Ano ang centrifugation? Para saan ang pamamaraang ginamit? Ang terminong "centrifugation" ay nangangahulugang ang paghihiwalay ng mga likido o solid na particle ng isang substance sa iba't ibang fraction gamit ang centrifugal forces. Ang paghihiwalay ng mga sangkap na ito ay isinasagawa sa pamamagitan ng paggamit ng mga espesyal na kagamitan - mga centrifuges. Ano ang prinsipyo ng pamamaraan?
Prinsipyo ng centrifugation
Isaalang-alang natin ang kahulugan nang mas detalyado. Ang centrifugation ay ang epekto sa mga substance sa pamamagitan ng ultra-high-speed na pag-ikot sa isang espesyal na kagamitan. Ang pangunahing bahagi ng anumang centrifuge ay ang rotor, na naglalaman ng mga puwang para sa pag-install ng mga test tube na may materyal na ihihiwalay sa magkakahiwalay na mga fraction. Sa panahon ng pag-ikot ng rotor sa mataas na bilis, pumapasok ang puwersa ng sentripugal. Ang mga sangkap na inilagay sa mga test tube ay pinaghihiwalay sa iba't ibang mga sangkap ayon sa antas ng density. Halimbawa, ang centrifuging na mga sample ng tubig sa lupa ay naghihiwalay sa likido at namuo ang mga solidong nilalaman nito.
May-akdaparaan
Sa unang pagkakataon ay nalaman kung ano ang centrifugation, pagkatapos ng mga eksperimento na isinagawa ng scientist na si A. F. Lebedev. Ang pamamaraan ay binuo ng isang mananaliksik upang matukoy ang komposisyon ng tubig sa lupa. Noong nakaraan, ang likidong pag-aayos na sinusundan ng paghihiwalay ng mga solidong sample mula dito ay ginamit para sa layuning ito. Ang pag-unlad ng paraan ng centrifugation ay naging posible upang makayanan ang gawaing ito nang mas mabilis. Dahil sa paghihiwalay na ito, naging posible na kunin ang solid fraction ng mga substance mula sa likido sa dry form sa loob ng ilang minuto.
Mga hakbang ng centrifugation
Nagsisimula ang differential centrifugation sa pag-aayos ng mga substance na dapat imbestigahan. Ang ganitong pagproseso ng materyal ay nagaganap sa mga tangke ng pag-aayos. Sa panahon ng pag-aayos, ang mga particle ng bagay ay pinaghihiwalay sa ilalim ng impluwensya ng grabidad. Nagbibigay-daan ito sa mga substance na maging handa para sa mas mahusay na paghihiwalay gamit ang centrifugal forces.
Dagdag pa, ang mga sangkap sa mga test tube ay sinasala. Sa yugtong ito, ginagamit ang tinatawag na perforated drums, na idinisenyo upang paghiwalayin ang mga particle ng likido mula sa mga solid. Sa takbo ng mga aktibidad na ipinakita, ang lahat ng sediment ay nananatili sa mga dingding ng centrifuge.
Mga benepisyo sa pamamaraan
Kung ikukumpara sa ibang mga paraan para sa paghihiwalay ng mga indibidwal na substance, gaya ng pagsasala o pag-settle, ginagawang posible ng centrifugation na makakuha ng precipitate na may pinakamababang moisture content. Ang paggamit ng paraan ng paghihiwalay na ito ay ginagawang posible upang paghiwalayin ang mga pinong dispersed na suspensyon. Ang resulta aypagkuha ng mga particle na may sukat na 5-10 microns. Ang isa pang mahalagang bentahe ng centrifugation ay ang posibilidad ng pagpapatupad nito gamit ang mga kagamitan ng maliliit na volume at sukat. Ang tanging disbentaha ng pamamaraan ay ang mataas na pagkonsumo ng enerhiya ng mga device.
Centrifugation sa biology
Sa biology, ang paghihiwalay ng mga substance sa magkakahiwalay na substance ay ginagamit kapag kinakailangan upang maghanda ng mga paghahanda para sa pagsusuri sa ilalim ng mikroskopyo. Ang centrifugation dito ay isinasagawa sa mga kumplikadong aparato - mga cytorotor. Ang mga naturang device, bilang karagdagan sa mga puwang para sa mga test tube, ay nilagyan ng mga sample holder, lahat ng uri ng mga glass slide ng isang kumplikadong disenyo. Ang kalidad ng mga nakuhang materyales at, nang naaayon, ang dami ng kapaki-pakinabang na impormasyon na maaaring makuha mula sa mga resulta ng pagsusuri ay direktang nakasalalay sa disenyo ng centrifuge kapag nagsasagawa ng pananaliksik sa biology.
