Центрифугирование

Содержание
  1. Центрифугирование в чем оно состоит, типы, значимость, примеры / химия
  2. Основа центрифугирования
  3. Центробежная сила
  4. Типы центрифуг
  5. Типы роторов
  6. Типы центрифугирования
  7. Препаративное центрифугирование
  8. Аналитическое центрифугирование
  9. Дифференциальное центрифугирование
  10. Зональное или ленточное центрифугирование
  11. Изопикническое центрифугирование и другие виды
  12. приложений
  13. Отделяет частицы
  14. Как метод характеристики
  15. Примеры центрифугирования
  16. ссылки
  17. Лабораторная медицинская центрифуга: особенности, описание
  18. Что такое медицинская лабораторная центрифуга?
  19. Процесс центрифугирования — что это?
  20. Смеси, которые можно разделись на фракции с помощью центрифуги
  21. Конструктивные особенности приборов
  22. Основные элементы оборудования
  23. Классификация устройств
  24. Выбираем центрифугу?
  25. Основные технические особенности, на которые стоит обратить внимание при подборе прибора этого класса — какие они?
  26. Эти и подобные устройства используются где либо еще?
  27. Центрифугирование • ru.knowledgr.com
  28. Микроцентрифуги
  29. Быстродействующие центрифуги
  30. Процесс разбивки
  31. Ультрацентрифуги
  32. Другие заявления
  33. История
  34. Источники
  35. Что такое центрифугирование? Определение и принцип метода
  36. Принцип центрифугирования
  37. Автор метода
  38. Этапы центрифугирования
  39. Преимущества метода
  40. Центрифугирование в нефтеперерабатывающей промышленности
  41. Центрифугирование крови
  42. Центрифуги: основные типы
  43. Сверхцентрифуги
  44. В заключение

Центрифугирование в чем оно состоит, типы, значимость, примеры / химия

Центрифугирование

центрифугирование представляет собой метод, способ или процедуру, которая механически или физически разделяет молекулы или частицы с различной плотностью и которые также присутствуют в жидкой среде. Его краеугольным камнем является применение центробежной силы, примененной командой под названием центробежная сила.

Центрифугированием компоненты жидкой пробы могут быть разделены и проанализированы. Среди этих компонентов различные классы молекул или частиц. В качестве частиц различные клеточные фрагменты относятся к органеллам клеток, даже к нескольким типам клеток, среди прочих..

Теодор Седжер считается одним из главных пионеров исследований в области центрифугирования. Нобелевская премия 1926 года определила, что молекулы или частицы с их собственными размерами имеют разные коэффициенты седиментации S. “S” происходит от Сведжера, в честь его работ.

Следовательно, частицы обладают характерными скоростями седиментации. Это означает, что не все ведут себя одинаково под действием центробежной силы, выраженной в оборотах в минуту (об / мин), или в зависимости от радиуса ротора (относительная центробежная сила)., г).

К числу факторов, определяющих S и скорость его, относятся, например, характеристики молекул или частиц; свойства среды; методика или метод центрифугирования; и тип используемой центрифуги, среди других аспектов.

Центрифугирование классифицируется в соответствии с его полезностью. В препаративной форме, когда ограничено разделение компонентов образца; и в аналитике, когда он также стремится анализировать отделенную молекулу или частицу. С другой стороны, он также может быть классифицирован в соответствии с условиями процесса.

Центрифугирование в его различных видах имеет важное значение для развития научных знаний. Используемый в исследовательских центрах, он облегчил понимание сложных биохимических и биологических процессов, среди многих других.

индекс

  • 1 Что это? (Процесс)
    • 1.1 Основа центрифугирования
    • 1.2 Центробежная сила
  • 2 типа центрифуг
  • 3 типа центрифугирования
    • 3.1 Препаративное центрифугирование
    • 3.2 Аналитическое центрифугирование
    • 3.3 Дифференциальное центрифугирование
    • 3.4 Зонное или полосовое центрифугирование
    • 3.5 Изопикническое центрифугирование и другие виды
  • 4 Приложения
    • 4.1 Отдельные частицы
    • 4.2 В качестве метода характеризации
  • 5 Примеры центрифугирования
  • 6 Ссылки

Основа центрифугирования

Процесс центрифугирования основан на том факте, что молекулы или частицы, составляющие образец в растворе, будут вращаться при вращении в устройстве, называемом центрифугой. Это вызывает отделение частиц от окружающей среды при осаждении на разных скоростях.

Процесс основан конкретно на теории седиментации. В соответствии с этим частицы с большей плотностью оседают, тогда как остальные вещества или компоненты среды остаются суспендированными.

Почему? Потому что молекулы или частицы имеют свои собственные размеры, формы, массы, объемы и плотности. Следовательно, не все из них могут осаждаться одинаково, что приводит к другому коэффициенту седиментации S; и, следовательно, с другой скоростью осаждения.

Эти свойства позволяют отделить молекулы или частицы центробежной силой с определенной скоростью центрифугирования..

Центробежная сила

Центробежная сила будет зависеть от нескольких факторов, которые будут определять седиментацию: те, которые свойственны молекулам или частицам; характеристикам окружающей среды, в которой они находятся; и факторы, связанные с центрифугами, в которых проводится процедура центрифугирования.

