De centrifugering Det är en teknik, metod eller procedur som mekaniskt eller fysiskt separerar molekyler eller partiklar med olika densiteter och som också finns i ett flytande medium. Dess hörnsten är tillämpningen av centrifugalkraft, applicerad av utrustning som kallas centrifug..
Genom centrifugering kan komponenterna i ett vätskeprov separeras och analyseras. Bland dessa komponenter finns de olika klasserna av molekyler eller partiklar. Som partiklar hänvisas till olika cellfragment, till organeller av celler, även till olika typer av celler, bland andra..
Theodor Svedger anses vara en av de ledande pionjärerna inom centrifugforskning. Nobelpriset 1926 bestämde att molekyler eller partiklar med sina egna storlekar har olika sedimenteringskoefficienter S. "S" kommer från Svedger, för att hedra hans verk.
Partiklarna har därför karakteristiska sedimentationshastigheter. Detta betyder att inte alla beter sig på samma sätt under inverkan av en centrifugalkraft uttryckt i varv per minut (rpm), eller som en funktion av rotorns radie (relativ centrifugalkraft, g).
Bland de faktorer som bestämmer S och dess hastighet är till exempel egenskaperna hos molekylerna eller partiklarna; mediumets egenskaper; tekniken eller metoden för centrifugering; och vilken typ av centrifug som används, bland andra aspekter.
Centrifugering klassificeras efter dess användbarhet. Som preparativ när det är begränsat till separationen av komponenterna i provet; och i analys, när den också försöker analysera den separerade molekylen eller partikeln. Å andra sidan kan den också klassificeras baserat på processförhållandena.
Centrifugering i dess olika typer har varit avgörande för att främja vetenskaplig kunskap. Används i forskningscentra har det underlättat förståelsen av komplexa biokemiska och biologiska processer, bland många andra..
Artikelindex
Centrifugeringsprocessen baseras på det faktum att molekylerna eller partiklarna som utgör ett prov i lösning kommer att rotera när de roterar i en anordning som kallas centrifug. Detta orsakar separering av partiklarna från omgivningen som omger dem när de sätter sig i olika hastigheter..
Processen är specifikt baserad på sedimentationsteorin. Enligt detta kommer partiklarna som har en högre densitet att sedimentera medan resten av ämnena eller komponenterna i mediet förblir suspenderade..
Varför? Eftersom molekyler eller partiklar har sina egna storlekar, former, massor, volymer och densiteter. Därför lyckas inte alla sedimentera på samma sätt, vilket översätts till en annan sedimenteringskoefficient S; och följaktligen med en annan sedimenteringshastighet.
Dessa egenskaper är de som gör det möjligt att separera molekylerna eller partiklarna med centrifugalkraft vid en given centrifugeringshastighet..
Centrifugalkraften kommer att påverkas av flera faktorer som bestämmer sedimentationen: de som är inneboende i molekylerna eller partiklarna; till egenskaperna hos den miljö där de finns; och faktorer relaterade till centrifuger där centrifugeringsproceduren utförs.
I förhållande till molekylerna eller partiklarna påverkar massan, den specifika volymen och sedimentationens flotationsfaktor..
Beträffande miljön som omger dem är massan av det förskjutna lösningsmedlet, medietätheten, motståndet mot framåtskridande och friktionskoefficienten viktiga..
Beträffande centrifugen är de viktigaste faktorerna som påverkar sedimentationsprocessen typen av rotor, vinkelhastigheten, centrifugalkraften och följaktligen centrifugalhastigheten..
Det finns flera typer av centrifuger genom vilka provet kan utsättas för olika centrifugeringshastigheter..
Beroende på maximal hastighet de når, uttryckt i centrifugalacceleration (Relativ centrifugalkraft g), kan klassificeras helt enkelt som centrifuger med en maximal hastighet på cirka 3000 g.
