צנטריפוגה במה שהיא מורכבת, סוגים, חשיבות, דוגמאות

ה צנטריפוגה היא טכניקה, שיטה או הליך המפריד באופן מכני או פיזי בין מולקולות או חלקיקים בעלי צפיפויות שונות ואשר נמצאים גם במדיום נוזלי. אבן הפינה שלו היא היישום של כוח צנטריפוגלי, מוחל על ידי צוות שנקרא צנטריפוגלי.

על ידי צנטריפוגה, המרכיבים של מדגם נוזל ניתן להפריד ונותחו. בין מרכיבים אלה הם סוגים שונים של מולקולות או חלקיקים. כמו חלקיקים, שברי תאים שונים מכונים, על האברונים של התאים, אפילו למספר סוגי תאים, בין היתר..

תיאודור סוודגר נחשב לאחד החלוצים העיקריים של המחקר בצנטריפוגה. פרס נובל בשנת 1926, קבע כי מולקולות או חלקיקים עם גדלים משלהם, יש מקדמים שונים של שקיעה S. "S" מגיע מסבדגר, לכבוד עבודותיו.

החלקיקים, אם כן, בעלי שיעורי שקיעה אופייניים. משמעות הדבר היא כי לא כולם מתנהגים באותה דרך תחת פעולה של כוח צנטריפוגלי לידי ביטוי המהפכות לדקה (סל"ד), או כפונקציה של רדיוס הרוטור (כוח צנטריפוגלי יחסית)., ז).

בין הגורמים הקובעים את S ואת המהירות של זה, הם, למשל, את המאפיינים של מולקולות או חלקיקים; המאפיינים של המדיום; הטכניקה או שיטת צנטריפוגה; ואת סוג של צנטריפוגה בשימוש, בין היבטים אחרים.

צנטריפוגה מסווג על פי התועלת של אותו. בהכנה, כאשר מוגבל ההפרדה של מרכיבי המדגם; וכן בניתוח, כאשר הוא גם מבקש לנתח את המולקולה או החלקיק המופרדים. מאידך גיסא, ניתן לסווגו גם על פי תנאי התהליך.

צנטריפוגה מסוגים שונים שלה היה חיוני לקידום הידע המדעי. בשימוש מרכזי מחקר, זה הקל על ההבנה של תהליכים ביוכימיים וביולוגיים מורכבים, בין רבים אחרים.

אינדקס

• 1 מה זה? (תהליך)
  • 1.1 קרן צנטריפוגה
  • 1.2 כוח צנטריפוגלי
• סוגי צנטריפוגות
  • 2.1 סוגי רוטורים
• 3 סוגים של צנטריפוגה
  • 3.1 צנטריפוגה
  • 3.2 צנטריפוגה אנליטית
  • 3.3 צנטריפוגה דיפרנציאלית
  • 3.4 צנטריפוגה אזורית או רצועה
  • 3.5 צנטריפוגה Isopycnic וסוגים אחרים
• 4 יישומים
  • 4.1 חלקיקים נפרדים
  • 4.2 כטכניקה אפיון
• 5 דוגמאות לצנטריפוגה
• 6 הפניות

מהו? (תהליך)

בסיס צנטריפוגה

תהליך צנטריפוגה מבוסס על העובדה כי מולקולות או חלקיקים המרכיבים מדגם בפתרון, יסתובבו בעת סיבוב במכשיר שנקרא צנטריפוגות. זה גורם ההפרדה של חלקיקים מן המדיום שמסביב כאשר משקעים במהירויות שונות.

התהליך מבוסס באופן ספציפי על תיאוריית שקיעה. על פי זה, החלקיקים בעלי צפיפות גבוהה יותר יסתדרו, בעוד שאר החומרים או הרכיבים של המדיום יישארו תלויים.

למה? בגלל המולקולות או חלקיקים יש גדלים משלהם, צורות, מסות, כרכים וצפיפויות. לכן, לא כולם מצליחים לשקוע בצורה זהה, המתרגמת למקדם שקע אחר S; ולכן, בשיעור שקיעה שונה.

