Chia sẻ:
Ly tâm trong những gì nó bao gồm, các loại, tầm quan trọng, ví dụ
các ly tâm là một kỹ thuật, phương pháp hoặc quy trình phân tách cơ học hoặc vật lý các phân tử hoặc hạt với mật độ khác nhau và cũng có trong môi trường lỏng. Nền tảng của nó là ứng dụng của lực ly tâm, được áp dụng bởi một đội gọi là ly tâm.
Bằng cách ly tâm, các thành phần của mẫu chất lỏng có thể được tách ra và phân tích. Trong số các thành phần này là các lớp phân tử hoặc hạt khác nhau. Là các hạt, các mảnh tế bào khác nhau được đề cập đến các bào quan của các tế bào, thậm chí đến một số loại tế bào, trong số các loại khác..
Theodor Svedger được coi là một trong những người tiên phong chính của nghiên cứu về ly tâm. Giải thưởng Nobel năm 1926, xác định rằng các phân tử hoặc hạt có kích thước riêng, có hệ số trầm tích khác nhau S. "S" đến từ Svedger, để vinh danh các tác phẩm của ông.
Các hạt, do đó, có tốc độ lắng đặc trưng. Điều này có nghĩa là không phải tất cả đều hoạt động theo cùng một cách dưới tác dụng của lực ly tâm được biểu thị bằng số vòng quay mỗi phút (vòng / phút) hoặc như một hàm của bán kính của rôto (lực ly tâm tương đối)., g).
Trong số các yếu tố xác định S và tốc độ của nó, ví dụ, đặc điểm của các phân tử hoặc hạt; các tính chất của môi trường; kỹ thuật hoặc phương pháp ly tâm; và loại máy ly tâm được sử dụng, trong số các khía cạnh khác.
Việc ly tâm được phân loại theo các tiện ích giống nhau. Trong chuẩn bị, khi giới hạn trong việc tách các thành phần của mẫu; và trong phân tích, khi nó cũng tìm cách phân tích các phân tử hoặc hạt phân tách. Mặt khác, nó cũng có thể được phân loại theo các điều kiện của quá trình.
Ly tâm trong các loại khác nhau của nó là rất cần thiết cho sự tiến bộ của kiến thức khoa học. Được sử dụng trong các trung tâm nghiên cứu, nó đã tạo điều kiện cho sự hiểu biết về các quá trình sinh hóa và sinh học phức tạp, trong số nhiều người khác.
Chỉ số
- 1 cái gì vậy (quá trình)
- 1.1 Nền tảng của ly tâm
- 1.2 Lực ly tâm
- 2 loại máy ly tâm
- 2.1 Các loại cánh quạt
- 3 loại ly tâm
- 3.1 Ly tâm chuẩn bị
- 3.2 Ly tâm phân tích
- 3.3 Ly tâm vi sai
- 3.4 Ly tâm vùng hoặc dải
- 3.5 Ly tâm Isopycnic và các loại khác
- 4 ứng dụng
- 4.1 Các hạt riêng biệt
- 4.2 Là một kỹ thuật đặc trưng
- 5 Ví dụ về ly tâm
- 6 tài liệu tham khảo
Nó bao gồm những gì? (quá trình)
Cơ sở của ly tâm
Quá trình ly tâm dựa trên thực tế là các phân tử hoặc hạt tạo thành mẫu trong dung dịch, sẽ quay khi quay trong một thiết bị gọi là máy ly tâm. Điều này gây ra sự phân tách các hạt khỏi môi trường xung quanh khi lắng đọng ở các tốc độ khác nhau.
Quá trình này đặc biệt dựa trên lý thuyết trầm tích. Theo đó, các hạt có mật độ lớn hơn sẽ lắng xuống, trong khi phần còn lại của các chất hoặc thành phần của môi trường sẽ vẫn lơ lửng.
Tại sao? Bởi vì các phân tử hoặc hạt có kích thước, hình dạng, khối lượng, khối lượng và mật độ riêng. Do đó, không phải tất cả chúng đều xử lý trầm tích theo cùng một cách, mà chuyển thành một hệ số trầm tích S khác nhau; và do đó, ở một tốc độ bồi lắng khác nhau.
