Det centrifugering Det er en teknik, metode eller procedure, der mekanisk eller fysisk adskiller molekyler eller partikler med forskellige densiteter, og som også er til stede i et flydende medium. Dens hjørnesten er anvendelsen af centrifugalkraft, der anvendes af udstyr kaldet en centrifuge..
Ved centrifugering kan komponenterne i en væskeprøve adskilles og analyseres. Blandt disse komponenter er de forskellige klasser af molekyler eller partikler. Som partikler henvises der til forskellige cellefragmenter, til organeller af celler, selv til forskellige typer celler, blandt andre..
Theodor Svedger betragtes som en af de førende pionerer inden for centrifugeforskning. Nobelprisen i 1926 fastslog, at molekyler eller partikler med deres egne størrelser har forskellige sedimenteringskoefficienter S. "S" kommer fra Svedger til ære for hans værker.
Partiklerne har derfor karakteristiske sedimenteringshastigheder. Dette betyder, at ikke alle opfører sig på samme måde under påvirkning af en centrifugalkraft udtrykt i omdrejninger pr. Minut (o / min) eller som en funktion af rotorens radius (relativ centrifugalkraft, g).
Blandt de faktorer, der bestemmer S og dens hastighed, er for eksempel molekylernes eller partiklernes egenskaber; mediets egenskaber; teknikken eller metoden til centrifugering og den anvendte type centrifuge, blandt andre aspekter.
Centrifugering klassificeres efter dens anvendelighed. Som præparativ, når det er begrænset til adskillelsen af komponenterne i prøven; og i analyser, når det også søger at analysere det separerede molekyle eller partikel. På den anden side kan det også klassificeres baseret på procesbetingelserne.
Centrifugering i dens forskellige typer har været afgørende for at fremme videnskabelig viden. Brugt i forskningscentre har det lettet forståelsen af komplekse biokemiske og biologiske processer, blandt mange andre..
Artikelindeks
Centrifugeringsprocessen er baseret på det faktum, at molekylerne eller partiklerne, der udgør en prøve i opløsning, vil rotere, når de roteres i en enhed kaldet en centrifuge. Dette medfører adskillelse af partiklerne fra det miljø, der omgiver dem, når de sætter sig ved forskellige hastigheder..
Processen er specifikt baseret på teorien om sedimentering. Ifølge dette vil de partikler, der har en højere densitet, lægge sig, mens resten af stoffets eller komponenterne i mediet forbliver suspenderet..
Hvorfor? Fordi molekyler eller partikler har deres egne størrelser, former, masser, volumener og densiteter. Derfor er det ikke alle, der formår at sedimentere på samme måde, hvilket oversættes til en anden sedimenteringskoefficient S; og følgelig med en anden sedimenteringshastighed.
Disse egenskaber er dem, der gør det muligt at adskille molekylerne eller partiklerne ved hjælp af centrifugalkraft ved en given centrifugeringshastighed..
Centrifugalkraften vil blive påvirket af flere faktorer, der vil bestemme sedimenteringen: dem, der er forbundet med molekylerne eller partiklerne; til egenskaberne ved det miljø, hvori de findes og faktorer relateret til de centrifuger, hvor centrifugeringsproceduren udføres.
I forhold til molekylerne eller partiklerne påvirker massen, det specifikke volumen og sedimentationens flotationsfaktor faktorer..
Med hensyn til det miljø, der omgiver dem, er massen af det fortrængte opløsningsmiddel, medietætheden, modstanden mod fremadgang og friktionskoefficienten vigtig..
Med hensyn til centrifugen er de vigtigste faktorer, der påvirker sedimenteringsprocessen, typen af rotor, vinkelhastigheden, centrifugalkraften og dermed centrifugalhastigheden..
Der er flere slags centrifuger, hvormed prøven kan udsættes for forskellige hastigheder ved centrifugering..
Afhængig af den maksimale hastighed, de når, udtrykt i centrifugalacceleration (relativ centrifugalkraft g), kan simpelthen klassificeres som centrifuger med en maksimal hastighed på ca. 3.000 g.
