Kemija

Centrifugiranje

1819
481
Lee Farrell

Centrifugiranje je postopek za ločevanje mešanic iz različnih gostot

Kaj je centrifugiranje?

The centrifugiranje Gre za tehniko ločevanja mešanice, ki temelji na razliki v gostoti različnih komponent. Uporablja se predvsem za ločevanje heterogenih mešanic, v katerih je vsaj ena od faz tekočine.

Tehnika je sestavljena iz vrtenja vzorca z veliko hitrostjo znotraj epruvete ali druge bolj odporne. Vrtenje in vztrajnost ustvarjata izmišljeno silo v cevi, ki se imenuje centrifugalna sila, in je tista, ki daje ime tehniki.

Centrifugalna sila je radialna sila, ki vedno kaže v smeri v nasprotju s središčem rotacije. Ta sila deluje na vse delce, ki sestavljajo mešanico, in jih najdejo podobno kot to, kako teža plava na vse snovi proti središču zemlje.

Kaj je centrifugiranje?

Glede na hitrost vrtenja in polmera je centrifugalna sila lahko sto do milijonov močnejših od gravitacije. To omogoča ločevanje delcev in snovi, katerih gostote so zelo podobne.

Eno od polj, na katerem je to bolj koristno, je v biologiji in medicini, saj so tako cele celice kot njihove različne komponente heterogene mešanice, ki jih tvorijo različni delci s skoraj enakimi gostotami in se to razlikujejo po njihovi hitrosti usedanja.

Poleg tega centrifugiranje omogoča tudi ločevanje navidezno homogenih mešanic, kot so stabilne suspenzije.

Različne metode centrifugiranja

Glede na določeno uporabo, hitrost vrtenja in uporabljeni centrifugalni razred, lahko ločimo 4 vrste centrifugiranja:

Vam lahko služi: zunanja elektronska konfiguracija

Diferencialno centrifugiranje

To je najpreprostejša metoda centrifugiranja. Sestavljen je iz izkoriščanja razlike hitrosti sedimentacije različnih delcev, ki sestavljajo mešanico.

V prvotni mešanici se delci enakomerno porazdelijo po celotni volumnu. Toda na začetku centrifugiranja se bodo začeli premikati v smeri centrifugalne sile.

Delci, ki imajo enako usedlin sedimentacije, so na dnu epruvete na dnu epruvete delci, ki se usedli hitreje. Ta tehnika se običajno uporablja kot prva ločitev, pred uporabo drugih naprednejših centrifugiranjskih tehnik.

Izopični centrifugiranje

Izopični centrifugiranje je tehnika centrifugiranja, ki se uporablja za ločevanje delcev ali molekul v mešanici, ki temelji na razlike v gostoti. Pravzaprav izopični izraz dobesedno pomeni "enako gostoto" in se nanaša na dejstvo, da se po centrifugiranju delci razvrstijo tako, da imajo enake vrednosti gostote.

Za nanašanje izopične centrifugiranja se mešanici dodajo mediji različnih gostot pred centrifugiranjem. Samo delci, ki so manj gosti od medija, bodo usedli proti dnu epruvete.

Zonsko centrifugiranje

To je zelo učinkovita tehnika, da komponente ločite od mešanice, ki temelji na njegovi gostoti in hitrosti usedlin. Tehnika je sestavljena iz namestitve mešanice na predhodno oblikovani medij, ki ima gradient gostote in nato skupaj centrifugira obe komponenti.

Usedlina delcev, dokler ne dosežejo gradientnega območja, ki sovpada z njihovo gostoto. Na ta način so komponente mešanice ločeni z območji, ki temeljijo na razlike v gostoti.

Vam lahko služi: tehnološke uporabe elektronske emisije atomov

Gradienti gostote se lahko oblikujejo na različne načine. Najpreprostejši način je nalaganje zaporednih plasti vse bolj razredčenih raztopin saharoze, ki so dobili diskontinuiran gradient.

Kontinuirane gradiente saharoze lahko dobimo tudi s pomočjo naprav, ki tvorijo gradient, ki mešajo koncentrirano raztopino saharoze in razredčene v spremenljivih razmerjih, ko je testna cev napolnjena.

Končno za primere ločitve nukleinske kisline pripravimo gradient gostote ultracentrifugirajočo koncentrirano raztopino cezijevega klorida. Po vnaprej določenem časovnem obdobju je CSCL koncentriran v ozadju, kar ustvarja zelo ponovljiv neprekinjen gradient.

Ultracentrifugiranje

Ultracentrifugiranje se imenuje tehnika centrifugiranja, v kateri so dosežene hitrosti vrtenja do 150.000 vrt / min, s čimer dobimo centrifugalne sile do 10⁶ kratko težo (1 milijon GS).

Ultracentrifugiranje zahteva posebne centrifuge, narejene iz zelo odpornega jekla. Poleg tega so običajno zaprti v predale, tudi iz jekla, v primeru, da je kateri koli kos med operacijo pokvarjen.

V nekaterih primerih se evakuira komora, v kateri dela centrifuga.

Centrifugirani postopek običajno spremljamo s pomočjo interferometrov in UV svetlobe. Ta tehnika centrifugiranja je pogosta v celičnih bioloških laboratorijih, saj omogoča ločevanje podceličnih struktur.

Primeri centrifugiranja

Ločitev DNK

Centrifugiranje je ena najpogosteje uporabljenih tehnik, da se vzbuja in očisti vzorce DNK, preden izvede kasnejše analize, kot je PCR. V teh primerih se uporablja izopični centrifugiranje.

Lahko vam služi: vodna alkalnost: kaj je, odločnost in pomen

Krvni test

Centrifugiranje je najlažji način za ločitev krvi v njegove glavne sestavne dele, in sicer krvna plazma in celično frakcijo, v kateri najdemo rdeče in bele krvne celice.

Poleg tega se izopični centrifugiranje, ki uporablja medij z vmesno gostoto, običajno uporabljamo za ločevanje rdečih krvnih celic od belcev in teh iz plazme s trombociti.