Những tính chất này là những gì cho phép tách các phân tử hoặc hạt bằng lực ly tâm ở một tốc độ ly tâm nhất định.
Lực ly tâm
Lực ly tâm sẽ bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố sẽ quyết định sự lắng đọng: những yếu tố vốn có của các phân tử hoặc hạt; đến các đặc điểm của môi trường mà chúng được tìm thấy; và các yếu tố liên quan đến máy ly tâm nơi quy trình ly tâm được thực hiện.
Liên quan đến các phân tử hoặc hạt, khối lượng, khối lượng riêng và hệ số nổi của cùng là các yếu tố ảnh hưởng đến sự lắng đọng..
Về môi trường xung quanh, khối lượng của dung môi thay thế, mật độ của môi trường, khả năng chống lại sự tiến bộ và hệ số ma sát là rất quan trọng.
Đối với máy ly tâm, các yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến quá trình bồi lắng là loại rôto, vận tốc góc, lực ly tâm và do đó, tốc độ ly tâm.
Các loại máy ly tâm
Có một số loại máy ly tâm mà mẫu có thể chịu các tốc độ ly tâm khác nhau.
Tùy thuộc vào tốc độ tối đa mà chúng đạt được, được biểu thị bằng gia tốc ly tâm (Lực ly tâm tương đối g), có thể được phân loại đơn giản là máy ly tâm, có tốc độ tối đa khoảng 3.000 g.
Trong khi trong cái gọi là siêu máy tính, Một phạm vi tốc độ lớn hơn gần 25.000 g có thể đạt được. Và trong siêu ly tâm, tốc độ lớn hơn nhiều, đạt 100.000 g.
Theo tiêu chí khác, có máy ly tâm hoặc máy ly tâm để bàn, đặc biệt để thực hiện quá trình ly tâm ở một thể tích mẫu nhỏ, đạt phạm vi từ 12.000 đến 15.000 g.
Có những máy ly tâm công suất cao cho phép ly tâm các mẫu lớn hơn và tốc độ cao hơn, chẳng hạn như siêu ly tâm..
Nói chung, một số yếu tố phải được kiểm soát để bảo vệ rôto và mẫu khỏi quá nóng. Đối với điều này, ultracentrifuges đã được tạo ra với các điều kiện đặc biệt của chân không hoặc làm lạnh, trong số những người khác.
Các loại cánh quạt
Một trong những yếu tố quyết định là loại rôto, thiết bị quay và nơi đặt các ống. Có nhiều loại cánh quạt khác nhau. Trong số những cái chính là cánh quạt nghiêng, cánh quạt góc cố định và cánh quạt dọc.
Trong các rôto nghiêng, khi đặt các ống vào các thiết bị của loại rôto này và khi quay, các ống sẽ có được sự sắp xếp vuông góc với trục quay.
Trong các rôto góc cố định, các mẫu sẽ được đặt bên trong một cấu trúc vững chắc; như đã thấy trong hình ảnh và trong nhiều máy ly tâm.
Và trong các rôto thẳng đứng trong một số siêu ly tâm, các ống sẽ quay song song với trục quay.
Các loại ly tâm
Các loại ly tâm thay đổi tùy theo mục đích ứng dụng của nó và các điều kiện trong đó quy trình được thực hiện. Các điều kiện này có thể khác nhau tùy thuộc vào loại mẫu và tính chất của những gì bạn muốn tách và / hoặc phân tích.
Có một tiêu chí phân loại đầu tiên dựa trên mục tiêu hoặc mục đích hiện thực hóa của nó: ly tâm chuẩn bị và ly tâm phân tích.
Ly tâm chuẩn bị
Nó nhận được tên này khi ly tâm được sử dụng chủ yếu để cô lập hoặc tách các phân tử, hạt, mảnh tế bào hoặc tế bào, để sử dụng hoặc phân tích sau này. Lượng mẫu thường được sử dụng cho mục đích này là tương đối lớn.
Ly tâm phân tích
Việc ly tâm phân tích được thực hiện với mục đích đo hoặc phân tích các tính chất vật lý, chẳng hạn như hệ số lắng và khối lượng phân tử của các hạt trầm tích.