По отношению к молекулам или частицам масса, удельный объем и фактор флотации являются факторами, которые влияют на седиментацию..

Что касается окружающей среды, важны масса вытесненного растворителя, плотность среды, сопротивление продвижению и коэффициент трения..

Что касается центрифуги, то наиболее важными факторами, которые влияют на процесс осаждения, являются тип ротора, угловая скорость, центробежная сила и, следовательно, центробежная скорость.

Типы центрифуг

Существует несколько типов центрифуг, с помощью которых образец может подвергаться различным скоростям центрифугирования..

В зависимости от максимальной скорости, которую они достигают, выраженной в центробежном ускорении (Относительная центробежная сила г), можно классифицировать просто как центрифуги, имеющие максимальную скорость около 3000 г.

Хотя в так называемой supercentrifugadoras, Может быть достигнут больший диапазон скоростей около 25000 г. И в Ультрацентрифуги, скорость намного больше, достигая 100 000 г.

Согласно другим критериям, есть микроцентрифуги  или настольные центрифуги, которые специально предназначены для выполнения процесса центрифугирования при небольшом объеме образца, достигают диапазона от 12000 до 15000 г..

Существуют высокопроизводительные центрифуги, которые позволяют центрифугировать более крупные и высокоскоростные образцы, такие как ультрацентрифуги..

Как правило, необходимо контролировать несколько факторов, чтобы защитить ротор и образец от перегрева. Для этого были созданы ультрацентрифуги с особыми условиями вакуума или охлаждения..

Типы роторов

Одним из определяющих элементов является тип ротора, устройство, которое вращается и где размещены трубы. Существуют разные типы роторов. Среди основных – роторы наклона, роторы с фиксированным углом и вертикальные роторы.

В поворотных роторах при размещении труб в устройствах такого типа и при повороте трубки приобретают расположение, перпендикулярное оси вращения..

В роторах с фиксированным углом образцы будут располагаться внутри твердой структуры; как видно на изображении и во многих центрифугах.

А в вертикальных роторах в некоторых ультрацентрифугах трубы будут вращаться параллельно оси вращения.

Типы центрифугирования

Типы центрифугирования варьируются в зависимости от цели его применения и условий, в которых выполняется процесс. Эти условия могут отличаться в зависимости от типа образца и характера того, что вы хотите отделить и / или проанализировать.

Существует первый критерий классификации, основанный на цели или цели его реализации: препаративное центрифугирование и аналитическое центрифугирование..

Препаративное центрифугирование

Он получает это название, когда центрифугирование используется главным образом для выделения или разделения молекул, частиц, фрагментов клеток или клеток для последующего использования или анализа. Количество образца, которое обычно используется для этой цели, относительно велико..

Аналитическое центрифугирование

Аналитическое центрифугирование проводится с целью измерения или анализа физических свойств, таких как коэффициент осаждения и молекулярная масса осажденных частиц..

Центрифугирование, основанное на этой цели, может быть выполнено путем применения различных стандартизированных условий; как это имеет место, например, с одним из аналитических методов ультрацентрифугирования, который позволяет анализировать молекулы или частицы, которые отделяются, даже когда происходит седиментация.

В некоторых особых случаях может потребоваться использование кварцевых центрифужных пробирок. Таким образом, они позволяют пропускать видимый и ультрафиолетовый свет, поскольку во время процесса центрифугирования молекулы наблюдаются и анализируются с помощью оптической системы..

Точно, существуют другие критерии классификации в зависимости от характеристик или условий, в которых выполняется процесс центрифугирования. К ним относятся: дифференциальное центрифугирование, зональное или ленточное центрифугирование и изопикническое или равновесное седиментационное центрифугирование.

Дифференциальное центрифугирование

Этот тип центрифугирования состоит в том, что образец подвергают центрифугированию, обычно с угловым ротором, в течение определенного времени и скорости..

Он основан на разделении частиц по разнице в скорости оседания, которая напрямую связана с их размерами. Те с большим размером и большим S, осадок в нижней части трубы; в то время как те, которые меньше, останутся приостановленными.

Взвешенное отделение осадка является жизненно важным в этом типе центрифугирования. Взвешенные частицы должны быть декантированы или удалены из пробирки, чтобы гранула или гранула могли быть суспендированы в другом растворителе для дальнейшей очистки; то есть снова центрифугируется.

Этот тип техники бесполезен для разделения молекул. Вместо этого его можно использовать для отделения, например, клеточных органелл от клеток, среди других частиц..

Зональное или ленточное центрифугирование

Зональное или полосовое центрифугирование выполняет разделение компонентов образца на основе разницы S при прохождении среды с предварительно сформированным градиентом плотности; как Ficoll, или сахароза, например.

Образец помещается поверх градиента пробирки. Затем он переходит к центрифуге на высокой скорости, и происходит разделение на разные полосы, расположенные вдоль среды (как если бы это был желатин с несколькими слоями).

Частицы с более низким значением S находятся в начале среды, в то время как частицы, которые больше или имеют более высокое значение S, направлены к нижней части трубки..