Medan i den så kallade supercentrifuger, ett större hastighetsområde kan nås nära 25 000 g. Och i ultracentrifuger, hastigheten är mycket högre och når 100 000 g.
Enligt andra kriterier finns det mikrocentrifuger eller bordscentrifuger, som är speciella för att utföra centrifugeringsprocessen vid en liten provvolym, når ett intervall på 12 000 till 15 000 g.
Det finns centrifuger med hög kapacitet som gör det möjligt att centrifugera högre provvolymer med högre hastighet, såsom ultracentrifuger..
Generellt måste flera faktorer kontrolleras för att skydda rotorn och provet från överhettning. För detta har ultracentrifuger skapats med bland annat speciella vakuum- eller kylförhållanden..
Ett av de avgörande elementen är typen av rotor, en anordning som roterar och var rören placeras. Det finns olika typer av rotorer. Bland de viktigaste är svängarmsrotorer, rotorer med fast vinkel och vertikala rotorer.
Vid lutande rotorer, när rören placeras i anordningarna för denna typ av rotor och när de roterar, kommer rören att få ett arrangemang vinkelrätt mot rotationsaxeln..
I rotorer med fast vinkel placeras proverna i en solid struktur; som framgår av bilden och i många centrifuger.
Och i de vertikala rotorerna i vissa ultracentrifuger kommer rören att rotera parallellt med rotationsaxeln..
Typerna av centrifugering varierar beroende på syftet med deras applicering och de förhållanden under vilka processen utförs. Dessa förhållanden kan variera beroende på typ av prov och typen av vad du vill separera och / eller analysera..
Det finns ett första klassificeringskriterium baserat på syftet eller syftet med dess prestanda: preparativ centrifugering och analytisk centrifugering..
Det får detta namn när centrifugering huvudsakligen används för att isolera eller separera molekyler, partiklar, cellfragment eller celler för senare användning eller analys. Mängden prov som vanligtvis används för detta ändamål är relativt stor.
Analytisk centrifugering utförs för att mäta eller analysera de fysiska egenskaperna, såsom sedimenteringskoefficienten och molekylmassan för de sedimenterade partiklarna..
Centrifugering baserad på detta mål kan utföras genom att använda olika standardiserade förhållanden; som exempelvis är fallet med en av de analytiska ultracentrifugeringsteknikerna, som gör det möjligt att analysera de molekyler eller partiklar som separeras, även när sedimentering utförs.
I vissa specifika fall kan användning av kvartscentrifugrör krävas. Således tillåter de passage av synligt och ultraviolett ljus, eftersom molekylerna observeras och analyseras med hjälp av ett optiskt system under centrifugeringsprocessen..
Det finns exakt andra klassificeringskriterier beroende på egenskaperna eller förhållandena under vilka centrifugeringsprocessen utförs. Dessa är: differentiell centrifugering, zon- eller bandcentrifugering och isopyknisk eller sedimentationsjämviktscentrifugering..
Denna typ av centrifugering består i att utsätta ett prov för centrifugering, vanligtvis med en vinkelrotor, under en viss tid och hastighet..
Den är baserad på separationen av partiklar genom deras skillnad i sedimentationshastighet, som är direkt relaterad till deras storlek. De som är större och större S, sätter sig vid rörets botten; medan de som är mindre förblir avstängda.
Upphängd separation av fällningen är avgörande för denna typ av centrifugering. Suspenderade partiklar måste dekanteras eller avlägsnas från röret på sådant sätt att sedimentet eller pelleten kan suspenderas i ett annat lösningsmedel för efterföljande rening; det vill säga det centrifugeras igen.
Denna typ av teknik är inte användbar för att separera molekyler. Istället kan den användas för att separera exempelvis cellulära organeller, celler, bland andra partiklar.
Zon- eller bandcentrifugeringen utför separationen av komponenterna i provet baserat på skillnaden mellan S och passerar genom ett medium med en förformad densitetsgradient; som Ficoll eller sackaros, till exempel.
