Hva er sentrifugering? Hva brukes metoden til? Begrepet "sentrifugering" betyr separering av flytende eller faste partikler av et stoff i forskjellige fraksjoner ved bruk av sentrifugalkrefter. Denne separasjonen av stoffer utføres ved bruk av spesielle apparater - sentrifuger. Hva er prinsippet for metoden?
sentrifugeringsprinsipp
La oss vurdere definisjonen mer detaljert. Sentrifugering er påvirkningen på stoffer ved ultra-høyhastighets rotasjon i et spesialisert apparat. Hoveddelen av enhver sentrifuge er rotoren, som inneholder spor for montering av reagensrør med materiale som skal separeres i separate fraksjoner. Under rotasjonen av rotoren ved høye hastigheter spiller sentrifugalkraften inn. Stoffer som plasseres i reagensrør deles i forskjellige stoffer i henhold til tetthetsnivået. For eksempel separerer sentrifugering av grunnvannsprøver væsken og feller ut de faste stoffene den inneholder.
Forfattermetode
For første gang ble det kjent hva sentrifugering er, etter eksperimentene utført av forskeren A. F. Lebedev. Metoden ble utviklet av en forsker for å bestemme sammensetningen av jordvann. Tidligere ble flytende sedimentering etterfulgt av separering av faste prøver fra den brukt til dette formålet. Utviklingen av sentrifugeringsmetoden gjorde det mulig å takle denne oppgaven mye raskere. Takket være denne separasjonen ble det mulig å trekke ut den faste fraksjonen av stoffer fra væsken i tørr form i løpet av få minutter.
Trinn for sentrifugering
Differensiell sentrifugering begynner med bunnfelling av stoffer som skal undersøkes. Slik bearbeiding av materialet foregår i sedimenteringstanker. Under bunnfelling separeres materiepartikler under påvirkning av tyngdekraften. Dette gjør at stoffer kan forberedes for bedre separasjon ved bruk av sentrifugalkrefter.
Videre filtreres stoffene i reagensglassene. På dette stadiet brukes de såk alte perforerte tromlene, som er designet for å skille flytende partikler fra faste. I løpet av de presenterte aktivitetene forblir alt sedimentet på veggene til sentrifugen.
metodefordeler
Sammenlignet med andre metoder for å separere enkeltstoffer, som filtrering eller sedimentering, gjør sentrifugering det mulig å få et bunnfall med et minimum fuktighetsinnhold. Bruken av denne separasjonsmetoden gjør det mulig å separere fint dispergerte suspensjoner. Resultatet eroppnå partikler med en størrelse på 5-10 mikron. En annen viktig fordel med sentrifugering er muligheten for implementering ved bruk av utstyr med små volumer og dimensjoner. Den eneste ulempen med metoden er det høye energiforbruket til enheter.
Sentrifugering i biologi
I biologi brukes separering av stoffer i separate stoffer når det er nødvendig å forberede preparater for undersøkelse i mikroskop. Sentrifugering her utføres på komplekse enheter - cytorotorer. Slike enheter, i tillegg til spor for reagensrør, er utstyrt med prøveholdere, alle slags glassplater med kompleks design. Kvaliteten på de oppnådde materialene og følgelig mengden nyttig informasjon som kan hentes fra resultatene av analysen, avhenger direkte av sentrifugens design når det utføres forskning i biologi.
Sentrifugering i oljeraffineringsindustrien
Sentrifugeringsmetoden er uunnværlig i oljeproduksjon. Det finnes hydrokarbonfossiler som vann ikke frigjøres fullstendig fra under destillasjon. Sentrifugering gjør det mulig å fjerne overflødig væske fra sammensetningen av oljen, noe som øker kvaliteten. I dette tilfellet blir oljen oppløst i benzen, deretter varmet opp til 60 oC, og deretter utsatt for sentrifugalkraft. Mål til slutt mengden av gjenværende vann i stoffet og gjenta prosedyren om nødvendig.
Blodsentrifugering
Denne metoden er mye brukt for medisinskmål. I medisin lar den deg løse følgende antall problemer:
- Få rensede blodprøver for plasmaferese. For disse formål separeres blodceller fra plasmaet i en sentrifuge. Operasjonen gjør det mulig å kvitte seg med virus, overflødige antistoffer, sykdomsfremkallende bakterier, giftstoffer.
- Forbereder blod for en donortransfusjon. Etter at kroppsvæsken er separert i separate fraksjoner ved sentrifugering, føres blodcellene tilbake til giveren, og plasmaet brukes til transfusjon eller fryses for senere bruk.