С помощью этой процедуры компоненты, обнаруженные в разных полосах седиментации, могут быть разделены. Важно хорошо контролировать время, чтобы не допустить оседания всех молекул или частиц в образце на дне пробирки..

Изопикническое центрифугирование и другие виды

-Существует много других типов центрифугирования, таких как изопикник. Это специализируется на разделении макромолекул, даже если они одного типа. ДНК очень хорошо вписывается в этот тип макромолекул, так как она представляет вариации в последовательностях и количестве ее азотистых оснований; и, следовательно, осадок на разных скоростях.

-Существует также ультрацентрифугирование, посредством которого изучаются седиментационные характеристики биомолекул, процесс, который можно контролировать, например, с помощью ультрафиолетового излучения..

Это было полезно в знании субклеточных структур или органелл. Это также позволило прогресс в молекулярной биологии и разработке полимеров.

приложений

Есть бесчисленное множество областей ежедневной работы, в которых используются различные виды центрифугирования. Они служат для здравоохранения, в биоаналитических лабораториях, в фармацевтической промышленности и других областях. Однако его важность можно суммировать в двух словах: разделить и охарактеризовать. 

Отделяет частицы

В химии различные методы центрифугирования были чрезвычайно важны по многим причинам..

Это позволяет разделить две молекулы или смешивающиеся частицы. Помогает устранить примеси, вещества или нежелательные частицы в образце; например, образец, в котором желательно сохранить только белки.

В биологическом образце, таком как кровь, плазма может быть отделена от клеточного компонента центрифугированием. Это способствует реализации различных типов биохимических или иммунологических тестов в плазме или сыворотке, а также для рутинных или специальных исследований..

Даже центрифугирование позволяет разделить клетки разных типов. Например, из образца крови можно отделить эритроциты от лейкоцитов или лейкоцитов, а также от тромбоцитов.

Такую же полезность можно получить с помощью центрифугирования в любой биологической жидкости: моче, спинномозговой жидкости, амниотической жидкости и многих других. Таким образом, может быть проведен большой анализ.

Как метод характеристики

Это также позволило изучить или проанализировать характеристики или гидродинамические свойства многих молекул; в основном из сложных молекул или макромолекул.

А также многочисленные макромолекулы, такие как нуклеиновые кислоты. Это даже облегчило характеристику деталей подтипов той же молекулы, что и РНК, среди многих других приложений.

Примеры центрифугирования

-Благодаря различным методам центрифугирования были достигнуты успехи в точном знании сложных биологических процессов, таких как инфекция и обмен веществ, среди прочего..

-Благодаря центрифугированию выяснены многие ультраструктурные и функциональные аспекты молекул и биомолекул. Среди таких биомолекул могут быть упомянуты белки инсулин и гемоглобин; и с другой стороны, нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК).

-При поддержке центрифугирования расширились знания и понимание многих процессов, поддерживающих жизнь. Одним из них является цикл Кребса.

В этой же области применения повлияло знание о молекулах, составляющих дыхательную цепь. Таким образом, проливая свет на понимание сложного процесса окислительного фосфорилирования или истинного клеточного дыхания, среди многих других процессов.

-Наконец, он способствовал изучению различных процессов, таких как инфекционные, позволяя проанализировать путь, по которому идет ДНК, инъецированная фагом (бактериальным вирусом), и белки, которые клетка-хозяин может синтезировать..

ссылки

  1. Парул Кумар (Н.Д.). Центрифуга: введение, типы, использование и другие детали (с диаграммой). Взято из: biologydiscussion.com
  2. Глава 3 Центрифугирование. [PDF]. Получено от: phys.sinica.edu.tw
  3. Основы биохимии и прикладной молекулярной биологии. (Степень в области биологии) Тема 2: центрифугирование. [PDF]. Взято из: ehu.eus
  4. Mathews, C.K. и Van Holde, K.E. (1998). Биохимия, 2-е изд. McGraw-Hill Interamericana.
  5. Wikipedia. (2018). Центрифугирование. Взято из: en.wikipedia.org

Источник: https://ru.thpanorama.com/articles/qumica/centrifugacin-en-qu-consiste-tipos-importancia-ejemplos.html

Лабораторная медицинская центрифуга: особенности, описание

Центрифугирование

Все научно-исследовательские медицинские центры и хорошие больницы оснащены лабораториями. Здесь персонал исследует анализы больных, придумывает что-то новое в области фармакологии и изучает те или иные болезни. Без лабораторных исследований было бы невозможно изучать новые недуги и бороться с ними.

В каждой лаборатории установлено различное оборудование. И лабораторная центрифуга – это девайс, без которого обойтись невозможно.

Что такое медицинская лабораторная центрифуга?

Любая лаборатория может работать полноценно только тогда, когда в ней есть оптимальный набор инструментов и приборов, которые готовы к регулярному использованию. Лабораторная центрифуга – это устройство, которое эксплуатируется в медицинской и научной практике ежедневно.

задача данного прибора заключается в разделении веществ по плотности и консистенции при помощи центробежной силы. Так, вещества, обладающие максимальным удельным весом, помещаются в периферию, а фракции, обладающие минимальным удельным весом, становятся ближе к оси вращения.