Centrifugation sa industriya ng pagdadalisay ng langis
Ang paraan ng sentripugasyon ay kailangang-kailangan sa paggawa ng langis. May mga hydrocarbon fossil kung saan ang tubig ay hindi ganap na nailalabas sa panahon ng distillation. Ginagawang posible ng centrifugation na alisin ang labis na likido mula sa komposisyon ng langis, pinatataas ang kalidad nito. Sa kasong ito, ang langis ay natunaw sa benzene, pagkatapos ay pinainit sa 60 oC, at pagkatapos ay sasailalim sa centrifugal force. Panghuli, sukatin ang dami ng natitirang tubig sa substance at, kung kinakailangan, ulitin ang pamamaraan.
Blood centrifugation
Ang paraang ito ay malawakang ginagamit para sa medikalmga layunin. Sa medisina, pinapayagan ka nitong lutasin ang sumusunod na bilang ng mga problema:
- Pagkuha ng mga purified blood sample para sa plasmapheresis. Para sa mga layuning ito, ang mga selula ng dugo ay pinaghihiwalay mula sa plasma nito sa isang centrifuge. Ginagawang posible ng operasyon na alisin sa dugo ang mga virus, labis na antibodies, pathogenic bacteria, toxins.
- Paghahanda ng dugo para sa pagsasalin ng donor. Pagkatapos paghiwalayin ang likido sa katawan sa magkakahiwalay na mga fraction sa pamamagitan ng centrifugation, ibabalik ang mga selula ng dugo sa donor, at ang plasma ay ginagamit para sa pagsasalin ng dugo o frozen para magamit sa ibang pagkakataon.
- Paghihiwalay ng masa ng platelet. Ang sangkap ay nakuha mula sa plasma ng dugo na pinayaman ng mga platelet. Ang nagresultang masa ay ginagamit sa mga kirurhiko at hematological na departamento ng mga institusyong medikal, sa emergency therapy, operating room. Ang paggamit ng platelet mass sa gamot ay ginagawang posible na mapabuti ang pamumuo ng dugo sa mga biktima.
- Synthesis ng erythrocyte mass. Ang centrifugation ng mga selula ng dugo ay nangyayari sa pamamagitan ng maselan na paghihiwalay ng mga fraction nito ayon sa isang espesyal na pamamaraan. Ang natapos na masa, mayaman sa erythrocytes, ay ginagamit para sa pagsasalin ng dugo sa kaso ng pagkawala ng dugo, mga operasyon. Ang erythrocyte mass ay kadalasang ginagamit upang gamutin ang anemia at iba pang sistemang sakit sa dugo.
Sa modernong medikal na kasanayan, maraming device ng isang bagong henerasyon ang ginagamit, na ginagawang posible upang mapabilis ang umiikot na drum sa isang tiyak na bilis at ihinto ito sa isang tiyak na sandali. Ito ay nagpapahintulot sa iyo na mas tumpak na paghiwalayin ang dugo sa mga pulang selula ng dugo, platelet, plasma, suwero atnamumuo. Ang ibang mga likido sa katawan ay sinusuri sa katulad na paraan, lalo na, ang mga sangkap sa komposisyon ng ihi ay pinaghihiwalay.
Centrifuges: pangunahing uri
Nalaman namin kung ano ang centrifugation. Ngayon, alamin natin kung anong mga device ang ginagamit para ipatupad ang pamamaraan. Ang mga centrifuges ay maaaring sarado o bukas, na may mekanikal o manu-manong pagmamaneho. Ang pangunahing gumaganang bahagi ng manu-manong bukas na mga aparato ay isang umiikot na axis na matatagpuan patayo. Sa itaas na bahagi nito, ang isang bar ay patayo na naayos, kung saan matatagpuan ang mga movable metal sleeves. Naglalaman ang mga ito ng mga espesyal na tubo ng pagsubok, na makitid sa ibaba. Ang cotton wool ay inilalagay sa ilalim ng mga manggas, na ginagawang posible upang maiwasan ang pinsala sa glass test tube sa contact na may metal. Susunod, ang apparatus ay naka-set sa paggalaw. Pagkaraan ng ilang oras, ang likido ay nahihiwalay mula sa mga nasuspinde na solido. Pagkatapos nito, itinigil ang manual centrifuge. Ang isang siksik, solidong precipitate ay puro sa ilalim ng mga test tube. Sa itaas nito ay ang likidong bahagi ng substance.
