Centrifugarea diferențială este o metodă utilizată pentru a separa diferitele componente ale unei celule pe baza masei. Membrana celulară este mai întâi ruptă pentru a elibera componentele celulei cu ajutorul unui omogenizator. Amestecul rezultat se numește omogenat. Omogenatul este centrifugat pentru a obține un granuleț care conține organitele cele mai dense. Compușii cei mai denși vor forma un pelete la viteze de centrifugare mai mici, în timp ce compușii mai puțin denși vor rămâne probabil în supernatantul lichid de deasupra peletului. De fiecare dată, supernatantul poate fi centrifugat la viteze mai mari pentru a obține organitele mai puțin dense. Efectuarea centrifugării în mod progresiv, în care viteza de centrifugare este mărită de fiecare dată, permite separarea componentelor în funcție de masă. Nucleul destul de dens este cel mai probabil să fie găsit după prima etapă de centrifugare, urmat de mitocondrii, apoi de organite mai mici și, în cele din urmă, de citoplasmă, care poate conține proteine solubile.
Sedimentarea de echilibru utilizează un gradient al unei soluții pentru a separa particulele pe baza densităților lor individuale (masă/volum). Un aspect esențial despre acest tip de sedimentare este că este complet independent de forma moleculei. Este utilizată pentru a purifica centrifugarea diferențială. Se prepară o soluție cu cea mai densă porțiune a gradientului în partea de jos. Particulele care urmează să fie separate se adaugă apoi în gradient și se centrifughează. Fiecare particulă avansează până când ajunge într-un mediu de densitate comparabilă. Un astfel de gradient de densitate poate fi continuu sau poate fi pregătit în mod incremental. De exemplu, atunci când se utilizează zaharoză pentru a pregăti gradienți de densitate, se poate face să plutească cu grijă o soluție de 40% de zaharoză pe un strat de 45% de zaharoză și să se adauge alte straturi mai puțin dense deasupra. Omogenatul, preparat într-un tampon diluat și centrifugat scurt pentru a îndepărta țesuturile și celulele neîntrerupte, este apoi așezat deasupra. După centrifugare, de obicei timp de o oră la aproximativ 100.000 x g, se pot observa discuri de componente celulare care rezidă datorită schimbării densității de la un strat la altul. Prin ajustarea cu atenție a densităților straturilor pentru a se potrivi cu tipul de celule, se pot îmbogăți componente celulare specifice.
Equilibrul de sedimentare este destul de util deoarece nu se formează un pellet. Viteza de rotație creează suficientă forță pentru a face proteina să părăsească rotorul, dar nu o condensează într-o pelete. Acest lucru se datorează faptului că se produce un gradient în concentrația proteinei. Difuzia reacționează pentru a contracara crearea gradientului și, după o anumită perioadă de timp, se obține un echilibru perfect între sedimentare și difuzie.
Echilibrul de sedimentare este, de asemenea, practic pentru a studia interacțiunile dintre proteine. În special, este utilizat pentru a stabili starea nativă sau conformația nativă a proteinei. Starea nativă ne spune care este structura exactă în trei dimensiuni. Această informație include dacă este un monomer, dimer, trimer, tetramer etc. Un monomer este o proteină alcătuită dintr-o singură subunitate. Un dimer este format din două subunități proteice care sunt rotite cu 180 de grade. Un trimer este format din trei subunități etc. Acest tip de experimentare ne permite, de asemenea, să determinăm dacă proteinele pot forma oligomeri (lanțuri polipeptidice identice care alcătuiesc două sau mai multe unități ale unei proteine). În plus, echilibrul de sedimentare este utilizat pentru a determina constantele de echilibru pentru interacțiunile proteină-proteină și proteină-ligand. Valoarea acestui Kd este adesea cuprinsă între 1nM-1mM. Aceasta se calculează prin măsurarea constantei de echilibru (Kd). O ultimă utilizare a acesteia este aceea de a determina raporturile stoichiometrice între complexele proteice. Un exemplu în acest sens este un ligand și receptorul său sau o pereche antigen-anticorp
.