В научной и медицинской практике разделять разнообразные жидкости на фракции при помощи лабораторных медицинских центрифуг приходится довольно часто. Жидкость помещают в специальный контейнер, и после включения устройства центрифуга начинает вращаться вокруг своей оси очень быстро. В итоге образуются однородные элементы – составляющие исходной жидкости.

Процесс центрифугирования — что это?

Центрифугирование – это процесс работы центрифуги. Он основан на законе физики о центробежной силе и позволяет максимально быстро разложить жидкости на составляющие, что невозможно, например, при отстаивании, фильтрации или отжиме. Чем больше скорость вращения ротора и чем выше интенсивность его оборотов, тем эффективнее работает устройство.

Лабораторные центрифуги с охлаждением или без него классифицируются:

  • На малоскоростные устройства, в которых частота работы ротора составляет 25 000 оборотов в минуту.
  • Скоростные агрегаты, обладающие скоростью вращения 40 000 оборотов в минуту.
  • Сверхскоростные центрифуги, в которых скорость вращения ротора свыше 40 000 оборотов в минуту.

Смеси, которые можно разделись на фракции с помощью центрифуги

Данное устройство предназначено для разделения таких биологических жидкостей, как кровь, моча, лимфа, материнское молоко. Эти вещества неоднородны, и при изучении анализов больного человека не избежать их легкого разделения при помощи лабораторной центрифуги.

Наиболее часто исследуют, конечно же, кровь человека. При помощи специальных центрифуг можно приготовить препараты крови, получить сыворотку крови, пригодную для переливания, и многое другое.

Кроме того, данный агрегат предназначен не только для разделения жидких веществ на составляющие, а и для отделения твердых фракций от жидкостей. Жидкости, в состав которых входят частицы разной степени тяжести, легко распределяются на составляющие при помощи центрифуги лабораторной. Это могут быть не только кровь или лимфа, но и различные суспензии.

Конструктивные особенности приборов

Вышеописанное оборудование представляет собой барабан, оснащенный отверстиями разного диаметра. Именно в них под различным углом устанавливаются пробирки с исследуемыми материалами. Довольно мощный мотор центрифуги и герметичная крышка позволяют обеспечить качественную и полноценную работу устройства.

Основное отличие центрифуг заключается в конструктивном исполнении. Оно может быть разным и зависит от того, в каких целях будет использовано данное оборудование в дальнейшем.

Основные элементы оборудования

Современные центрифуги, применяемые в лабораторной и медицинской практике, оснащены многими полезными функциями, например, такими как таймер, сменные насадки, регулятор скорости вращения устройства и другие. Но основные элементы неизменны, и это:

  • Корпус устройства и герметичная крышка.
  • Специальная рабочая камера, в которую помещаются пробирки.
  • Ротор.
  • Двигатель.
  • Пульт управления.
  • Блок питания.

Более дорогие модели могут быть оснащены дисплеем, датчиками, детекторным устройством, системой охлаждения, автоматической блокировкой крышки и т. д.

Традиционно при изготовлении корпуса и герметичной крышки производители используют нержавеющую сталь, полипропилен, алюминий, различные металлические сплавы. Это обеспечивает долговечность оборудования. Многие материалы, используемые при производстве данного оборудования, не поддаются воздействию агрессивной среды.

Классификация устройств

Центрифуги лабораторные и медицинские имеют свою классификацию. Поэтому необходимо с ней ознакомиться перед тем, как покупать данное устройство.

По типу агрегата их делят на общелабораторные, гематокридные и устройства, оснащенные системой охлаждения. Первый тип центрифуги является наиболее востребованным и распространенным. Второй предназначен для того, чтобы проводить исследования крови. Третьи позволяют охлаждать исследуемое вещество в процессе анализа.

Также устройства классифицируются по типу и объему рабочей посуды. Это могут быть: микроцентрифуги (настольные), агрегаты малого объема, центрифуги большого объема, напольные варианты, универсальные центрифуги.

Не стоит забывать и о функциях лабораторной центрифуги. Существуют аппараты, обладающие малой скоростью вращения, высокоскоростные агрегаты, центрифуги, в которых предусмотрено несколько функций, а также ультрацентрифуги.

Выбираем центрифугу?

Выбирая центрифугу для лабораторных и медицинских исследований, следует учитывать несколько факторов.

В первую очередь необходимо определиться, какие типы анализов будут проводиться при помощи данного оборудования. В области биохимии, гематологии, иммунохимии, цитологии применяются разные устройства с разными техническими характеристиками и рабочими режимами.

Далее нужно определить объемы будущих исследований и то, какие виды исходных материалов планируется использовать. Нелишним будет учесть и требования безопасности. Если планируется исследовать небольшие объемы веществ, то микроцентрифуги для этих целей будет достаточно.

Для небольшой или передвижной лаборатории нет необходимости приобретать громоздкое оборудование, ведь в таком случае объем исследований будет маленьким. Как правило, большие центрифуги оснащены массой дополнительных функций, которые, скорее всего, не будут задействованы. Незачем переплачивать лишнее. Компактная настольная лабораторная центрифуга будет идеальным решением в данной ситуации.

Так как ее размеры небольшие, она не будет мешать при проведении других исследовательских мероприятий. Для нее очень просто и легко обеспечить питание (подключается к обычной розетке).

