离心和过滤是实验室中最常用的固液分离方法。它们广泛应用于所有学科——从沉淀细菌到澄清蛋白提取液，再到过滤 HPLC 流动相。

离心原理

离心利用离心力根据颗粒的大小、形状和密度使其沉降。相对离心力（RCF），以 × g 表示，计算公式为：

RCF = 1.118 × r × (RPM/1000)²

其中 r 为转子半径（毫米）。在比较不同离心机之间的实验方案时，始终使用 RCF（× g）而非 RPM，因为不同转子的半径不同。

转子类型

• 定角转子：试管以固定角度（通常 25–45°）放置。沉淀形成在试管侧面。适用于大多数沉淀应用。
• 水平转子：装样时试管垂直悬挂，离心时水平甩出。沉淀形成在试管底部，密度梯度分离效果更好。
• 垂直转子：试管在整个过程中保持垂直。用于密度梯度超速离心中的快速分离。
• 微量离心机：用于 1.5–2 mL 试管的小型定角转子，常用于 DNA/RNA 操作。

选择速度和时间

沉降速率取决于颗粒大小——较大的颗粒在较低速度下即可沉淀。典型方案：

• 低速（500–2000 × g）：沉淀细胞、大碎片。
• 中速（5000–15000 × g）：沉淀细胞器、细菌、蛋白沉淀物。
• 高速（20000–100000 × g）：沉淀微粒体、小囊泡。
• 超速离心（>100000 × g）：沉淀病毒、核糖体、大分子复合物。

平衡与安全

始终按质量（而非体积）平衡试管，高速转子误差在 0.1 g 以内，低速转子在 0.5 g 以内。对侧装载相同类型和填充体积的试管。切勿超过转子的最大额定转速——高速下的转子故障是灾难性的。

过滤原理

过滤通过使液体通过多孔介质来分离颗粒。孔径决定了什么可以通过：

• 深层过滤：颗粒被截留在纤维基质内（如 Whatman 滤纸）。用于粗澄清。
• 膜过滤：具有确定孔径（0.2–10 µm）的薄膜将颗粒截留在表面。用于灭菌、去除颗粒。
• 超滤：孔径在纳米范围（1–100 nm）的膜截留大分子，同时允许小分子和溶剂通过。用于蛋白浓缩和缓冲液置换（离心浓缩器）。
• 微滤（0.1–10 µm）：去除细菌、酵母和细小颗粒。

注射器过滤器和过滤单元

0.2 µm 或 0.45 µm 膜注射器过滤器用于 HPLC 或细胞培养前的小体积样品灭菌。真空驱动过滤单元（瓶顶过滤器）处理更大体积。始终预先润湿水溶液用的膜，并确认与溶剂的化学兼容性。