מאפיינים אלה הם המאפשרים להפריד את המולקולות או חלקיקים על ידי כוח צנטריפוגלי במהירות צנטריפוגה מסוימת.

הכוח הצנטריפוגלי

כוח צנטריפוגלי יושפע ממספר גורמים שיקבעו שקיעה: אלה הטבועים במולקולות או בחלקיקים; למאפייני הסביבה שבה הם נמצאים; וגורמים הקשורים צנטריפוגות שבו הליך צנטריפוגה מבוצעת.

ביחס למולקולות או לחלקיקים, המסה, הנפח הספציפי וגורם ההנפקה של אותם גורמים הם הגורמים המשפיעים על המשקעים..

בהתייחס לסביבה הסובבת, המסה של הממס הנסיר, צפיפות המדיום, ההתנגדות לקידמה ומקדם החיכוך חשובים.

באשר לצנטריפוגה, הגורמים החשובים ביותר המשפיעים על תהליך שקיעה הם סוג הרוטור, מהירות הזווית, הכוח הצנטריפוגלי, וכתוצאה מכך המהירות הצנטריפוגלית.

סוגי צנטריפוגות

ישנם מספר סוגים של צנטריפוגות שבו המדגם יכול להיות נתון במהירויות צנטריפוגה שונים.

בהתאם המהירות המרבית הם מגיעים, לידי ביטוי האצה צנטריפוגלי (כוח צנטריפוגלי יחסית ז), ניתן לסווג פשוט צנטריפוגות, בעל מהירות מקסימלית של כ -3,000 ז.

בזמן שנקרא צנטריפוגות, טווח מהירות גדול יותר ליד 25,000 גרם יכול להיות מושגת. וגם ב צנטריפוגות, המהירות היא הרבה יותר גדולה, להגיע 100,000 גרם.

על פי קריטריונים אחרים, יש microcentrifuges  או צנטריפוגות שולחן, אשר מיוחד לבצע את תהליך צנטריפוגה בנפח קטן של המדגם, להגיע לטווח של 12,000 עד 15,000 גרם.

יש צנטריפוגות קיבולת גבוהה המאפשרים צנטריפוגה של דגימות גדולות יותר ויותר, כגון ultracentrifuges..

באופן כללי, יש לשלוט במספר גורמים כדי להגן על הרוטור ועל המדגם מפני התחממות יתר. לשם כך, ultracentrifuges נוצרו עם תנאים מיוחדים של ואקום או קירור, בין היתר.

סוגי רוטורים

אחד האלמנטים הקובעים הוא סוג של רוטור, מכשיר מסתובב שבו צינורות ממוקמים. ישנם סוגים שונים של רוטורים. בין אלה העיקריים הם הטיה רוטורים, קבוע רוטורים זווית רוטורים אנכיים.

ב רוטורים הטיה, כאשר הנחת צינורות במכשירים מסוג זה של הרוטור וכאשר מסתובב, צינורות ירכוש הסדר מאונך לציר של סיבוב.

ב רוטורים זווית קבוע, הדגימות יהיה ממוקם בתוך מבנה מוצק; כפי שניתן לראות בתמונה ובצנטריפוגות רבות.

וגם רוטורים אנכיים בכמה ultcentrifuges, צינורות יסתובבו במקביל ציר הסיבוב.

סוגי צנטריפוגה

סוגי צנטריפוגה להשתנות בהתאם לצורך היישום שלה ואת התנאים שבהם התהליך מבוצע. תנאים אלה עשויים להיות שונים בהתאם לסוג המדגם ולאופי של מה שאתה רוצה להפריד ו / או לנתח.

יש קריטריון סיווג ראשון המבוסס על המטרה או המטרה של מימושה: צנטריפוגה מכינה וצנטריפוגה אנליטית.

צנטריפוגה

הוא מקבל שם זה כאשר צנטריפוגה משמש בעיקר לבודד או להפריד מולקולות, חלקיקים, שברי תאים או תאים, לשימוש מאוחר יותר או ניתוח. כמות המדגם המשמשת בדרך כלל למטרה זו גדולה יחסית.