Основные технические особенности, на которые стоит обратить внимание при подборе прибора этого класса — какие они?

Если вы решили приобрести центрифугу для проведения качественных лабораторных и научных исследований, то в первую очередь обращайте внимание не скорость вращения ротора.

Обычно скорость вращения ротора в большинстве устройств лабораторного типа, например в лабораторной центрифуге ЦЛМН Р-10-02 и других, не превышает значения 3000 оборотов в минуту (если речь идет о настольных моделях).

Практика показала, что наиболее востребованы сегодня центрифуги со скоростью в 4000 оборотов, так как для лабораторных условий такого значения достаточно.

Далее обратите внимание на дискретность – шаг, при помощи которого меняется частота вращения устройства. Чем он меньше, тем функциональнее центрифуга.

Тип ротора может быть горизонтальным или угловым.

Узнайте, сколько пробирок помещается за одну закладку в агрегат. Уточните допустимый объем пробирок.

Обратив внимание на вышеперечисленные технические характеристики, вы сможете выбрать оптимальное устройство по хорошей цене. Цена агрегатов обычно варьируется от 18 до 270 тысяч рублей.

Эти и подобные устройства используются где либо еще?

Производители лабораторных центрифуг постарались сделать их многофункциональными и с каждым годом выпускают все более усовершенствованные модели. Данный агрегат является незаменимым помощником в медицинской, химической, экспериментальной и даже промышленной лаборатории. Он позволяет максимально точно исследовать разнообразные составы веществ.

В нефтяной промышленности подобные аппараты используют при изучении углеводорода, а также при контроле качества дорожного покрытия. Также центрифуги применяются для обогащения руды и при производстве стиральных машин.

В сельскохозяйственной сфере центрифуги применяются для эффективной очистки зерна, выделения меда из пчелиных сот, отделения жира от молока.

Без центрифуги просто невозможно обойтись при делении изотопов в физике.

Источник: https://LabwareGuid.ru/2017/12/25/laboratornaya-medicinskaya-centrifuga-opisanie/

Центрифугирование • ru.knowledgr.com

Центрифугирование

Центрифугирование – процесс, который включает использование центробежной силы для отложения осадка разнородных смесей с центрифугой, используемой в промышленности и в лабораторных параметрах настройки.

Этот процесс используется, чтобы отделить две несмешивающихся жидкости. Более – плотные компоненты смеси мигрируют далеко от оси центрифуги, в то время как менее – плотные компоненты смеси мигрируют к оси.

Химики и биологи могут увеличить эффективную гравитационную силу на пробирке, чтобы к более быстро и полностью заставляют поспешное («окатыш») собираться на основании трубы. Остающееся решение должным образом называют «supernate» или «суперплавающей жидкостью».

Суперплавающая жидкость тогда или быстро фильтруется от трубы, не нарушая поспешное, или забирается с пипеткой Пастера.

Уровень центрифугирования определен угловой скоростью, измеренной в оборотах в минуту (RPM) или ускорении, выраженном как g. Коэффициент преобразования между RPM и g зависит от радиуса образца в центрифуге.

Скорость урегулирования частиц в центрифугировании – функция их размера и формы, центробежного ускорения, части объема существующих твердых частиц, различие в плотности между частицей и жидкостью и вязкостью.

Наиболее распространенное применение – разделение тела от очень сконцентрированных приостановок, которое является использованием в обработке отстоев сточных вод для того, чтобы осушить, где менее последовательный осадок произведен.

В химических и пищевых промышленностях специальные центрифуги могут обработать непрерывный поток загруженной частицей жидкости.

Центрифугирование – наиболее распространенный метод, используемый для обогащения урана, полагаясь на небольшую разность масс между атомами U238 и U235 в газе гексафторида урана.

Микроцентрифуги

Микроцентрифуги используются, чтобы обработать маленькие объемы биологических молекул, клеток или ядер. Трубы микроцентрифуги обычно держатся 0.

5 – 2,0 мл жидкости и прядутся на максимальных угловых скоростях 12 000-13 000 об/мин.

Микроцентрифуги достаточно маленькие, чтобы соответствовать на поверхности стола и иметь роторы, которые могут быстро изменить скорости. Они могут или могут не иметь функции охлаждения.

Быстродействующие центрифуги

Быстродействующий или центрифуги суперскорости может обращаться с большими типовыми объемами, от нескольких десятков миллилитров к нескольким литрам. Кроме того, большие центрифуги могут также достигнуть более высоких угловых скоростей (приблизительно 30 000 об/мин). Роторы могут идти с различными адаптерами, чтобы держать различные размеры пробирок, бутылок или пластин микротитра.

