Centrifugasi dalam apa ia terdiri, jenis, kepentingan, contoh



The sentrifugasi adalah teknik, kaedah atau prosedur yang secara fizikal atau fizikal memisahkan molekul atau zarah dengan kepadatan yang berlainan dan juga terdapat dalam medium cair. Batu asasnya ialah penggunaan daya empar, yang digunakan oleh satu pasukan yang dipanggil emparan.

Dengan sentrifugasi, komponen sampel cecair boleh dipisahkan dan dianalisis. Antara komponen ini ialah kelas molekul atau zarah yang berlainan. Sebagai zarah, serpihan sel yang berbeza dirujuk, ke organel sel, bahkan kepada beberapa jenis sel, antara lain..

Theodor Svedger dianggap sebagai perintis utama penyelidikan dalam sentrifugasi. Hadiah Nobel pada tahun 1926, menentukan bahawa molekul atau zarah dengan saiz mereka sendiri, mempunyai pekali yang berbeza dari pemendapan S. "S" berasal dari Svedger, untuk menghormati karya-karyanya.

Oleh itu, zarah-zarah tersebut mempunyai kadar sedimentasi ciri. Ini bermakna tidak semua berkelakuan dengan cara yang sama di bawah tindakan daya empar yang dinyatakan dalam revolusi seminit (rpm), atau sebagai fungsi jejari rotor (daya sentrifugal relatif)., g).

Antara faktor yang menentukan S dan kelajuannya, misalnya ciri-ciri molekul atau zarah; sifat-sifat medium; teknik atau kaedah sentrifugasi; dan jenis centrifuge yang digunakan, antara aspek lain.

Sentrifugasi dikelaskan mengikut utiliti yang sama. Dalam persediaan, apabila terhad kepada pemisahan komponen sampel; dan dalam analisis, apabila ia juga bertujuan untuk menganalisis molekul atau zarah yang dipisahkan. Sebaliknya, ia juga boleh dikelaskan mengikut syarat-syarat proses.

Centrifugasi dalam pelbagai jenisnya adalah penting untuk kemajuan pengetahuan saintifik. Digunakan di pusat-pusat penyelidikan, ia telah memudahkan pemahaman proses biokimia dan biologi yang kompleks, antara yang lain.

Indeks

  • 1 Apa itu? (proses)
    • 1.1 Yayasan sentrifugasi
    • 1.2 Daya emparan
  • 2 Jenis sentrifugal
    • 2.1 Jenis rotor
  • 3 Jenis sentrifugasi
    • 3.1 Pusat penyebaran preparatif
    • 3.2 Pemecahan analitik
    • 3.3 Pementrinan berlainan
    • 3.4 Zon atau jalur sentrifugasi
    • 3.5 Isopycnic centrifugation dan jenis lain
  • 4 Aplikasi
    • 4.1 zarah berasingan
    • 4.2 Sebagai teknik pencirian
  • 5 Contoh sentrifugasi
  • 6 Rujukan

Apa itu terdiri daripada? (proses)

Asas emparan

Proses sentrifugasi didasarkan pada fakta bahawa molekul atau zarah yang membentuk sampel dalam larutan, akan berputar apabila berputar dalam peranti yang disebut centrifuge. Ini menyebabkan pemisahan zarah dari medium sekeliling apabila meredam pada kelajuan yang berbeza.

Proses ini berdasarkan pada teori pemendapan. Mengikut ini, zarah-zarah yang mempunyai ketumpatan yang lebih besar akan dipertahankan, sementara yang lain daripada bahan atau komponen medium akan tetap digantung.

Mengapa? Kerana molekul atau zarah mempunyai saiz, bentuk, jisim, jumlah dan kepadatannya sendiri. Oleh itu, tidak semua mereka mengendalikan sedimen dengan cara yang sama, yang diterjemahkan ke dalam pekali pemendapan yang berbeza S; dan oleh itu, pada kadar pemendapan yang berlainan.