צנטריפוגה אנליטית

צנטריפוגה אנליטית מבוצעת במטרה למדוד או לנתח את התכונות הפיזיות, כגון מקדם שקיעה ואת המסה המולקולרית של החלקיקים sedimented.

צנטריפוגה המבוססת על מטרה זו יכולה להיעשות על ידי יישום תנאים סטנדרטיים שונים; כפי שהוא המקרה, למשל, של אחת הטכניקות של צנטריפוגה אולטרה אנליטית, אשר מאפשר לנתח את המולקולות או חלקיקים מופרדים, גם כאשר המשקע מתרחש.

במקרים מסוימים, השימוש בצינורות צנטריפוגות קוורץ עשוי להידרש. לפיכך, הם מאפשרים מעבר של אור גלוי ואולטרה סגול, שכן במהלך תהליך צנטריפוגה המולקולות הם נצפו ונותחו עם מערכת אופטית.

בדיוק, ישנם קריטריונים סיווג אחרים בהתאם המאפיינים או התנאים שבהם תהליך צנטריפוגה מבוצע. אלה הם: צנטריפוגה ההפרש, צנטריפוגה אזורי או הלהקה ו isopycnic או שיווי משקל משקע צנטריפוגה.

צנטריפוגה דיפרנציאלית

זה סוג של צנטריפוגה מורכב הנושא מדגם לצנטריפוגה, בדרך כלל עם רוטור זוויתי, עבור זמן נחוש ומהיר.

הוא מבוסס על הפרדת חלקיקים על ידי ההבדל שלהם במהירות שקיעה, אשר קשורה ישירות לגדלים שלהם. אלה עם גודל גדול יותר S, משקעים בחלק התחתון של הצינור; בעוד אלו קטנים יותר, יישאר מושעה.

ההפרדה המושהית של המשקע חיונית בסוג זה של צנטריפוגה. את החלקיקים התלויים יש להסיר או להסיר מהצינור, כך גלולה או גלולה יכול להיות מושעה בתוך ממס אחר לטיהור נוסף; כלומר, הוא centrifuged שוב.

טכניקה זו אינה יעילה להפרדת מולקולות. במקום זאת, ניתן להשתמש בו כדי לבצע את ההפרדה של, למשל, אברונים התא, מן התאים, בין חלקיקים אחרים.

צנטריפוגה אזורית או הלהקה

צנטריפוגה אזורי או הלהקה מבצעת את הפרדת מרכיבי המדגם על סמך ההפרש של S כאשר חוצה מדיום עם שיפוע צפיפות preformed; כמו Ficoll, או סוכרוז, למשל.

המדגם ממוקם על גבי שיפוע של המבחנה. לאחר מכן, הוא ממשיך לצנטריפוגה במהירות גבוהה ההפרדה מתרחשת להקות שונות מסודרים לאורך המדיום (כאילו היה ג'לטין עם שכבות מרובות).

חלקיקים בעלי ערך נמוך יותר של S נמצאים בתחילת המדיום, בעוד שאלו גדולים יותר או בעלי S גבוה יותר מכוונים לתחתית הצינור.

בהליך זה, ניתן להפריד בין הרכיבים המופיעים ברצועות ההרכבה השונות. חשוב לשלוט זמן טוב כדי למנוע את כל המולקולות או חלקיקים במדגם להתיישב על החלק התחתון של הצינור.

צנטריפוגה Isopycnic וסוגים אחרים

-ישנם סוגים רבים אחרים של צנטריפוגה, כגון isopycnic. זה מתמחה הפרדת מקרומולקולות, גם אם הם מאותו סוג. דנ"א מתאים היטב בסוג זה של מקרומולקולות, שכן הוא מציג וריאציות ברצפים ובכמות של בסיסים חנקניים שלה; ולכן משקעים במהירויות שונות.

-יש גם צנטריפוגה, שבאמצעותה נבדקים מאפייני המשקעים של ביומולקולות, תהליך שניתן לפקח עליו באמצעות אור אולטרה-סגול, למשל.

זה היה שימושי בידע של מבנים תת-תאיים, או אברונים. זה גם מותר התקדמות ביולוגיה מולקולרית ופיתוח של פולימרים.