Процесс разбивки

Общий метод разбивки:

Образец клетки сохранен в приостановке, которая является:

  1. Буферизованный – нейтральный pH фактор, предотвращая повреждение структуры белков включая ферменты (который мог затронуть ионные связи)

,

  1. Изотонический (равного водного потенциала) – это предотвращает водную выгоду или ущерб от органоидов
  2. Прохладный – сокращение полной деятельности фермента, выпущенного позже в процедуре
  • Клетки гомогенизированы в блендере и фильтрованы, чтобы удалить обломки
  • Гомогенизированный образец помещают в ультрацентрифугу и прядут в низкой скорости – ядра обосновываются, формируя шарик
  • Суперплавающее (приостановка, содержащая остающиеся органоиды), прядут на более высокой скорости – хлоропласты обосновываются
  • Суперплавающее прядут на более высокой скорости все еще – митохондрии и лизосомы обосновываются
  • Суперплавающее прядут на еще более высокой скорости – рибосомы, мембраны обосновываются

Рибосомы, мембраны и комплексы Гольджи могут быть отделены другой техникой, названной центрифугированием градиента плотности.

Ультрацентрифуги

Ультрацентрифугирование использует высокую центробежную силу для изучения свойств биологических частиц. По сравнению с микроцентрифугами или быстродействующими центрифугами, ультрацентрифуги могут изолировать намного меньшие частицы, включая рибосомы, белки и вирусы. Ультрацентрифуги могут также использоваться в исследовании мембранной разбивки.

Это происходит, потому что ультрацентрифуги могут достигнуть максимальных угловых скоростей сверх 70 000 об/мин.

Кроме того, в то время как микроцентрифуги и суперцентрифуги отдельные частицы в партиях (ограниченные объемы образцов должны быть обработаны вручную в пробирках или бутылках), ультрацентрифуги могут отделить молекулы в партии или непрерывных системах потока.

В дополнение к очистке аналитическое ультрацентрифугирование (AUC) может использоваться для определения свойств макромолекул, таких как форма, масса, состав и структура. Образцы центрифугируются с высокоплотным раствором, таким как сахароза, хлорид цезия или iodixanol.

Высокоплотное решение может быть при однородной концентрации всюду по пробирке («подушка») или переменная концентрация («градиент»). Молекулярные свойства могут быть смоделированы посредством скоростного анализа отложения осадка или анализа равновесия отложения осадка.

Во время пробега, частица

или молекулы будут мигрировать через пробирку на различных скоростях в зависимости от их физических свойств и свойств раствора, и в конечном счете формировать шарик у основания трубы или полосы на различных высотах.

Другие заявления

  • Отделение порошка мела от воды
  • Удаление жира от молока, чтобы произвести обезжиренное молоко
  • Отделение текстиля
  • Удаление воды от салата после мытья его в прядильщике салата
  • Отделение частиц от обтекаемого использующего циклонического разделения
  • Разъяснение и стабилизация вина
  • Разделение водных частиц от одежды, в то время как высыхание вращения в стиральных машинах
  • Разделение компонентов мочи и компонентов крови в судебном и исследовании labouratory

История

К 1923 Теодор Сведберг и его студент Х. Ринд успешно проанализировали соль с большими зернами с точки зрения их гравитационного отложения осадка. Соль состоят из вещества, равномерно распределенного в другом веществе, также известном как коллоид.

Однако меньшие зернистые соль, такие как те, которые содержат золото, не могли быть проанализированы. Чтобы исследовать эту проблему, Сведберг развил аналитическую центрифугу, оборудованную фотографической поглотительной системой, которая проявит намного больший центробежный эффект.

Кроме того, он развил теорию, необходимую, чтобы измерить молекулярную массу. В это время внимание Сведберга перешло от золота до белков.

К 1900 было общепринятым, что белки были составлены из аминокислот; однако, ли белки были коллоидами, или макромолекулы все еще являлся объектом дебатов. Один белок, исследуемый в это время, был гемоглобином.

Это было полно решимости иметь 712 углерода, 1 130 водорода, 243 кислорода, два атома серы и по крайней мере один атом железа.

Это дало гемоглобину получающийся вес приблизительно 16 000 дальтонов, но было сомнительно, была ли эта стоимость кратным числом один или четыре (зависящий от числа существующих атомов железа).

Через ряд экспериментов, использующих метод равновесия отложения осадка, были сделаны два важных наблюдения: у гемоглобина есть молекулярная масса 68 000 дальтонов, предполагая, что есть четыре существующие атома железа, а не один, и что независимо от того, где гемоглобин был изолирован от, у этого была точно та же самая молекулярная масса.

Как что-то вроде такой большой молекулярной массы могло последовательно находиться, независимо от того, где это было выбрано от в теле, было беспрецедентно и поддержало идею, белки – макромолекулы, а не коллоиды.

Чтобы исследовать это явление, центрифуга с еще более высокими скоростями была необходима, и таким образом ультрацентрифуга была создана, чтобы применить теорию распространения отложения осадка. Та же самая молекулярная масса была определена, и присутствие распространяющейся границы предположило, что была единственная компактная частица.

Дальнейшее применение центрифугирования показало, что при различных условиях большие гомогенные частицы могли быть разломаны на дискретные подъединицы. Развитие центрифугирования было большим прогрессом в экспериментальной науке белка.