- Isolering av blodplatemasse. Stoffet er hentet fra blodplasma beriket med blodplater. Den resulterende massen brukes i kirurgiske og hematologiske avdelinger av medisinske institusjoner, i akuttbehandling, operasjonsrom. Bruk av blodplatemasse i medisin gjør det mulig å forbedre blodpropp hos ofre.
- Syntese av erytrocyttmasse. Sentrifugering av blodceller skjer ved delikat separasjon av fraksjonene i henhold til en spesiell teknikk. Den ferdige massen, rik på erytrocytter, brukes til transfusjon ved blodtap, operasjoner. Erytrocyttmasse brukes ofte til å behandle anemi og andre systemiske blodsykdommer.
I moderne medisinsk praksis brukes mange enheter av en ny generasjon, som gjør det mulig å akselerere en roterende trommel til en viss hastighet og stoppe den i et bestemt øyeblikk. Dette lar deg separere blod mer nøyaktig i røde blodceller, blodplater, plasma, serum ogblodpropper. Andre kroppsvæsker undersøkes på lignende måte, spesielt separeres stoffer i sammensetningen av urin.
sentrifuger: hovedtyper
Vi fant ut hva sentrifugering er. La oss nå finne ut hvilke enheter som brukes til å implementere metoden. Sentrifuger er enten lukkede eller åpne, med en mekanisk eller manuell drift. Den viktigste arbeidsdelen av manuelle åpne enheter er en roterende akse plassert vertik alt. I den øvre delen er en stang vinkelrett festet, hvor bevegelige metallhylser er plassert. De inneholder spesielle reagensrør, innsnevret i bunnen. Bomull er plassert i bunnen av ermene, noe som gjør det mulig å unngå skade på glassreagensrøret i kontakt med metall. Deretter settes apparatet i bevegelse. Etter en tid separeres væsken fra de suspenderte faststoffene. Etter det stoppes den manuelle sentrifugen. Et tett, fast bunnfall konsentreres i bunnen av reagensrørene. Over den er den flytende delen av stoffet.
Mekaniske sentrifuger av lukket type har et stort antall hylser for å romme reagensrør. Slike enheter er mer praktiske enn manuelle. Rotorene deres drives av kraftige elektriske motorer og er i stand til å akselerere opptil 3000 rpm. Dette gjør det mulig å gjennomføre bedre separering av flytende stoffer fra faste stoffer.
Funksjoner ved klargjøring av rør under sentrifugering
Rør som brukes tilsentrifugering, må fylles med testmateriale med identisk masse. Derfor brukes spesielle høypresisjonsvekter for målinger her. Når det kreves balansering av flere rør i en sentrifuge, brukes følgende teknikk. Etter å ha veid et par glassbeholdere og oppnådd samme masse, står en av dem igjen som standard. Påfølgende rør ekvilibreres med denne prøven før de plasseres i apparatet. Denne teknikken fremskynder arbeidet betydelig hvis det er nødvendig å klargjøre en hel serie med rør for sentrifugering.
Det er verdt å merke seg at det aldri legges for mye teststoff i reagensglass. Glassbeholdere fylles på en slik måte at avstanden til kanten er minst 10 mm. Ellers vil stoffet renne ut av reagensrøret under påvirkning av sentrifugalkraft.
Supersentrifuger
For å skille komponentene i ekstremt fine suspensjoner er det ikke nok med konvensjonelle manuelle eller mekaniske sentrifuger. I dette tilfellet er det nødvendig med en mer imponerende effekt på stoffer fra sentrifugalkrefter. Supersentrifuger brukes i implementeringen av slike prosesser.
Enhetene i den presenterte planen er utstyrt med en blindtrommel i form av et rør med liten diameter - ikke mer enn 240 mm. Lengden på en slik trommel overskrider betydelig tverrsnittet, noe som gjør det mulig å øke antall omdreininger betydelig og skape en kraftig sentrifugalkraft.
I supersentrifugen kommer teststoffet inn i trommelen, beveger seg langs røret og treffer spesielle reflektorer som kastes bortmateriale på veggene til enheten. Det finnes også kamre designet for separat uttak av lette og tunge væsker.
Supersentrifuge-fordeler inkluderer:
- absolutt stramhet;
- høyeste separasjonsrate;
- kompakt størrelse;
- mulighet for å separere stoffer på molekylært nivå.
avslutningsvis
Så vi fant ut hva sentrifugering er. For tiden finner metoden sin anvendelse når det er nødvendig å isolere sedimenter av løsninger, rense væsker og separere komponenter av biologisk aktive og kjemiske stoffer. Ultrasentrifuger brukes til å skille stoffer på molekylært nivå. Sentrifugeringsmetoden brukes aktivt i kjemisk industri, olje, kjernefysisk industri, næringsmiddelindustri, så vel som i medisin.
