원심분리기

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실험실용 탁상형 원심분리기

원심분리기(遠心分離機, centrifuge)는 을 중심으로 물질을 회전시켜서 원심력을 가하는 장치이다. 원심기계(遠心機械) 또는 원심기(遠心機)라고도 한다. 모터를 주로 이용하며, 혼합물밀도에 따라 분리해내는 도구로 사용된다. 원심분리기에는 여러 종류가 있는데 원심력을 최대로 얼마까지 낼 수 있느냐에 따라 저속 원심분리기, 고속 원심분리기, 초원심분리기로 나뉜다. 원심분리기는 보통 성능차이로 종류를 구분하므로 각 종류마다 기능적으로는 큰 차이가 없다.

원리[편집]

여러 물질이 섞인 액체의 구성 성분을 분리하고 싶으면 그 액체가 어떤 상태냐에 따라 방법이 달라진다. 흙탕물 같은 불균일혼합물은 그냥 가만 놔두기만 해도 모래와 물이 알아서 분리된다. 그런데 소금물 같은 균일혼합물은 아무리 놔둬도 소금과 물로 분리되지 않는다. 이때 쓰는 것이 바로 원심분리기이다. 균일혼합물을 원심분리기에 넣고 돌리면 물질에 따라 받는 원심력이 달라지는데 어떤 물질에 받는 원심력이 클 수록 그 물질은 아래쪽으로 침전된다. 원심력을 구하는 법은 아래와 같다.

* 원심력 = 물질의 질량 x 원의 반지름 x 각속도²

한 혼합물 안에서 모든 물질은 각속도와 원의 반지름이 같으므로 오직 혼합물 속의 질량만이 원심력을 결정한다. 즉 질량이 큰 물질일 수록 더 밑에 가라앉는다. 또한 주의할 점은 물질이 불균일할 수록, 즉 흙탕물에 가까울 수록 적은 원심력만으로도 모든 물질이 다 분리되는데 물질이 좀 균일하게 되어 있으면, 즉 소금물 상태에 가까울 수록 작은 원심력으로는 분리하기가 어렵다. 따라서 용액에 잘 녹는 미세한 물질의 경우 원심력을 매우 크게 해줘야 겨우 분리될 수 있다. 따라서 이런 물질을 분리하려면 반지름을 높이던가 각속도를 높여야 한다.

기타[편집]

원심분리기 쓰는 것으로 가장 유명한 실험은 세포의 구성성분 분리가 있다. 세포액을 원심분리기에 넣고 돌리면 이 먼저 가라앉고 그 다음 엽록체, 미토콘드리아, 리보솜 순서로 분리되는데 위에서 설명한 대로 가장 먼저 가라앉는 물질인 핵이 가장 무거운 물질이고 리보솜이 가장 가벼운 물질이다.