Ang mga mekanikal na closed type centrifuges ay may malaking bilang ng mga manggas upang tumanggap ng mga test tube. Ang ganitong mga aparato ay mas maginhawa kaysa sa mga manu-manong. Ang kanilang mga rotor ay hinihimok ng makapangyarihang mga de-koryenteng motor at may kakayahang magpabilis ng hanggang 3000 rpm. Ginagawa nitong posible na magsagawa ng mas mahusay na paghihiwalay ng mga likidong sangkap mula sa mga solid.
Mga tampok ng paghahanda ng tubo sa panahon ng sentripugasyon
Mga tubo na ginagamit para sacentrifugation, ay dapat na puno ng pagsubok na materyal ng magkaparehong masa. Samakatuwid, ang mga espesyal na high-precision na kaliskis ay ginagamit para sa mga sukat dito. Kapag ang pagbabalanse ng maramihang mga tubo sa isang centrifuge ay kinakailangan, ang sumusunod na pamamaraan ay ginagamit. Matapos timbangin ang isang pares ng mga lalagyan ng salamin at makamit ang parehong masa, isa sa mga ito ang naiwan bilang pamantayan. Ang mga kasunod na tubo ay ineequilibrate sa sample na ito bago ilagay sa apparatus. Ang diskarteng ito ay makabuluhang nagpapabilis sa trabaho kung kinakailangan upang maghanda ng isang buong serye ng mga tubo para sa centrifugation.
Nararapat tandaan na ang sobrang dami ng test substance ay hindi kailanman inilalagay sa mga test tube. Ang mga lalagyan ng salamin ay pinupuno sa paraang ang distansya sa gilid ay hindi bababa sa 10 mm. Kung hindi, bubuhos ang substance sa test tube sa ilalim ng impluwensya ng centrifugal force.
Supercentrifuges
Upang paghiwalayin ang mga nasasakupan ng napakahusay na mga suspensyon, hindi sapat ang mga conventional manual o mechanical centrifuges. Sa kasong ito, kinakailangan ang isang mas kahanga-hangang epekto sa mga sangkap mula sa mga puwersa ng sentripugal. Ginagamit ang mga supercentrifuges sa pagpapatupad ng mga naturang proseso.
Ang mga device ng ipinakita na plano ay nilagyan ng blind drum sa anyo ng isang tubo na may maliit na diameter - hindi hihigit sa 240 mm. Ang haba ng naturang drum ay makabuluhang lumampas sa cross section nito, na ginagawang posible na makabuluhang taasan ang bilang ng mga rebolusyon at lumikha ng isang malakas na puwersang sentripugal.
Sa supercentrifuge, pumapasok ang pansubok na substance sa drum, gumagalaw sa tubo at tumama sa mga espesyal na reflector na itinaponmateryal sa mga dingding ng aparato. Mayroon ding mga silid na idinisenyo para sa magkahiwalay na pag-alis ng magaan at mabibigat na likido.
Ang mga benepisyo ng Supercentrifuge ay kinabibilangan ng:
- ganap na higpit;
- pinakamataas na rate ng paghihiwalay;
- compact size;
- posibilidad ng paghihiwalay ng mga substance sa antas ng molekular.
Sa pagsasara
Kaya nalaman namin kung ano ang centrifugation. Sa kasalukuyan, hinahanap ng pamamaraan ang aplikasyon nito kapag kinakailangan upang ihiwalay ang mga sediment ng mga solusyon, linisin ang mga likido, at hiwalay na mga bahagi ng biologically active at chemical substances. Ang mga ultracentrifuges ay ginagamit upang paghiwalayin ang mga sangkap sa antas ng molekular. Ang paraan ng centrifugation ay aktibong ginagamit sa industriya ng kemikal, langis, nuklear, pagkain, gayundin sa medisina.
