Centrifugavimas pagal tai, ką sudaro, tipai, svarba, pavyzdžiai

The centrifugavimas yra metodas, metodas ar procedūra, kuri mechaniškai arba fiziškai atskiria skirtingas tankis molekules ar daleles ir kurios taip pat yra skystoje terpėje. Jo kertinis akmuo yra išcentrinės jėgos taikymas, kurį taiko komanda, vadinama išcentrine.

Centrifuguojant skysčio mėginio komponentus galima atskirti ir analizuoti. Tarp šių komponentų yra skirtingos molekulių ar dalelių klasės. Kaip dalelės, skirtingi ląstelių fragmentai, yra susiję su ląstelių organeliais, net ir iki kelių ląstelių tipų..

Theodor Svedger yra laikomas vienu iš pagrindinių centrifugavimo tyrimų pradininkų. Nobelio premija 1926 m. Nustatė, kad molekulės ar dalelės, turinčios savo dydį, turi skirtingus nusėdimo koeficientus S. „S“ yra kilęs iš Svedgerio, pagerbdamas jo darbus.

Todėl dalelės turi būdingą nusėdimo greitį. Tai reiškia, kad ne visi vienodai elgiasi, kai išcentrinė jėga yra išreikšta apsisukimais per minutę (rpm), arba kaip rotoriaus spindulio funkcija (santykinė išcentrinė jėga)., g).

Tarp veiksnių, lemiančių S ir jo greitį, yra, pavyzdžiui, molekulių ar dalelių charakteristikos; terpės savybės; centrifugavimo būdas arba metodas; ir, be kita ko, naudojamo centrifugos tipo.

Centrifugavimas klasifikuojamas pagal tos pačios naudingumą. Paruošiamojoje medžiagoje, kai tik skiriamas mėginio komponentų atskyrimas; ir analitikoje, kai taip pat siekiama išanalizuoti atskirtą molekulę ar daleles. Kita vertus, jis taip pat gali būti klasifikuojamas pagal proceso sąlygas.

Centrifugavimas skirtingais jų tipais buvo labai svarbus siekiant pažangos mokslo srityje. Jis naudojamas mokslinių tyrimų centruose, padėjo suprasti sudėtingus biocheminius ir biologinius procesus, tarp daugelio kitų.

Indeksas

• 1 Kas tai yra? (procesas)
  • 1.1 Centrifugavimo pagrindas
  • 1.2 Išcentrinė jėga
• 2 Centrifugų tipai
  • 2.1 Rotorių tipai
• 3 Centrifugavimo tipai
  • 3.1. Paruošiamasis centrifugavimas
  • 3.2 Analitinis centrifugavimas
  • 3.3 Diferencinis centrifugavimas
  • 3.4 Zona arba juostelės centrifugavimas
  • 3.5 Izopcninis centrifugavimas ir kiti tipai
• 4 Programos
  • 4.1 Atskiros dalelės
  • 4.2 Kaip apibūdinimo metodas
• 5 Centrifugavimo pavyzdžiai
• 6 Nuorodos

Ką ji sudaro? (procesas)

Centrifugavimo pagrindas

Centrifugavimo procesas grindžiamas tuo, kad molekulės ar dalelės, kurios sudaro tirpalą, sukasi, kai sukasi įrenginyje, vadinamame centrifugu. Tai sukelia dalelių atskyrimą nuo aplinkinės terpės nusėdant skirtingais greičiais.

Šis procesas grindžiamas konkrečiai sedimentacijos teorija. Pagal tai dalelės, turinčios didesnį tankį, nusistovės, o likusi dalis terpės medžiagų ar komponentų liktų sustabdyta.

Kodėl? Kadangi molekulės ar dalelės turi savo dydį, formą, masę, tūrį ir tankį. Todėl ne visi jie sugeba nusėdėti tokiu pačiu būdu, o tai reiškia skirtingą sedimentacijos koeficientą S; taigi ir kitokiu sedimentacijos greičiu.

Šios savybės leidžia atskirti molekules ar daleles centrifugine jėga tam tikru centrifugavimo greičiu.

Išcentrinė jėga

Išcentrinę jėgą paveiks keli veiksniai, lemiantys sedimentaciją: tai būdingi molekulėms ar dalelėms; aplinkos, kurioje jie randami, ypatybes; ir veiksniai, susiję su centrifugomis, kuriose atliekama centrifugavimo procedūra.

Kalbant apie molekules ar daleles, tos pačios masės, specifinio tūrio ir flotacijos koeficiento faktoriai daro įtaką sedimentacijai..

Aplinkos aplinkoje svarbi perkeltų tirpiklių masė, terpės tankis, atsparumas priekiui ir trinties koeficientas.

Kalbant apie centrifugą, svarbiausi sedimentacijos procesą įtakojantys veiksniai yra rotoriaus tipas, kampinis greitis, išcentrinė jėga ir, atitinkamai, išcentrinis greitis..

Centrifugų tipai

Yra keletas tipų centrifugų, kuriomis mėginys gali būti paveiktas skirtingais centrifugavimo greičiais.

Priklausomai nuo didžiausio jų pasiekiamo greičio, išreiškiamo išcentriniu pagreičiu (Santykinė išcentrinė jėga g), gali būti klasifikuojami tiesiog kaip centrifugos, kurių didžiausias greitis yra maždaug 3000 g.

Nors vadinamasis superkentrifugai, Galima pasiekti didesnį greičio diapazoną prie 25 000 g. Ir ultracentrifugai, greitis yra daug didesnis, pasiekiant 100 000 g.

Pagal kitus kriterijus yra mikrocentrifugų  arba stalo centrifugos, kurios yra ypatingos centrifugavimo procesui atlikti nedideliu mėginio kiekiu, pasiekia nuo 12 000 iki 15 000 g.

Yra didelės talpos centrifugos, kurios leidžia centrifuguoti didesnius ir didesnio greičio mėginius, pvz., Ultracentrifugus..

Apskritai, norint apsaugoti rotorių ir mėginį nuo perkaitimo, reikia kontroliuoti keletą veiksnių. Tam, be kita ko, buvo sukurtos ultracentrifugos su specialiomis vakuumo ar šaldymo sąlygomis.

Rotorių tipai

Vienas iš nustatančių elementų yra rotoriaus tipas, sukamasis įtaisas ir vamzdžių vieta. Yra įvairių tipų rotoriai. Tarp pagrindinių jų yra pakreipti rotoriai, fiksuoto kampo rotoriai ir vertikalūs rotoriai.

Pakreipiant rotorius, kai vamzdžiai dedami į šio tipo rotoriaus įtaisus ir sukant, vamzdžiai įgis statmeną sukimosi ašiai..

Fiksuotojo kampo rotoriuose mėginiai bus pastatyti kietoje struktūroje; kaip matyti paveikslėlyje ir daugelyje centrifugų.

Kai kurių ultracentrifugų vertikaliuose rotoriuose, vamzdžiai sukasi lygiagrečiai sukimosi ašiai.

Centrifugavimo tipai

Centrifugavimo tipai skiriasi priklausomai nuo jo taikymo tikslo ir sąlygų, kuriomis atliekamas procesas. Šios sąlygos gali skirtis priklausomai nuo mėginio tipo ir to, ką norite atskirti ir (arba) analizuoti.

Yra pirmas klasifikavimo kriterijus, pagrįstas jo realizavimo tikslu ar tikslu: preparacinis centrifugavimas ir analizinis centrifugavimas.

Paruošiamasis centrifugavimas

Šį pavadinimą jis gauna, kai centrifuguojant daugiausia naudojamas išskirti arba atskirti molekules, daleles, ląstelių fragmentus ar ląsteles, kad būtų galima vėliau naudoti arba analizuoti. Šiam tikslui paprastai naudojamas mėginio kiekis yra gana didelis.

Analitinis centrifugavimas

Analitinis centrifugavimas atliekamas siekiant išmatuoti arba išanalizuoti fizines savybes, tokias kaip sedimentacijos koeficientas ir nuosėdų dalelių molekulinė masė..

Centrifugavimas pagal šį tikslą gali būti atliekamas taikant skirtingas standartizuotas sąlygas; kaip, pavyzdžiui, vieno iš ultra centrifugavimo analizės metodų, leidžiančių išanalizuoti atskirtas molekules ar daleles, net jei sedimentacija vyksta.

Kai kuriais konkrečiais atvejais gali prireikti naudoti kvarcinius centrifugos mėgintuvėlius. Taigi jie leidžia matyti ir ultravioletinę šviesą, nes centrifugavimo metu molekulės yra stebimos ir analizuojamos optine sistema.

Būtent yra kitų klasifikavimo kriterijų, priklausomai nuo charakteristikų ar sąlygų, kuriomis vykdomas centrifugavimo procesas. Tai yra: diferencinis centrifugavimas, zonų arba juostų centrifugavimas ir izopcninis arba pusiausvyros nusodinimo centrifugavimas.

Diferencinis centrifugavimas

Šio tipo centrifugavimas reiškia, kad bandinys centrifuguojamas, paprastai su kampiniu rotoriumi, tam tikrą laiką ir greitį.

Jis grindžiamas dalelių atskyrimu pagal jų nuosėdų greičio skirtumą, kuris yra tiesiogiai susijęs su jų dydžiu. Tie, kurių dydis ir didesnis S, nuosėdos vamzdelio apačioje; mažesni, lieka sustabdyti.

Susidaręs nuosėdų atskyrimas yra gyvybiškai svarbus šio tipo centrifugavimui. Suspensijos dalelės turi būti dekantuojamos arba pašalintos iš vamzdelio, kad granulės arba granulės būtų suspenduotos kitame tirpiklyje tolesniam valymui; tai yra, jis centrifuguojamas dar kartą.

Šis metodas nėra naudingas molekulių atskyrimui. Vietoj to jis gali būti naudojamas, pavyzdžiui, ląstelių organelių atskyrimui nuo ląstelių, be kitų dalelių.

Zoninis arba juostinis centrifugavimas

Zoninis arba juostinis centrifugavimas atlieka mėginio sudedamųjų dalių atskyrimą pagal S skirtumą, einant per terpę su iš anksto suformuotu tankio gradientu; kaip Ficoll arba sacharozė.

Mėginys dedamas ant mėgintuvėlio gradiento. Toliau jis tęsiasi centrifuguoti dideliu greičiu ir atskyrimas vyksta skirtingose ​​juostose, išdėstytose palei terpę (tarsi tai būtų želatina su keliais sluoksniais).

Dalelės, kurių S vertė yra mažesnė, yra terpės pradžioje, o didesnės arba didesnės S yra nukreiptos į vamzdžio apačią..

Taikant šią procedūrą, galima atskirti komponentus, esančius skirtingose ​​nusėdimo juostose. Svarbu kontroliuoti laiką, kad būtų išvengta visų molekulių ar dalelių, esančių mėginyje, nusėdimo ant vamzdelio dugno.

Izopcninis centrifugavimas ir kiti tipai

-Yra daug kitų tipų centrifugavimo, pvz., Izopycnic. Tai specializuojasi makromolekulių atskyrime, net jei jie yra to paties tipo. DNR puikiai tinka šio tipo makromolekulėse, nes joje yra įvairių azoto bazių sekų ir kiekio; taigi, nuosėdos skirtingu greičiu.

-Taip pat yra ultracentrifugacija, kurios metu tiriamos biomolekulių sedimentacijos savybės, tai procesas, kurį galima stebėti, pavyzdžiui, ultravioletine šviesa..

Jis buvo naudingas žinant subcellulines struktūras arba organelius. Jis taip pat leido pažanga molekulinės biologijos ir polimerų vystymosi srityje.

Programos

Yra daugybė kasdieninio darbo sričių, kuriose naudojami skirtingi centrifugavimo tipai. Jie tarnauja sveikatos priežiūros paslaugoms, bioanalitinėse laboratorijose, farmacijos pramonėje, be kitų sričių. Tačiau jos svarbą galima apibendrinti dviem žodžiais: atskirti ir apibūdinti. 

Išskiria daleles

Chemijoje skirtingi centrifugavimo metodai buvo labai svarbūs dėl daugelio priežasčių.

Tai leidžia atskirti dvi molekules arba susimaišiusias daleles. Padeda pašalinti mėginyje priemaišas, medžiagas ar nepageidaujamas daleles; Pavyzdžiui, mėginys, kuriame norima išsaugoti tik baltymus.

Biologiniame mėginyje, pvz., Kraujyje, plazma gali būti atskirta nuo ląstelių komponento centrifuguojant. Tai prisideda prie įvairių biocheminių ar imunologinių bandymų plazmoje ar serume realizavimo, taip pat įprastinių ar specialių tyrimų..

Net centrifugavimas leidžia atskirti skirtingus ląstelių tipus. Pavyzdžiui, kraujo mėginyje raudonieji kraujo kūneliai gali būti atskirti nuo leukocitų arba baltųjų kraujo kūnelių, taip pat nuo trombocitų..

Tas pats naudingumas gali būti gaunamas centrifuguojant bet kurį iš biologinių skysčių: šlapimą, smegenų skystį, amniono skystį, tarp daugelio kitų. Tokiu būdu galima atlikti labai įvairią analizę.

Kaip apibūdinimo technika

Jis taip pat leido ištirti arba analizuoti daugelio molekulių savybes arba hidrodinamines savybes; daugiausia sudėtingų molekulių arba makromolekulių.

Taip pat daugybė makromolekulių, tokių kaip nukleino rūgštys. Jis netgi padėjo apibūdinti tos pačios molekulės potipius kaip RNR, tarp daugelio kitų taikomųjų programų.

Centrifugavimo pavyzdžiai

-Dėl skirtingų centrifugavimo metodų buvo pasiekta pažangos tiksliai žinant sudėtingus biologinius procesus, tokius kaip infekcinis ir metabolizmas..

-Centrifuguojant išsiaiškinti daugelis molekulių ir biomolekulių ultrastruktūrinių ir funkcinių aspektų. Tarp tokių biomolekulių gali būti paminėti insulinai ir hemoglobinas; ir, kita vertus, nukleino rūgštys (DNR ir RNR).

-Padedant centrifugavimui, daugelis procesų, kurie palaiko gyvenimą, išugdė žinias ir supratimą. Vienas iš jų yra Krebso ciklas.

Toje pačioje naudojimo srityje įtakojo kvėpavimo grandinę sudarančių molekulių žinias. Taigi, daugelio kitų procesų metu suprantame sudėtingą oksidacinio fosforilinimo procesą arba tikrą ląstelių kvėpavimą.

-Galiausiai, jis prisidėjo prie įvairių procesų, pavyzdžiui, infekcinių, tyrimo, leidžiant išanalizuoti maršrutą, po kurio seka DNR, suleista fagu (bakterinis virusas), ir baltymus, kuriuos šeimininkas gali sintezuoti..

Nuorodos

1. Parul Kumar (s.f.). Centrifuga: įvadas, tipai, naudojimo būdai ir kita informacija (su diagrama). Paimta iš: biologydiscussion.com
2. 3 skyrius Centrifugavimas. [PDF] Gauta iš: phys.sinica.edu.tw
3. Biochemijos ir taikomosios molekulinės biologijos pagrindai. (Biologijos laipsnis) 2 tema: centrifugavimas. [PDF] Paimta iš: ehu.eus
4. Mathews, C. K. ir Van Holde, K. E. (1998). Biochemistry, 2nd ed. McGraw-Hill Interamericana.
5. Vikipedija. (2018). Centrifugavimas Paimta iš: en.wikipedia.org