יישומים

ישנם אינספור תחומים של עבודה יומיומית שבה סוגים שונים של צנטריפוגה משמשים. הם משרתים את שירות הבריאות, במעבדות ביואנליטי, בתעשייה הפרמצבטית, בין תחומים אחרים. עם זאת, חשיבותו ניתן לסכם בשתי מילים: להפריד ולאפיין. 

מפריד בין חלקיקים

בכימיה, טכניקות צנטריפוגה שונות כבר חשוב מאוד מסיבות רבות.

זה מאפשר להפריד בין שתי מולקולות או חלקיקים miscible. מסייע במניעת זיהומים, חומרים או חלקיקים לא רצויים במדגם; לדוגמה, מדגם שבו רק חלבונים הרצוי להיות משומר.

במדגם ביולוגי, כגון דם, ניתן להפריד את הפלסמה מהמרכיב הסלולרי באמצעות צנטריפוגה. זה תורם למימוש סוגים שונים של בדיקות ביוכימיות או אימונולוגיות בפלסמה או בסרום, כמו גם עבור מחקרים שגרתיים או מיוחדים.

אפילו צנטריפוגה מאפשר להפריד בין סוגי תאים שונים. מדגימת דם, למשל, ניתן להפריד בין תאי הדם האדומים לבין לויקוציטים או תאי דם לבנים, וגם מטסיות דם.

אותו כלי עזר ניתן להשיג עם צנטריפוגה בכל הנוזלים הביולוגיים: שתן, נוזל מוחי, נוזל מי השפיר, בקרב רבים אחרים. בדרך זו מגוון רחב של ניתוח יכול להתבצע.

כטכניקה אפיון

היא גם אפשרה ללמוד או לנתח את המאפיינים או תכונות הידרודינמיות של מולקולות רבות; בעיקר של מולקולות מורכבות או מקרומולקולות.

כמו גם מקרומולקולות רבות כגון חומצות גרעין. זה אפילו הקל על אפיון הפרטים של subtypes של אותה מולקולה כמו RNA, בין יישומים רבים אחרים.

דוגמאות לצנטריפוגה

-הודות לטכניקות הצנטריפוגה השונות, נעשו התקדמות בידע המדויק של תהליכים ביולוגיים מורכבים כגון זיהומיות ומטבוליזם, בין היתר..

-באמצעות צנטריפוגה, היבטים ultrastructural רבים תפקודית של מולקולות ביומולקולות כבר הבהיר. בין ביומולקולות כאלה, ניתן להזכיר את האינסולין והמוגלובין של חלבונים; ומצד שני, חומצות גרעין (DNA ו- RNA).

-עם תמיכה של צנטריפוגה הרחיבה את הידע וההבנה של רבים של תהליכים לקיים את החיים. אחד מהם הוא מחזור קרבס.

בתחום זה של שימוש, השפיע על הידע של המולקולות המרכיבות את שרשרת הנשימה. לפיכך, מתן אור להבנה של תהליך מורכב של זרחון חמצוני, או נשימה תאית אמיתית, בין תהליכים רבים אחרים.

-לבסוף, הוא תרם לחקר של תהליכים שונים כגון זיהומיות, על ידי מתן אפשרות לנתח את המסלול ואחריו ה- DNA מוזרק על ידי phage (וירוס בקטריאלי) ואת החלבונים כי התא המארח יכול לסנתז..

הפניות

1. פאול קומאר (s.f.). צנטריפוגה: מבוא, סוגי, שימושים ופרטים נוספים (עם דיאגרמה). נלקח מ: biologydiscussion.com
2. פרק 3 צנטריפוגה. [PDF] מקור: phys.sinica.edu.tw
3. יסודות ביוכימיה וביולוגיה מולקולרית יישומית. (תואר בביולוגיה) נושא 2: צנטריפוגה. [PDF] נלקח מ: ehu.eus
4. מתיוס, ק 'ואן הולדה, ק. (1998). ביוכימיה, מהדורה שנייה. מקגרו-היל אינטרמריקנה.
5. ויקיפדיה. (2018). צנטריפוגה מתוך: en.wikipedia.org