Центрифугирование как метод исследования

1.

Центрифугирование
как метод
исследования

2.

Центрифугирование - это механический процесс,
Центрифугирование
который включает использование центробежной
силы для отделения частиц от раствора в
соответствии с их размером, формой, плотностью,
средней вязкостью и частотой вращения ротора.
Более плотные компоненты смеси мигрируют от
оси центрифуги, в то время как менее плотные
компоненты смеси мигрируют к оси. Химики и
биологи могут увеличить
эффективную гравитационную силу пробирки,
чтобы осадок (осадок) быстро и полностью
переместился на дно пробирки.

3.

Кто
создатель
идеи
А. Ф. Лебедев стал первым специалистом,
который представил миру
центрифугирование, ученый разработал
прием для проверок состава воды,
находящейся в грунте. До этого момента
говорить о тщательной работе было нельзя,
ведь жидкость просто отстаивали для того,
чтобы отделить твердые частицы. Со
специальным оборудованием достигать
поставленных задач получилось быстрее,
ведь процесс оказался очень действенным.
Для произведения проверок нужно
несколько минут, сепарация привлекла
внимание многих специалистов из разных
отраслей.

4.

Основные этапы
Исследуемое вещество отстаивается перед
центрифугированием, для этого существуют
аппараты, направленные на достижение
именно этой цели, зачастую их называют
отстойники. Под действием гравитации все
частицы постепенно разделяются, что
позволяет провести максимально
качественную сепарацию с применением
центробежных сил. Для отделения жидких и
твердых составляющих нужна фильтрация,
которая достигается с помощью
перфорированных барабанов. По
завершении всех этапов на стенках
центрифуги можно обнаружить осадок, его
исследуют, проводят всевозможные опыты, в
зависимости от целей и задач.

5.

Важные преимущества
процесса
Беря во внимание существующие методы, которые
направлены на похожие работы с жидкостями,
центрифугирование предоставляет конечный материал с
минимальным наличием влажности, что довольно облегчает
исследование. У человечества появилась возможность
разделять тонкодисперсные суспензии, а все благодаря
методу сепарации. Частицы для дальнейших трудов
получаются в 5-10 мкм, чтобы достигнуть результата, можно
использовать аппараты с небольшими габаритами, объемы
также будут разными. Из минусов стоит отметить высокую
энергоемкость оборудования, приборы потребуют
специально продуманного монтажа.

6.

Виды
центрифуг
Микроцентрифуги - это специально разработанные
настольные модели с легкими роторами небольшого
объема, способными очень быстро разгоняться до
приблизительно 17 000 об / мин. Это легкие устройства,
которые в основном используются для
кратковременного центрифугирования образцов
объемом примерно 0,2–2,0 мл. Однако из-за своего
небольшого размера они легко транспортируются и
при необходимости могут работать в холодном
помещении. Они могут быть охлаждены или нет.
Микроцентрифуга обычно используется в
исследовательских лабораториях, где небольшие
образцы биологических молекул, клетки, или
же ядра должны подвергаться высокой RCF в течение
относительно коротких интервалов времени.
Микроцентрифуги, предназначенные для работы на
высоких скоростях, могут достигать 35000 об / мин,
давая относительную скорость вращения до 30000 × g, и
называются высокоскоростными микроцентрифугами.

7.

Виды
центрифуг
Низкоскоростные центрифуги используются для
сбора химических осадков, неповрежденных
клеток (животных, растений и некоторых
микроорганизмов), ядер, хлоропластов,
крупных митохондрий и более крупных
фрагментов плазматической мембраны. В этих
центрифугах также используются градиенты
плотности для очистки клеток. Роторы с
качающимся ковшом, как правило,
используются очень широко из-за огромной
гибкости размера образца за счет
использования адаптеров. Эти машины имеют
максимальную скорость вращения ротора
менее 10 000 об / мин и варьируются от
небольших настольных до больших напольных
центрифуг.

8.

Виды
центрифуг
Высокоскоростные центрифуги обычно
используются для сбора
микроорганизмов, вирусы, митохондрии, лизосомы,
пероксисомы и интактные трубчатые мембраны
Гольджи. Большинство простых задач по
гранулированию выполняется с помощью роторов с
фиксированным углом. Некоторая работа с
градиентом плотности для очистки клеток и органелл
может быть выполнена в роторах с качающимся
ковшом или в случае Перколл градиенты в роторах с
фиксированным углом. Высокоскоростные или
сверхскоростные центрифуги могут обрабатывать
большие объемы проб, от нескольких десятков
миллилитров до нескольких литров. Кроме того,
более крупные центрифуги также могут достигать
более высоких угловых скоростей (около 30 000 об /
мин). Роторы могут поставляться с разными
адаптерами для размещения различных
размеров пробирки, бутылки
или микротитрационные планшеты.

9.

Область
применения
Центрифугу можно использовать для выделения
небольших количеств твердых веществ, оставшихся в
суспензии, из жидкостей, например, при отделении
порошка В биологических исследованиях его можно
использовать для очистки клеток млекопитающих,
фракционирования субклеточных органелл,
фракционирования мембранных пузырьков,
фракционирования макромолекул и
макромолекулярных комплексов и т.д.
Центрифугирование используется многими
различными способами в пищевой
промышленности. Например, в молочной
промышленности оно обычно используется при
осветлении и снятии молока, извлечении сливок,
производстве и извлечении казеина, производстве сыра,
удалении бактериальных загрязнений и т.д. Этот метод
обработки также используется в производстве напитков,
соков, кофе, чая, пива, вина, соевого молока,
переработки / восстановления масла и жира, какаомасла, производства сахара и т. Д. Он также
используется для осветления и стабилизации вина.

10.

Область
применения
В судебно-медицинских и исследовательских
лабораториях его можно использовать для
разделения компонентов мочи и крови. Оно также
способствует разделению белков с использованием
таких методов очистки, как высаливание, например,
осаждение сульфатом
аммония. Центрифугирование также является
важным методом обработки отходов, являясь одним
из наиболее распространенных процессов,
используемых для обезвоживания осадка. Этот
процесс также играет роль в циклонном
разделении, когда частицы отделяются от воздушного
потока без использования фильтров. В циклонном
коллекторе воздух движется по спирали. Частицы
с высокой инерцией отделяются центробежной
силой, в то время как более мелкие частицы
продолжают движение вместе с воздушным
потоком.

11.

Центрифуги также использовались в небольшой
Область
применения
степени для выделения соединений легче воды,
таких как масло. В таких ситуациях сброс воды
получается на противоположном выходе, из
которого твердые вещества с удельным весом,
превышающим единицу, являются целевыми
веществами для разделения.

12.

Заключение
Сегодня центрифуги обычно используются в
самых разных областях, начиная от
крупномасштабных коммерческих
применений и заканчивая научными
исследованиями лабораторного
масштаба. Количество конструкций и
конфигураций центрифуг, используемых в
горнодобывающей, нефтехимической,
химической, медицинской,
фармацевтической, коммунальной /
промышленной, молочной, пищевой,
полимерной, энергетической и
сельскохозяйственной промышленности (и это
лишь некоторые из них), кажется почти таким
же многочисленным, как и сами области
применения.