Ciri-ciri ini adalah apa yang membolehkan untuk memisahkan molekul atau zarah dengan daya sentrifugal pada kelajuan sentrifugasi tertentu.

Daya emparan

Daya sentrifugal akan dipengaruhi oleh beberapa faktor yang akan menentukan pemendapan: yang wujud untuk molekul atau zarah; kepada ciri-ciri alam sekitar di mana mereka dijumpai; dan faktor-faktor yang berkaitan dengan sentrifugal di mana prosedur sentrifugasi dilakukan.

Berhubung dengan molekul atau zarah, jisim, jumlah tertentu, dan faktor pengapungan yang sama adalah faktor yang mempengaruhi pemendapan..

Mengenai persekitaran sekitar, jisim pelarut yang dipindahkan, ketumpatan medium, rintangan kepada pendahuluan dan pekali geseran adalah penting.

Bagi centrifuge itu, faktor terpenting yang mempengaruhi proses pemendapan ialah jenis pemutar, halaju sudut, daya sentrifugal dan, akibatnya, halaju sentrifugal.

Jenis sentrifugal

Terdapat beberapa jenis sentrifugal yang mana sampel boleh dikenakan kelajuan sentrifugasi yang berbeza.

Bergantung kepada kelajuan maksimum yang mereka jangkau, dinyatakan dalam pecutan empar (Daya sentrifugal relatif g), boleh diklasifikasikan sebagai sentrifugal, mempunyai kelajuan maksimum kira-kira 3,000 g.

Walaupun dalam apa yang dipanggil supercentrifuges, Jangka kelajuan yang lebih tinggi berhampiran 25,000 g boleh dicapai. Dan dalam ultracentrifuges, kelajuannya lebih besar, mencapai 100,000 g.

Menurut kriteria lain, ada microcentrifuges  atau centrifuge meja, yang khas untuk melaksanakan proses sentrifugasi pada sampel kecil, mencapai 12,000 hingga 15,000 g.

Terdapat sentrifugal berkapasiti tinggi yang membolehkan sentrifugasi sampel yang lebih besar dan lebih laju, seperti ultracentrifuges..

Secara umum, beberapa faktor mesti dikawal untuk melindungi pemutar dan sampel daripada terlalu panas. Untuk ini, ultracentrifuges telah dicipta dengan keadaan khas vakum atau penyejukan, antara lain.

Jenis rotor

Salah satu elemen yang menentukan ialah jenis pemutar, peranti yang berputar dan di mana tiang diletakkan. Terdapat pelbagai jenis rotor. Antara yang utama ialah memotong rotor, rotor sudut tetap dan rotor menegak.

Dalam rotor tilam, apabila meletakkan tiub dalam peranti jenis pemutar ini dan apabila beralih, tiub akan memperoleh susunan berserenjang dengan paksi putaran.

Dalam rotor sudut tetap, sampel akan berada di dalam struktur padat; seperti yang dilihat dalam imej dan dalam banyak sentrifugal.

Dan dalam rotor tegak dalam beberapa ultracentrifuges, tiub akan berputar selari dengan paksi putaran.

Jenis sentrifugasi

Jenis sentrifugasi berbeza-beza mengikut tujuan permohonannya dan syarat-syarat di mana proses itu dijalankan. Keadaan ini mungkin berbeza bergantung pada jenis sampel dan sifat dari apa yang anda mahu untuk memisahkan dan / atau menganalisis.

Terdapat kriteria pengkelasan yang pertama berdasarkan objektif atau tujuan kesedarannya: sentrifugasi preparatif dan sentrifugasi analitik.

Centrifugation preparatif

Ia menerima nama ini apabila sentrifugasi digunakan terutamanya untuk mengasingkan atau memisahkan molekul, zarah, serpihan sel atau sel, untuk digunakan atau analisis kemudian. Jumlah sampel yang biasanya digunakan untuk tujuan ini agak besar.

