力)平衡時,粒子以恆定速度運動,該速度稱為終端速度。因此,終端速度由下式給出。

重新整理這個公式,我們得到了最終的公式:

沉降係數有一個特定的時間單位,這個單位是斯維德伯格(S)。一S被定義為精確地10 -13 。本質上,由於離心力越大離子沉降越快,沉降係數是用離心施加的加速度大小平衡顆粒的沉降速率。這樣所得到的值就不再依賴於加速度大小,而僅由顆粒的性質和它懸浮介質決定。在文獻引用中,沉降係數通常是在中的20℃時的值。

較大的顆粒沉降更快,具​​有較高的沉降係數(S值)。然而,沉降係數沒有可加性。沉降率並不僅僅取決於粒子的質量或體積,當兩個顆粒結合在一起難免造成表面積減少。因此,當單獨計量,他們的和將與兩者結合時的粒子S值不符。核糖體就是一個例子。核糖體是最經常通過它們的沉降係數進行分辨。例如,來自細菌70S核糖體實際上是沉降係數為70S的,雖然它是由一個50S亞基和一個30S亞基所構成。

參見

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