Mens i den såkaldte supercentrifuger, et større hastighedsområde kan nås tæt på 25.000 g. Og i ultracentrifuger, hastigheden er meget højere og når 100.000 g.
Ifølge andre kriterier er der mikrocentrifuger eller bordpladescentrifuger, som er specielle til at udføre centrifugeringsprocessen ved et lille prøvevolumen, når et interval på 12.000 til 15.000 g.
Der findes centrifuger med høj kapacitet, der gør det muligt at centrifugere større hastighed ved større hastigheder, såsom ultracentrifuger..
Generelt skal flere faktorer kontrolleres for at beskytte rotoren og prøven mod overophedning. Til dette er ultracentrifuger skabt med blandt andet specielle vakuum- eller køleforhold..
Et af de afgørende elementer er typen af rotor, en enhed, der roterer, og hvor rørene er placeret. Der findes forskellige typer rotorer. Blandt de vigtigste er svingarmsrotorer, rotorer med fast vinkel og lodrette rotorer.
Ved vippende rotorer, når rørene placeres i indretningerne til denne type rotor, og når de roteres, får rørene et arrangement vinkelret på rotationsaksen..
I rotorer med fast vinkel placeres prøverne inde i en solid struktur; som det ses på billedet og i mange centrifuger.
Og i de lodrette rotorer i nogle ultracentrifuger vil rørene rotere parallelt med rotationsaksen..
Typerne af centrifugering varierer alt efter formålet med deres anvendelse og de betingelser, hvorunder processen udføres. Disse betingelser kan være forskellige afhængigt af typen af prøve og arten af det, du vil adskille og / eller analysere..
Der er et første klassificeringskriterium baseret på formålet med eller formålet med dets ydeevne: præparativ centrifugering og analytisk centrifugering..
Det modtager dette navn, når centrifugering hovedsageligt bruges til at isolere eller adskille molekyler, partikler, cellefragmenter eller celler til deres senere anvendelse eller analyse. Mængden af prøve, der generelt bruges til dette formål, er relativt stor.
Analytisk centrifugering udføres for at måle eller analysere de fysiske egenskaber, såsom sedimenteringskoefficienten og molekylvægten af de sedimenterede partikler..
Centrifugering baseret på dette mål kan udføres ved at anvende forskellige standardiserede betingelser; som det for eksempel er tilfældet med en af de analytiske ultracentrifugeringsteknikker, som gør det muligt at analysere de molekyler eller partikler, der er adskilt, selv når der udføres sedimentering.
I nogle specifikke tilfælde kan det være nødvendigt at bruge kvartscentrifugerør. Således tillader de passage af synligt og ultraviolet lys, da molekylerne under centrifugeringsprocessen observeres og analyseres med et optisk system..
Præcis er der andre klassificeringskriterier afhængigt af karakteristika eller betingelser, hvor centrifugeringsprocessen udføres. Disse er: differentiel centrifugering, zone- eller båndcentrifugering og isopyknisk eller sedimenteringsligevægtscentrifugering..
Denne type centrifugering består i at udsætte en prøve for centrifugering, generelt med en vinkelrotor, i en bestemt tid og hastighed..
Det er baseret på adskillelse af partikler ved deres forskel i sedimenteringshastighed, som er direkte relateret til deres størrelse. De, der er større og større S, lægger sig i bunden af røret; mens de, der er mindre, forbliver suspenderet.
Suspenderet adskillelse af bundfaldet er afgørende for denne type centrifugering. Suspenderede partikler skal dekanteres eller fjernes fra røret på en sådan måde, at sedimentet eller pelleten kan suspenderes i et andet opløsningsmiddel til efterfølgende oprensning; det vil sige, det centrifugeres igen.
Denne type teknik er ikke nyttig til adskillelse af molekyler. I stedet kan det bruges til at adskille for eksempel cellulære organeller, celler blandt andre partikler.
Zon- eller båndcentrifugeringen udfører adskillelsen af komponenterne i prøven baseret på forskellen i S, når den passerer gennem et medium med en præformet densitetsgradient; som Ficoll eller f.eks. saccharose.