Centrifugation analitik

Sentrifugasi analitik dilakukan dengan tujuan mengukur atau menganalisis sifat-sifat fizikal, seperti pekali sedimentasi dan jisim molekul zarah sedimen.

Centrifugation berdasarkan objektif ini boleh dilakukan dengan menggunakan syarat-syarat standard yang berbeza; seperti mana contohnya, salah satu daripada teknik analitik ultra sentrifugasi, yang membolehkan menganalisis molekul atau zarah yang dipisahkan, walaupun pemendapan berlaku.

Dalam beberapa kes tertentu, penggunaan tiang centrifuge kuarza mungkin diperlukan. Oleh itu, mereka membenarkan laluan cahaya yang kelihatan dan ultraviolet, kerana semasa proses sentrifugasi molekul diperhatikan dan dianalisis dengan sistem optik.

Tepatnya, terdapat kriteria pengelasan lain bergantung pada ciri atau kondisi di mana proses sentrifugasi dijalankan. Ini adalah: sentrifugasi pembezaan, sentrifugasi zon atau band dan isopycnic atau sentrifugasi pemendapan keseimbangan.

Sentrifugasi berbeza

Ini jenis sentrifugasi terdiri dalam menundukkan sampel untuk sentrifugasi, umumnya dengan pemutar sudut, untuk masa dan kelajuan yang ditentukan.

Ia berdasarkan pemisahan zarah dengan perbezaannya dalam halaju pemendapan, yang secara langsung berkaitan dengan saiznya. Mereka yang mempunyai saiz yang lebih besar dan lebih besar S, sedimen di bahagian bawah tiub; manakala yang lebih kecil, akan tetap digantung.

Pengasingan pendapan yang digantung adalah penting dalam sentrifugasi jenis ini. Zarah-zarah yang digantung mesti disehatkan atau dikeluarkan dari tiub, supaya pelet atau pelet boleh digantung dalam pelarut lain untuk pembersihan selanjutnya; iaitu, ia disentrifugasi lagi.

Teknik jenis ini tidak berguna untuk memisahkan molekul. Sebaliknya, ia boleh digunakan untuk melakukan pemisahan, sebagai contoh, organ-organ sel, dari sel-sel, di antara zarah-zarah lain.

Sentrifugasi Zonal atau band

Centrifugation Zonal atau band melakukan pemisahan komponen sampel berdasarkan perbezaan S apabila melintasi medium dengan kecerunan ketumpatan preformed; Sebagai contoh, Ficoll, atau sukrosa.

Sampel diletakkan di atas kecerunan tiub ujian. Seterusnya, ia berterusan untuk sentrifuge pada kelajuan tinggi dan pemisahan berlaku dalam pelbagai band yang diatur di sepanjang medium (seolah-olah ia adalah gelatin dengan pelbagai lapisan).

Zarah dengan nilai yang lebih rendah S adalah pada awal medium, manakala yang lebih besar atau mempunyai S yang lebih tinggi diarahkan ke bahagian bawah tiub.

Dengan prosedur ini, komponen-komponen yang terdapat di dalam kumpulan pemendapan yang berbeza boleh dipisahkan. Adalah penting untuk mengawal masa yang baik untuk mengelakkan semua molekul atau zarah dalam sampel daripada menetap di bahagian bawah tiub.

Isopycnic centrifugation dan jenis lain

-Terdapat banyak jenis sentrifugasi lain, seperti isopycnic. Ini mengkhususkan diri dalam memisahkan makromolekul, walaupun mereka mempunyai jenis yang sama. DNA sangat sesuai dengan jenis makromolekul ini, kerana ia menyajikan variasi dalam urutan dan kuantiti asas nitrogennya; dan dengan itu, sedimen pada kelajuan yang berbeza.

-Terdapat juga ultrasentrifugation, di mana ciri pemendapan biomolekul dikaji, satu proses yang boleh dipantau dengan cara cahaya ultraviolet, sebagai contoh.

Ia berguna dalam pengetahuan struktur subselular, atau organel. Ia juga telah membolehkan kemajuan dalam biologi molekul dan pembangunan polimer.