Provet placeras ovanpå provrörets lutning. Därefter centrifugeras den med hög hastighet och separationen sker i olika band anordnade längs mitten (som om det vore ett gelatin med flera lager)..
Partiklarna med ett lägre värde på S förblir i början av mediet, medan de som är större eller har högre S, går mot rörets botten.
Med denna procedur kan komponenterna som finns i de olika sedimentationsbanden separeras. Det är viktigt att kontrollera tiden väl för att undvika att alla molekyler eller partiklar i provet sätter sig i rörets botten.
-Det finns många andra typer av centrifugering, såsom isopyknisk. Detta specialiserar sig på att separera makromolekyler, även om de är av samma typ. DNA passar mycket bra i denna typ av makromolekyler, eftersom det presenterar variationer i sekvenser och kvantitet av dess kvävebaser; och därför sediment vid olika hastigheter.
-Det finns också ultracentrifugering, genom vilken sedimentationsegenskaperna hos biomolekyler studeras, en process som kan övervakas med exempelvis ultraviolett ljus..
Det har varit användbart för att förstå subcellulära strukturer eller organeller. På samma sätt har det möjliggjort framsteg inom molekylärbiologi och i utvecklingen av polymerer..
Det finns otaliga områden i det dagliga livet där olika typer av centrifugering används. De används för hälsovården, bland annat i bioanalytiska laboratorier, inom läkemedelsindustrin. Men dess betydelse kan sammanfattas med två ord: separera och karakterisera.
Inom kemi har olika centrifugeringstekniker varit extremt viktiga av många skäl..
Det gör det möjligt att separera två blandbara molekyler eller partiklar. Hjälper till att avlägsna oönskade föroreningar, ämnen eller partiklar i ett prov; till exempel ett prov där du bara vill bevara proteinerna.
I ett biologiskt prov, såsom blod, kan plasma separeras från den cellulära komponenten genom centrifugering. Detta bidrar till utförandet av olika typer av biokemiska eller immunologiska tester på plasma eller serum, liksom för rutin- eller specialstudier..
Jämn centrifugering gör att olika typer av celler kan separeras. Från ett blodprov kan till exempel röda blodkroppar separeras från leukocyter eller vita blodkroppar, och även från blodplättar.
Samma användbarhet kan erhållas med centrifugering i vilken som helst av de biologiska vätskorna: bland annat urin, cerebrospinalvätska, fostervätska. På detta sätt kan en mängd olika analyser genomföras..
Det har också gjort det möjligt att studera eller analysera egenskaper eller hydrodynamiska egenskaper hos många molekyler; huvudsakligen av komplexa molekyler eller makromolekyler.
Samt många makromolekyler såsom nukleinsyror. Det har till och med gjort det lättare att karakterisera detaljer om undertyperna av samma molekyl, såsom RNA, bland många andra applikationer..
-Tack vare de olika centrifugeringsteknikerna har framsteg gjorts i den exakta kunskapen om komplexa biologiska processer som infektionssjukdomar och metabolism, bland andra..
-Med hjälp av centrifugering har många ultrastrukturella och funktionella aspekter av molekyler och biomolekyler belysts. Bland sådana biomolekyler kan nämnas proteinerna insulin och hemoglobin; och å andra sidan nukleinsyror (DNA och RNA).
-Med stöd av centrifugering har kunskap och förståelse för många av de livsuppehållande processerna expanderat. En av dem är Krebs-cykeln.
Inom samma användningsområde har det påverkat kunskapen om de molekyler som utgör andningskedjan. Att ge ljus till förståelsen av den komplexa processen för oxidativ fosforylering, eller äkta cellulär andning, bland många andra processer.
-Slutligen har det bidragit till studien av olika processer såsom infektionssjukdom, genom att möjliggöra analys av vägen följt av DNA injicerat av en fag (bakterievirus) och de proteiner som värdcellen kan syntetisera.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.