生物工程是一門(mén)新型的跨學(xué)科技術(shù)，它涉及范圍十分廣泛，科學(xué)家通常把基因工程、細胞工程、酶工程和發(fā)酵工程，看成是構成生物工程的4大生物技術(shù)。

基因工程主要指基因重組技術(shù)。它是根據生物遺傳規律，使用類(lèi)似工程設計的方法，在體外利用限制性?xún)惹忻赴褋?lái)自不同生物的遺傳基因進(jìn)行“拼接”，使之重新組合。然后通過(guò)基因轉移載體如質(zhì)?；虿《镜?，把重組基因轉入受體細胞，進(jìn)行無(wú)性繁殖，并使新的基因在受體細胞內表達，從而生產(chǎn)出人類(lèi)需要的物質(zhì)或創(chuàng )造出新的生命類(lèi)型與生物品種來(lái)。

細胞工程是指應用現代細胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、遺傳學(xué)和分子生物學(xué)的理論與方法，按照人們的需要和設計，在細胞水平上的遺傳操作，重組細胞結構和內含物，以改變生物的結構和功能，即通過(guò)細胞融合、核質(zhì)移植、染色體或基因移植以及組織和細胞培養等方法，快速繁殖和培養出人們所需要的新物種的生物工程技術(shù)。

細胞工程與基因工程一起代表著(zhù)生物技術(shù)發(fā)展前沿，伴隨著(zhù)試管植物、試管動(dòng)物、轉基因生物反應器等相繼問(wèn)世，細胞工程在生命科學(xué)、農業(yè)、醫藥、食品、環(huán)境保護等領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用。

基因工程和細胞工程相關(guān)科研實(shí)驗中，經(jīng)常需要分離核酸、蛋白質(zhì)、核糖體亞基及其它成分；在疾病預防及控制領(lǐng)域，經(jīng)常需要純化病毒，諸如此類(lèi)的實(shí)驗離不開(kāi)使用密度梯度離心（density gradient centrifugation）。

密度梯度離心是用一定的介質(zhì)在離心管內形成一連續或不連續的密度梯度，將細胞混懸液或勻漿置于介質(zhì)的頂部，通過(guò)重力或離心力場(chǎng)的作用使細胞分層、分離。這類(lèi)分離又可分為速度沉降和等密度沉降平衡兩種。密度梯度離心常用的介質(zhì)為氯化銫，蔗糖和多聚蔗糖。

差速區帶離心法：此法與顆粒的密度無(wú)關(guān)，大小相同，密度不同的顆粒（如線(xiàn)粒體，溶酶體等）不能用此法分離，僅用于分離有一定沉降系數差的顆粒（20% 的沉降系數差或更少）或分子量相差3倍的蛋白質(zhì)， 等密度區帶離心法。

梯度介質(zhì)通常用蔗糖溶液，其大折射率（密度）和濃度可達1.44193（密度1.28g/cm3）和 60%。

等密度離心法：它的分離效率取決于樣品顆粒的浮力密度差，密度差越大，分離效果越好，與顆粒大小和形狀無(wú)關(guān)，但大小和形狀決定著(zhù)達到平衡的速度、時(shí)間和區帶寬度。

梯度介質(zhì)通常為氯化銫CSCl，其大折射率（密度）和濃度可達1.39943（密度1.699g/cm3）和 56%。此法可分離核酸、亞細胞器等，也可以分離復合蛋白質(zhì)，但簡(jiǎn)單蛋白質(zhì)不適用。

無(wú)論是使用蔗糖溶液，氯化銫溶液還是其它作為梯度介質(zhì)，其預制以及離心分離后目標物質(zhì)的確認都離不開(kāi)折射率或者濃度測量。同時(shí)，用于分離的樣品量通常都很小，而且目標物質(zhì)層還需要收集供下一步實(shí)驗。這就要求檢測該折射率或濃度時(shí)，所需的樣品量也是越少越好。

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