Permohonan

Terdapat banyak kerja harian yang digunakan di mana pelbagai jenis emparan digunakan. Mereka berkhidmat untuk perkhidmatan kesihatan, dalam makmal bioanalisis, dalam industri farmaseutikal, antara lain. Walau bagaimanapun, kepentingannya boleh disimpulkan dalam dua perkataan: berasingan dan mencirikan. 

Mengasingkan zarah

Dalam kimia, teknik sentrifugasi yang berbeza telah sangat penting kerana pelbagai sebab.

Ia membolehkan untuk memisahkan dua molekul atau zarah larut. Membantu menghapuskan kekotoran, bahan atau zarah yang tidak dikehendaki dalam sampel; contohnya, sampel di mana hanya protein yang dikehendaki dipelihara.

Dalam sampel biologi, seperti darah, plasma boleh dipisahkan dari komponen selular dengan sentrifugasi. Ini menyumbang kepada pencapaian pelbagai jenis ujian biokimia atau imunologi dalam plasma atau serum, serta untuk kajian rutin atau khas.

Malah sentrifugasi membolehkan untuk memisahkan jenis sel yang berlainan. Dari sampel darah, contohnya, sel darah merah boleh dipisahkan dari leukosit atau sel darah putih, dan juga dari platelet.

Utiliti yang sama boleh didapati dengan sentrifugasi dalam mana-mana cecair biologi: air kencing, cecair serebrospinal, cecair amniotik, antara lain. Dengan cara ini pelbagai analisis boleh dilakukan.

Sebagai teknik pencirian

Ia juga membenarkan kajian atau analisis ciri-ciri atau sifat hidrodinamik bagi banyak molekul; terutamanya daripada molekul kompleks atau makromolekul.

Seperti banyak makromolekul seperti asid nukleik. Ia juga memudahkan pencirian butiran subtipe molekul yang sama seperti RNA, di antara banyak aplikasi lain.

Contoh sentrifugasi

-Terima kasih kepada teknik sentrifugasi yang berbeza, kemajuan telah dibuat dalam pengetahuan sebenar proses biologi yang kompleks seperti menular dan metabolisme, antara lain..

-Melalui sentrifugasi, banyak aspek ultrastruktur dan fungsi molekul dan biomolekul telah dijelaskan. Antara biomolekul tersebut, insulin protein dan hemoglobin boleh disebutkan; dan sebaliknya, asid nukleik (DNA dan RNA).

-Dengan sokongan sentrifugasi telah mengembangkan pengetahuan dan pemahaman tentang banyak proses yang memelihara kehidupan. Salah satunya adalah kitaran Krebs.

Dalam bidang penggunaan yang sama, telah mempengaruhi pengetahuan molekul yang membentuk rantaian pernafasan. Oleh itu, memberi terang kepada pemahaman proses kompleks fosforilasi oksidatif, atau pernafasan sel benar, di antara banyak proses lain.

-Akhirnya, ia telah menyumbang kepada kajian pelbagai proses seperti berjangkit, dengan membenarkan menganalisis laluan diikuti oleh DNA yang disuntik oleh phage (virus bakteria) dan protein yang dapat disintesis oleh sel tuan rumah..

Rujukan

  1. Parul Kumar (s.f.). Centrifuge: Pengenalan, Jenis, Kegunaan dan Butiran Lain (Dengan Diagram). Diambil dari: biologydiscussion.com
  2. Bab 3 Centrifugation. [PDF] Diperolehi daripada: phys.sinica.edu.tw
  3. Asas Biokimia dan Biologi Molekul Terapan. (Ijazah dalam Biologi) Topik 2: sentrifugasi. [PDF] Diambil dari: ehu.eus
  4. Mathews, C. K. dan Van Holde, K. E. (1998). Biokimia, edisi ke-2. McGraw-Hill Interamericana.
  5. Wikipedia. (2018). Centrifugation Diambil dari: en.wikipedia.org