Источники

  • Харрисон, Роджер Г., Тодд, Пол, Rudge, Скотт Р., Petrides D.P. Наука биоразделений и разработка. Издательство Оксфордского университета, 2003.
  • Dishon, M., Вайс, G.H., Yphantis, Д.А. Нумерикэл Солушнс Уравнения Lamm. Я. Нумерикэл Проседьюр. Биополимеры, Издание 4, 1966. стр 449-455.
  • Главный администратор, В., Демелер Б. Моделинг Анэлитикэл Алтрэсентрифугэйшн Экспериментс с Адаптивным Пространственно-временным Решением для Конечного элемента для Многокомпонентных Систем Реакции. Биофизический Журнал, Издание 95, 2008. стр 54-65.
  • Капуста, J.L., Хансен, J.C. Аналитическое ультрацентрифугирование как современный биомолекулярный инструмент исследования. Методы и обзоры, 1999/2000.
  • Howlett, G.J., Minton, A.P., Ривас, G. Аналитическое Ультрацентрифугирование для Исследования Ассоциации Белка и Ассамблеи. Общепризнанное мнение в Химической Биологии, Издании 10, 2006. стр 430-436.
  • Дамба, J., Velikovsky, C.A., Mariuzza R.A., и др. Скоростной Анализ Отложения осадка Разнородных Взаимодействий Белка белка: Моделирование Уравнения Lamm и Содействующие Распределения Отложения осадка c (s). Биофизический Журнал, Издание 89, 2005. стр 619-634.
  • Berkowitz, S.A., Philo, Дж.С. Мониторинг Однородность Приготовлений к Аденовирусу (Система доставки Генотерапии) Используя Аналитическое Ультрацентрифугирование. Аналитическая Биохимия, Издание 362, 2007. стр 16-37.

Источник: http://ru.knowledgr.com/00189030/%D0%A6%D0%B5%D0%BD%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%84%D1%83%D0%B3%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B5

Что такое центрифугирование? Определение и принцип метода

Центрифугирование

Что такое центрифугирование? Для чего применяется метод? Термин “центрифугирование” означает разделение жидких либо твердых частиц вещества на различные фракции с помощью центробежных сил. Осуществляется такая сепарация субстанций благодаря использованию специальных аппаратов – центрифуг. В чем же заключается принцип метода?

Принцип центрифугирования

Рассмотрим более детально определение. Центрифугирование – это воздействие на вещества путем сверхскоростного вращения в специализированном аппарате. Главной частью любой центрифуги выступает ротор, который содержит гнезда для установки пробирок с материалом, что подлежит сепарации на отдельные фракции.

Во время вращения ротора на повышенных скоростях в действие вступает центробежная сила. Вещества, помещенные в пробирки, разделяются на различные субстанции согласно уровню плотности. Например, при центрифугировании образцов подземных вод отделяется жидкость и осаждаются содержащиеся в ней твердые частицы.

Автор метода

Впервые стало известно, что такое центрифугирование, после опытов, проведенных ученым А. Ф. Лебедевым. Метод был разработан исследователем с целью определения состава почвенных вод.

Ранее в данных целях использовали отстаивание жидкости с последующим отделением от нее твердых образцов. Разработка метода центрифугирования позволила справляться с этой задачей гораздо быстрее.

Благодаря такой сепарации возникла возможность для извлечения твердой доли веществ из жидкости в сухом виде на протяжении считаных минут.

Этапы центрифугирования

Дифференциальное центрифугирование начинается с отстаивания веществ, что подлежат исследованию. Такая обработка материала происходит в аппаратах-отстойниках. В ходе отстаивания частицы вещества разделяются под воздействием гравитации. Это позволяет подготовить субстанции к более качественной сепарации с помощью центробежных сил.

Далее вещества в пробирках подвергаются фильтрации. На этом этапе применяются так называемые перфорированные барабаны, что предназначаются для отделения жидких частиц от твердых. В ходе представленных мероприятий весь осадок остается на стенках центрифуги.

Преимущества метода

По сравнению с прочими методами, направленными на разделение отдельных субстанций, такими как фильтрование или отстаивание, центрифугирование дает возможность получать осадок с минимальным показателем влажности.

Применение такого способа сепарации позволяет разделять тонкодисперсные суспензии. Результатом становится получение частиц размером в 5-10 мкм. Еще одним важным преимуществом центрифугирования выступает возможность его выполнения при помощи аппаратуры малых объемов и габаритов.

Единственным недостатком метода выступает высокая энергоемкость приборов.

В биологии к сепарации веществ на отдельные субстанции прибегают при необходимости подготовки препаратов для исследования под микроскопом. Центрифугирование здесь производится на сложных устройствах – цитороторах.

Такие аппараты помимо слотов для пробирок комплектуются держателями образцов, всевозможными предметными стеклами непростой конструкции.

От устройства центрифуги при проведении исследований в биологии напрямую зависит качество получаемых материалов и, соответственно, количество полезной информации, которую можно почерпнуть из результатов анализа.

Центрифугирование в нефтеперерабатывающей промышленности

Метод центрифугирования незаменим при добыче нефти. Существуют углеводородные ископаемые, из которых не полностью выделяется вода при дистилляции.

Центрифугирование дает возможность убрать лишнюю жидкость из состава нефти, повысив ее качество. В данном случае нефть растворяют в бензоле, затем нагревают до 60 оС, а затем подвергают воздействию центробежной силы.

В завершение замеряют количество оставшейся воды в веществе и при необходимости повторяют процедуру.