Prøven placeres oven på reagensglasets gradient. Derefter centrifugeres den med høj hastighed, og adskillelsen finder sted i forskellige bånd arrangeret langs midten (som om det var en gelatine med flere lag)..
Partiklerne med en lavere værdi af S forbliver i begyndelsen af mediet, mens de, der er større eller har en højere S, går mod bunden af røret.
Med denne procedure kan komponenterne, der findes i de forskellige sedimenteringsbånd, adskilles. Det er vigtigt at kontrollere tiden godt for at undgå, at alle molekyler eller partikler i prøven sætter sig i bunden af røret.
-Der er mange andre typer centrifugering, såsom isopyknisk. Dette er specialiseret i at adskille makromolekyler, selvom de er af samme type. DNA passer meget godt i denne type makromolekyler, da det præsenterer variationer i sekvenserne og mængden af dets nitrogenholdige baser; og derfor sediment ved forskellige hastigheder.
-Der er også ultracentrifugering, hvorved sedimentationskarakteristika for biomolekyler undersøges, en proces, der f.eks. Kan overvåges ved hjælp af ultraviolet lys..
Det har været nyttigt at forstå subcellulære strukturer eller organeller. Ligeledes har det tilladt fremskridt inden for molekylærbiologi og i udviklingen af polymerer..
Der er utallige områder i det daglige liv, hvor forskellige typer centrifugering anvendes. De bruges til sundhedsvæsenet i bioanalytiske laboratorier, inden for medicinalindustrien, blandt andre områder. Imidlertid kan dens betydning sammenfattes med to ord: adskille og karakterisere.
I kemi har forskellige centrifugeringsteknikker været ekstremt vigtige af mange grunde..
Det giver mulighed for at adskille to blandbare molekyler eller partikler. Hjælper med at fjerne uønskede urenheder, stoffer eller partikler i en prøve; for eksempel en prøve, hvor du kun vil bevare proteinerne.
I en biologisk prøve, såsom blod, kan plasmaet adskilles fra den cellulære komponent ved centrifugering. Dette bidrager til udførelsen af forskellige typer biokemiske eller immunologiske tests på plasma eller serum såvel som til rutinemæssige eller specielle undersøgelser..
Selv centrifugering gør det muligt at adskille de forskellige typer celler. Fra en blodprøve kan f.eks. Røde blodlegemer adskilles fra leukocytter eller hvide blodlegemer og også fra blodplader.
Den samme anvendelse kan opnås med centrifugering i en hvilken som helst af de biologiske væsker: urin, cerebrospinalvæske, fostervand, blandt mange andre. På denne måde kan der udføres en lang række analyser..
Det har også gjort det muligt at studere eller analysere karakteristika eller hydrodynamiske egenskaber ved mange molekyler; hovedsageligt af komplekse molekyler eller makromolekyler.
Samt adskillige makromolekyler, såsom nukleinsyrer. Det har endda gjort det lettere at karakterisere detaljer om undertyperne af det samme molekyle såsom RNA blandt mange andre applikationer..
-Takket være de forskellige centrifugeringsteknikker er der gjort fremskridt med den nøjagtige viden om komplekse biologiske processer, såsom infektiøs sygdom og metabolisme, blandt andre..
-Ved hjælp af centrifugering er mange ultrastrukturelle og funktionelle aspekter af molekyler og biomolekyler blevet belyst. Blandt sådanne biomolekyler kan nævnes proteinerne insulin og hæmoglobin; og på den anden side nukleinsyrer (DNA og RNA).
-Med støtte fra centrifugering er viden og forståelse af mange af de livsbærende processer blevet udvidet. En af dem er Krebs-cyklussen.
I det samme anvendelsesområde har det påvirket kendskabet til de molekyler, der udgør åndedrætskæden. At give lys til forståelsen af den komplekse proces med oxidativ phosphorylering eller ægte cellulær respiration blandt mange andre processer.
-Endelig har det bidraget til undersøgelsen af forskellige processer såsom infektiøs sygdom ved at tillade analyse af ruten efterfulgt af DNA injiceret af en fag (bakterievirus) og de proteiner, som værtscellen kan syntetisere.
Endnu ingen kommentarer