Quando la sospensione contenente particelle fini si ferma, le particelle sospese affondano gradualmente a causa dell'azione del campo gravitazionale. Più pesante è la particella, più velocemente affonda, altrimenti la particella con una densità inferiore a quella del liquido galleggerà. La velocità delle particelle che si muovono nel campo gravitazionale è correlata alle dimensioni, alla forma e alla densità delle particelle, ed è anche correlata alla forza del campo gravitazionale e alla viscosità del liquido. Particelle delle dimensioni dei globuli rossi con un diametro di pochi micron possono essere osservate sotto la gravità normale.
Inoltre, quando la sostanza si deposita nel mezzo, c'è anche un fenomeno di diffusione. La diffusione è incondizionata e assoluta. La diffusione è inversamente proporzionale alla massa della sostanza, minore è la particella, più grave è la diffusione. L'insediamento è relativo, condizionale e può essere spostato solo da forze esterne. La sedimentazione è proporzionale al peso dell'oggetto, maggiore è la particella, più veloce è la sedimentazione. Per particelle più piccole di pochi micron, come virus o proteine, formano uno stato colloidale o semi-colloide nella soluzione, ed è impossibile osservare il processo di sedimentazione solo per gravità. Perché più piccole sono le particelle, più lenta è la sedimentazione e più grave è il fenomeno di diffusione. Pertanto, è necessario utilizzare una centrifuga per generare una forte forza centrifuga per costringere queste particelle a superare la diffusione e produrre un movimento di sedimentazione.
La centrifugazione è utilizzare la forte forza centrifuga generata dalla rotazione ad alta velocità del rotore di centrifuga per accelerare la velocità di sedimentazione delle particelle nel liquido e separare le sostanze con diversi coefficienti di sedimentazione e densità di galleggiamento nel campione.
Conversione tra forza centrifuga (g) e velocità (giri/min)
La formula di conversione tra forza centrifuga G e velocità di rotazione RPM è la seguente:
G=1,11×10^(-5)×R×(rpm)^2
Tra questi, G è la forza centrifuga, generalmente espressa in multipli di g (accelerazione gravitazionale).
10^(-5) è la quinta potenza negativa di 10, (rpm)^2 il quadrato della velocità di rotazione, R è il raggio e l'unità è cm.
Ad esempio, se il raggio centrifugo è di 10 cm e la velocità di rotazione è di 8000 RPM, la forza centrifuga è:
G=1,11*10(-5)*10*(8000)2=7104
Cioè, la forza centrifuga è di 7104 g.
Quando la forza centrifuga è di 8000 g, la velocità dovrebbe essere 8489, che è di circa 8500 rpm.