Центрифугирование крови

Этот метод широко применяется для лечебных целей. В медицине он позволяет решать следующий ряд задач:

  1. Получение очищенных образцов крови для проведения плазмафереза. В данных целях в центрифуге отделяют форменные элементы крови от ее плазмы. Операция дает возможность избавить кровь от вирусов, избыточных антител, болезнетворных бактерий, токсинов.
  2. Подготовка крови для донорского переливания. После разделения телесной жидкости на отдельные фракции при помощи центрифугирования донору возвращают клетки крови, а плазма применяется для переливания либо замораживается в целях последующего использования.
  3. Выделение тромбоцитарной массы. Субстанцию получают из плазмы крови, обогащенной тромбоцитами. Полученную массу используют в хирургических и гематологических отделениях медицинских учреждений, в неотложной терапии, операционных. Применение тромбоцитарной массы в медицине дает возможность улучшить свертываемость крови у пострадавших.
  4. Синтез эритроцитарной массы. Центрифугирование клеток крови происходит путем деликатной сепарации ее фракций согласно специальной методике. Готовую массу, богатую эритроцитами, используют для переливания при кровопотерях, операциях. Эритроцитарная масса нередко применяется в целях лечения анемии, прочих заболеваний крови системного характера.

В современной медицинской практике применяется немало приборов нового поколения, которые дают возможность разгонять вращающийся барабан до определенной скорости и останавливать его в определенный момент.

Это позволяет более точно разделять кровь на эритроциты, тромбоциты, плазму, сыворотку и сгустки. Аналогичным способом исследуются прочие телесные жидкости, в частности сепарируются вещества в составе мочи.

Центрифуги: основные типы

Мы разобрались, что такое центрифугирование. Теперь давайте выясним, какие аппараты применяются для реализации метода. Центрифуги бывают закрытыми и открытыми, с механическим или ручным приводом.

Основной рабочей частью ручных открытых приборов выступает вращающаяся ось, расположенная вертикально. В ее верхней части перпендикулярно закреплена планка, где располагаются подвижные металлические гильзы. В них помещаются специальные пробирки, зауженные в нижней части.

На дно гильз укладывают вату, что позволяет избежать повреждения стеклянной пробирки при соприкосновении с металлом. Далее аппарат приводят в движение. По истечении некоторого времени происходит отделение жидкости от твердых взвешенных частиц. После этого ручную центрифугу останавливают.

На дне пробирок концентрируется плотный, твердый осадок. Над ним находится жидкая часть вещества.

Механические центрифуги закрытого типа обладают большим количеством гильз для размещения пробирок. Такие приборы более удобны по сравнению с ручными. Их роторы приводятся в движение мощными электромоторами и способны разгоняться до 3000 оборотов в минуту. Это дает возможность осуществлять более качественную сепарацию жидких субстанций от твердых.

Пробирки, что применяются для центрифугирования, должны быть наполнены исследуемым материалом идентичной массы. Поэтому для измерений здесь применяются специальные высокоточные весы. Когда требуется уравновешивание многочисленных пробирок в центрифуге, прибегают к следующему приему.

Взвесив пару стеклянных емкостей и добившись одинаковой массы, одну из них оставляют в качестве эталона. Последующие пробирки уравновешивают с этим образцом, прежде чем поместить в аппарат.

Такой прием существенно ускоряет работу при необходимости подготовки к центрифугированию целой серии пробирок.

Стоит заметить, что в пробирки никогда не помещают слишком много исследуемой субстанции. Стеклянные емкости наполняют таким образом, чтобы расстояние до края составляло не менее 10 мм. Иначе вещество будет выливаться из пробирки под воздействием центробежной силы.

Сверхцентрифуги

Для разделения составляющих чрезвычайно тонких суспензий недостаточно применения обычных ручных либо механических центрифуг. В данном случае требуется более внушительное воздействие на вещества со стороны центробежных сил. При реализации таких процессов применяются сверхцентрифуги.

Аппараты представленного плана оснащаются глухим барабаном в виде трубки незначительного диаметра – не более 240 мм. Длина такого барабана значительно превышает его сечение, что дает возможность в значительной степени повысить количество оборотов и создать мощнейшую центробежную силу.

В сверхцентрифуге исследуемое вещество поступает внутрь барабана, движется по трубке и ударяется о специальные отражатели, что отбрасывают материал на стенки прибора. Здесь же имеются камеры, предназначенные для раздельного вывода легких и тяжелых жидкостей.

К достоинствам сверхцентрифуг относятся:

  • абсолютная герметичность;
  • высочайшая интенсивность сепарации веществ;
  • компактные размеры;
  • возможность разделения субстанций на молекулярном уровне.

В заключение

Вот мы и выяснили, что такое центрифугирование.

В настоящее время метод находит свое применение при необходимости выделения осадков растворов, очищения жидкостей, разделения компонентов биологически активных и химических веществ.

Для сепарации субстанций на молекулярном уровне применяются ультрацентрифуги. Метод центрифугирования активно используется в химической, нефтяной, атомной, пищевой промышленности, а также в медицине.

Источник: https://FB.ru/article/288776/chto-takoe-tsentrifugirovanie-opredelenie-i-printsip-metoda

Ваш педагог
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: