Центрифугирање у ономе што се састоји, врсте, важност, примјери



Тхе центрифугирање је техника, метода или процедура која механички или физички раздваја молекуле или честице различите густине и које су такође присутне у течном медију. Његов камен темељац је примјена центрифугалне силе, коју примјењује тим који се зове центрифугални.

Центрифугирањем, компоненте узорка течности се могу раздвојити и анализирати. Међу овим компонентама су различите класе молекула или честица. Као честице, различити фрагменти ћелија се односе на органеле ћелија, чак и на неколико типова ћелија, између осталих..

Тхеодор Сведгер се сматра једним од главних пионира истраживања у центрифугирању. Нобелова награда 1926. године утврдила је да молекули или честице сопствених величина имају различите коефицијенте седиментације С. "С" долази од Сведгера, у част његових радова.

Честице, према томе, поседују карактеристичне брзине таложења. То значи да се сви не понашају на исти начин под дјеловањем центрифугалне силе изражене у окретајима у минути (рпм), или као функција радијуса ротора (релативна центрифугална сила)., г).

Међу факторима који одређују С и његову брзину су, на пример, карактеристике молекула или честица; својства медија; техника или метода центрифугирања; и тип центрифуге који се користи, између осталог.

Центрифугирање се класификује према корисности истог. У препаративном облику, када је ограничено на раздвајање компоненти узорка; и у аналитици, када се такође покушава анализирати одвојени молекул или честица. С друге стране, може се класификовати и према условима процеса.

Центрифугирање у његовим различитим типовима је било од суштинског значаја за унапређење научног знања. Коришћен у истраживачким центрима, омогућио је разумијевање сложених биокемијских и биолошких процеса, међу многим другим.

Индек

  • 1 Шта је то? (процес)
    • 1.1 Основа центрифугирања
    • 1.2 Центрифугална сила
  • 2 Врсте центрифуга
    • 2.1 Врсте ротора
  • 3 Врсте центрифугирања
    • 3.1 Препаративно центрифугирање
    • 3.2 Аналитичко центрифугирање
    • 3.3 Диференцијално центрифугирање
    • 3.4 Центрифугирање зоне или траке
    • 3.5 Исопринска центрифугирање и други типови
  • 4 Апплицатионс
    • 4.1 Одвојене честице
    • 4.2 Техника карактеризације
  • 5 Примери центрифугирања
  • 6 Референце

Од чега се састоји? (процес)

Основа центрифугирања

Процес центрифугирања заснива се на чињеници да ће се молекули или честице које чине узорак у раствору ротирати када се ротирају у уређају званом центрифуга. Ово узрокује одвајање честица од околног медија када се таложи различитим брзинама.

Процес се заснива на теорији седиментације. Према томе, честице које имају већу густину ће се смирити, док ће остале супстанце или компоненте медијума остати суспендоване.

Зашто? Зато што молекули или честице имају своје величине, облике, масе, запремине и густине. Према томе, нису сви они успели да се таложе на исти начин, што се преводи у другачији коефицијент седиментације С; и према томе, при различитој брзини седиментације.

Ова својства омогућавају раздвајање молекула или честица центрифугалном силом при одређеној брзини центрифугирања.

Центрифугална сила

На центрифугалну силу ће утицати неколико фактора који ће одредити седиментацију: оне својствене молекулима или честицама; карактеристикама средине у којој се налазе; и фактори који се односе на центрифуге у којима се изводи поступак центрифугирања.

У односу на молекуле или честице, маса, специфична запремина и фактор флотације истог су фактори који утичу на седиментацију..

Што се тиче околине, важна је маса расељеног растварача, густина медија, отпорност према напретку и коефицијент трења..

Што се тиче центрифуге, најважнији фактори који утичу на процес седиментације су тип ротора, угаона брзина, центрифугална сила и, последично, центрифугална брзина..

Врсте центрифуга

Постоји неколико типова центрифуга којима се узорак може подвргнути различитим брзинама центрифугирања.

У зависности од максималне брзине коју досежу, изражава се у центрифугалном убрзању (Релативна центрифугална сила г), могу се класификовати само као центрифуге, које имају максималну брзину од приближно 3.000 г.

Док је у тзв суперцентрифуге, Може се постићи већи опсег брзина близу 25,000 г. И у ултрацентрифугес, брзина је много већа, достиже 100,000 г.

По другим критеријумима постоје микроцентрифуге  или столне центрифуге, које су специјалне за обављање процеса центрифугирања на малом волумену узорка, досежу опсег од 12.000 до 15.000 г.

Постоје центрифуге високог капацитета које омогућавају центрифугирање већих и већих брзина узорака, као што су ултрацентрифуге..

Генерално, мора се контролисати неколико фактора како би се заштитио ротор и узорак од прегревања. За то су, између осталог, створени ултрацентрифуги са посебним условима вакуума или хлађења.

Врсте ротора

Један од одлучујућих елемената је тип ротора, уређај који се ротира и где се постављају цеви. Постоје различити типови ротора. Међу главним су окретни ротори, ротори са фиксним углом и вертикални ротори.

Код ротирајућих ротора, приликом постављања цеви у уређаје овог типа ротора и приликом окретања, цеви ће стећи распоред који је окомит на ос ротације.

Код ротора са фиксним углом, узорци ће бити лоцирани унутар чврсте структуре; као што се види на слици иу многим центрифугама.

А код вертикалних ротора у неким ултрацентрифугама, цеви ће се ротирати паралелно са осе ротације.

Врсте центрифугирања

Врсте центрифугирања варирају у зависности од сврхе његове примене и услова у којима се процес изводи. Ови услови могу бити различити у зависности од врсте узорка и природе онога што желите да одвојите и / или анализирате.

Постоји први критеријум класификације на основу циља или сврхе његове реализације: препаративно центрифугирање и аналитичко центрифугирање.

Препаративно центрифугирање

То име добија када се центрифугирање користи углавном за изолацију или одвајање молекула, честица, фрагмената ћелија или ћелија, за каснију употребу или анализу. Количина узорка која се генерално користи за ову сврху је релативно велика.

Аналитичко центрифугирање

Аналитичко центрифугирање се врши са циљем мерења или анализе физичких својстава, као што су коефицијент седиментације и молекулска маса седиментних честица..

Центрифугирање на основу овог циља може се обавити примјеном различитих стандардизираних увјета; као што је, на пример, једна од техника аналитичког ултра центрифугирања, која омогућава анализу молекула или честица које су одвојене, чак и када се седиментација одвија.

У неким посебним случајевима може бити потребна употреба кварцних епрувета за центрифугирање. На тај начин они дозвољавају пролаз видљивог и ултраљубичастог светла, јер се током процеса центрифугирања молекули посматрају и анализирају оптичким системом..

Тачније, постоје и други критеријуми за класификацију у зависности од карактеристика или услова у којима се изводи процес центрифугирања. То су: диференцијално центрифугирање, зонално или појасно центрифугирање и изопиконско или равнотежно седиментационо центрифугирање.

Диференцијално центрифугирање

Овај тип центрифугирања се састоји у подвргавању узорка центрифугирању, генерално са угаоним ротором, за одређено време и брзину.

Заснован је на раздвајању честица њиховом разликом у брзини седиментације, која је директно повезана са њиховим величинама. Они са већом и већом С, седиментом на дну цеви; док ће они који су мањи остати суспендовани.

Суспендовано раздвајање преципитата је од виталног значаја у овом типу центрифугирања. Суспендоване честице морају бити декантиране или уклоњене из епрувете, тако да се пелета или пелета могу суспендовати у другом растварачу за даље пречишћавање; то јест, поново се центрифугира.

Ова врста технике није корисна за раздвајање молекула. Уместо тога, може да се користи за раздвајање, на пример, ћелијских органела, из ћелија, између осталих честица.

Зонално или појасно центрифугирање

Зонално или појасно центрифугирање врши одвајање компоненти узорка на основу разлике С када прелази медиј са преформираним градијентом густине; као Фицолл, или сахароза, на пример.

Узорак се ставља на врх градијента епрувете. Затим наставља са центрифугом при великој брзини, а раздвајање се одвија у различитим тракама распоређеним дуж медија (као да је то желатина са вишеструким слојевима)..

Честице са нижом вредношћу С су на почетку медијума, док су оне које су веће или имају већи С усмерене ка дну цеви.

Овим поступком могу се одвојити компоненте које се налазе у различитим седиментационим тракама. Важно је контролисати време како би се спречило да се сви молекули или честице у узорку таложе на дну цеви.

Исопринско центрифугирање и други типови

-Постоје многе друге врсте центрифугирања, као што је изопикни. Ово је специјализовано за одвајање макромолекула, чак и ако су истог типа. ДНК се веома добро уклапа у овај тип макромолекула, јер представља варијације у секвенцама и количини његових азотних база; и стога, седимент са различитим брзинама.

-Постоји и ултракентрифугирање, кроз које се проучавају карактеристике седиментације биомолекула, процес који се може пратити помоћу ултраљубичастог светла, на пример.

Он је био користан у познавању субцелуларних структура или органела. То је такође омогућило напредак у молекуларној биологији и развоју полимера.

Апплицатионс

Постоје бројне области свакодневног рада у којима се користе различите врсте центрифугирања. Они служе за здравствену службу, у биоаналитичким лабораторијама, у фармацеутској индустрији, између осталог. Међутим, његова важност се може сажети у две речи: раздвојити и карактеризирати. 

Одваја честице

У хемији, различите технике центрифугирања су изузетно важне из бројних разлога.

Омогућава раздвајање двају молекула или честица које се мешају. Помаже у уклањању нечистоћа, супстанци или нежељених честица у узорку; на пример, узорак у коме се желе очувати само протеини.

У биолошком узорку, као што је крв, плазма се може одвојити од ћелијске компоненте центрифугирањем. Ово доприноси реализацији различитих типова биохемијских или имунолошких тестова у плазми или серуму, као и за рутинске или специјалне студије..

Чак и центрифугирање омогућава раздвајање различитих типова ћелија. Из узорка крви, на пример, црвене крвне ћелије могу да се одвоје од леукоцита или белих крвних зрнаца, као и од тромбоцита.

Иста употреба се може добити центрифугирањем у било којој биолошкој течности: урину, цереброспиналној течности, амнионској течности, међу многим другим. На овај начин се може извршити велика разноликост анализа.

Као техника карактеризације

Такође је омогућила проучавање или анализу карактеристика или хидродинамичких својстава многих молекула; углавном комплексних молекула или макромолекула.

Као и бројне макромолекуле као што су нуклеинске киселине. Чак је олакшала карактеризацију детаља подтипова исте молекуле као РНА, међу многим другим апликацијама.

Примери центрифугирања

-Захваљујући различитим техникама центрифугирања, напредак је постигнут у тачном познавању сложених биолошких процеса као што су инфективни и метаболизам, између осталог..

-Центрифугирањем су разјашњени многи ултраструктурни и функционални аспекти молекула и биомолекула. Међу таквим биомолекулима могу се поменути протеини инсулин и хемоглобин; са друге стране, нуклеинске киселине (ДНК и РНК).

-Уз подршку центрифугирања проширио се знање и разумевање многих процеса који одржавају живот. Један од њих је Кребсов циклус.

У овом истом пољу употребе, утицало је на знање о молекулима који чине респираторни ланац. Тако, дајући светло разумевању комплексног процеса оксидативне фосфорилације, или истинске ћелијске респирације, међу многим другим процесима.

-Коначно, она је допринела проучавању различитих процеса као што је инфективни, допуштајући да се анализира пут праћен ДНК убризганим фагом (бактеријски вирус) и протеинима које ћелија домаћин може да синтетише..

Референце

  1. Парул Кумар (с.ф.). Центрифуга: Увод, Типови, Употреба и Остали детаљи (са дијаграмом). Такен фром: биологидисцуссион.цом
  2. Поглавље 3 Центрифугирање. [ПДФ] Добављено из: пхис.синица.еду.тв
  3. Основе биохемије и примењене молекуларне биологије. (Дегрее ин Биологи) Тема 2: центрифугирање. [ПДФ] Преузето из: еху.еус
  4. Матхевс, Ц.К. и Ван Холде, К.Е. (1998). Биоцхемистри, 2нд ед. МцГрав-Хилл Интерамерицана.
  5. Википедиа. (2018). Центрифугација Такен фром: ен.википедиа.орг