遠心分離法の使い分けがよく分かりません．
本記事は，このような「なぜ？どうして？」にお答えします．
本記事の内容・遠心分離法の分類
・各遠心分離法のメリット＆デメリット
こんにちは．
博士号を取得後，派遣社員として基礎研究に従事している元研究者のフールです．
皆さんは，どのような用途で遠心分離法を使ってますか？
どのような用途？遠心分離は，物質を沈めて分離するだけでしょ？
このように思った方に本記事はオススメですよ！
実は，遠心分離法は4種類に分けられます．
ペレッティング法・浮上分画法・沈降速度法・等密度遠心分離法です．
そして，遠心分離法は「物質を分離する」だけではありません．
「物質を精製する」こともできるんです！
この記事では，4種類の遠心分離法についてまとめました．
本記事を読み終えると，遠心分離法の分類が分かり，実験系に合わせて使い分けることができますよ．
サマリー・ペレッティング法は溶液中の重い粒子を沈降させる方法
・浮上分画法は溶液中の密度が小さい粒子を浮かせて分離する方法
・ペレッティング法や浮上分画法では分離が難しいとき，沈降速度法や等密度遠心分離法を使う
遠心分離法の分類
遠心分離法は，大きく2つに分けられます．
① 分画遠心法 ② 密度勾配遠心法
分画遠心法
分画遠心法には，2つの分離法があります．
a) ペレッティング法 b) 浮上分画法
密度勾配遠心法
密度勾配遠心法にも，2つの分離法があります．
c) 沈降速度法 d) 等密度遠心分離法
1つずつ見ていきましょう！
ペレッティング法
ペレッティング法は，日常的に皆さんが行っている，いわゆる普通の遠心分離法です．
特別な方法ではありません．
図のように，溶液中の重たい粒子を沈降させることができます．
ペレッティング法を行う場合，スウィングローターよりもアングルローターを使うことをオススメします．
メリット
- 必要な目的物を沈降物として回収できる
- 細胞の回収
- プラスミド抽出のために培養した大腸菌の回収
- 不要な物を沈降させて上清から回収できる
- 細胞ライセートの不溶画分の除去
デメリット
- 粒子サイズごとに沈降物を分離することはできない
浮上分画法
浮上分画法は，溶液中の密度が小さい粒子を浮かせて分離する方法です．
生理食塩水などの密度調整液をサンプルに加えて遠心すると，その調整液の上層に密度が小さい粒子が浮上してきます．
密度が小さい粒子だけを回収することもできれば，密度が小さい粒子を除いた沈降物を回収することもできます．
学生のとき，生化学実験で血清中のリポタンパクを分離する実験を行いました．
先ず，生理食塩水（0.9% NaCl溶液）を密度調整液としてVLDLを分離し，下層の沈降物を回収して，別の密度調整液（17% NaCl溶液）を加えてLDLを分離するという内容でした．
当時は何をやっているのか不明でしたが（笑），今は理解していますよ！
メリット
- 粒子サイズごとに沈降物を分離できる
- 血清中のリポタンパク質を分離
デメリット
- 対象とする粒子の沈降係数の差が大きい場合にのみ有効
沈降速度法
沈降速度法は，粒子の沈降係数の違いに基づいて分離する方法です．
先ず，遠心管内に，上部から下部へ密度が大きくなる密度勾配をつくります．
この密度勾配は連続の場合もあれば，段階的（5-10%刻み）の場合もあります．
最上層にサンプル溶液を載せ，これを遠心します．
沈降係数が大きい粒子ほど早く沈降するので，遠心後は，沈降物がバンド状になって分離されています．
密度勾配液としては，ショ糖溶液やグリセロール溶液が使われます．
なお，沈降速度法で遠心する場合は，スウィングロータを使いましょう！
メリット
- 粒子サイズごとに沈降物を分離できる
- 細胞小器官の分離
- ウイルス粒子の精製
デメリット
- 密度勾配の作製が意外と難しい
- 遠心時間が長過ぎると全部沈降してしまう
- 乗せることのできるサンプルの容量が少ない
パーセント濃度
密度溶液のパーセント濃度には注意は必要ですよ！
重量対体積百分率濃度（容量％ [w/v]）で書く人もいれば，重量百分率濃度（質量％ [w/w]）で書く人もいます．
数値だけを見て密度溶液を調整すると大変なことになりますよ（笑）．
【応用】クッション法
デメリットで「乗せることのできるサンプルの容量が少ない」と書きました．
何度も何度も沈降速度法を実施するのは面倒だし，大変ですよね．
その解決策として，クッション法という応用が存在します．
目的とする粒子の性質（遠心時間や分布する密度）がすでに分かっている必要がありますが…
この方法は，密度勾配を2層に減らせるので，その分だけサンプルの持ち込み量を増やすことができます．
等密度遠心分離法
等密度遠心分離法は，遠心中に自然と形成される密度勾配を利用する方法です．
遠心が平衡状態となると，粒子の密度と等しい媒体の密度部位に粒子が集まります．
密度勾配液としては，塩化セシウム溶液やフィコール・コンレイ液が使われます．
メリット
- 粒子サイズごとに沈降物を分離できる
- プラスミドDNAの濃縮
- PBMC分離
- 密度勾配の作製する必要がない
- スウィングローターとアングルローターのどちらでも可能
デメリット
- 密度勾配を形成する媒体と粒子との間に相性があり，目的に応じて使い分けが必要
もっと勉強したい方へ
ベックマン・コールターのHPがオススメです．
以上，遠心分離法の使い分け【まとめ】でした．
最後までお付き合いいただきありがとうございました．
次回もよろしくお願いいたします．
2020年5月5日 フール