Ly tâm dựa trên mục tiêu này có thể được thực hiện bằng cách áp dụng các điều kiện tiêu chuẩn hóa khác nhau; ví dụ như trường hợp của một trong những kỹ thuật phân tích siêu ly tâm, cho phép phân tích các phân tử hoặc hạt được tách ra, ngay cả khi quá trình lắng đọng diễn ra.
Trong một số trường hợp cụ thể, việc sử dụng ống ly tâm thạch anh có thể được yêu cầu. Do đó, chúng cho phép sự đi qua của ánh sáng nhìn thấy và tia cực tím, vì trong quá trình ly tâm, các phân tử được quan sát và phân tích bằng một hệ thống quang học.
Chính xác, có các tiêu chí phân loại khác tùy thuộc vào đặc điểm hoặc điều kiện trong đó quá trình ly tâm được thực hiện. Đó là: ly tâm vi sai, ly tâm vùng hoặc dải và ly tâm lắng đọng isopycnic hoặc cân bằng.
Ly tâm vi sai
Kiểu ly tâm này bao gồm việc đưa mẫu vào ly tâm, thường là với một rôto góc, trong một thời gian và tốc độ xác định.
Nó dựa trên sự phân tách các hạt bởi sự khác biệt của chúng trong tốc độ lắng, liên quan trực tiếp đến kích thước của chúng. Những người có kích thước lớn hơn và S lớn hơn, trầm tích ở dưới cùng của ống; trong khi những cái nhỏ hơn, sẽ vẫn bị treo.
Sự phân tách lơ lửng của kết tủa là rất quan trọng trong loại ly tâm này. Các hạt lơ lửng phải được khử hoặc loại bỏ khỏi ống, để các viên hoặc viên có thể được treo trong dung môi khác để tinh chế thêm; đó là, nó được ly tâm một lần nữa.
Loại kỹ thuật này không hữu ích để tách các phân tử. Thay vào đó, nó có thể được sử dụng để thực hiện việc tách, ví dụ, các bào quan của tế bào, từ các tế bào, giữa các hạt khác.
Máy ly tâm vùng hoặc dải
Việc ly tâm vùng hoặc dải thực hiện việc tách các thành phần của mẫu dựa trên sự khác biệt của S khi đi qua một môi trường có độ dốc mật độ được tạo hình sẵn; như Ficoll, hoặc sucrose, ví dụ.
Mẫu được đặt trên đỉnh của gradient của ống nghiệm. Tiếp theo, nó tiến hành ly tâm ở tốc độ cao và sự phân tách xảy ra ở các dải khác nhau được sắp xếp dọc theo môi trường (như thể đó là một gelatin có nhiều lớp).
Các hạt có giá trị S thấp hơn ở đầu môi trường, trong khi các hạt lớn hơn hoặc có S cao hơn được hướng vào đáy ống.
Với quy trình này, các thành phần được tìm thấy trong các dải trầm tích khác nhau có thể được tách ra. Điều quan trọng là phải kiểm soát thời gian tốt để ngăn chặn tất cả các phân tử hoặc hạt trong mẫu lắng xuống đáy ống..
Ly tâm Isopycnic và các loại khác
-Có nhiều loại ly tâm khác, chẳng hạn như isopycnic. Điều này chuyên phân tách các đại phân tử, ngay cả khi chúng cùng loại. DNA rất phù hợp với loại đại phân tử này, vì nó thể hiện các biến thể trong trình tự và số lượng của các bazơ nitơ của nó; và do đó, trầm tích ở các tốc độ khác nhau.
-Ngoài ra còn có siêu ly tâm, qua đó các đặc tính lắng đọng của các phân tử sinh học được nghiên cứu, một quá trình có thể được theo dõi bằng ánh sáng cực tím, ví dụ.
Nó rất hữu ích trong kiến thức về các cấu trúc dưới lớp, hoặc các bào quan. Nó cũng đã cho phép những tiến bộ trong sinh học phân tử và sự phát triển của các polyme.
Ứng dụng
Có vô số lĩnh vực công việc hàng ngày trong đó các loại ly tâm khác nhau được sử dụng. Họ phục vụ cho các dịch vụ y tế, trong các phòng thí nghiệm sinh học, trong ngành công nghiệp dược phẩm, trong số các lĩnh vực khác. Tuy nhiên, tầm quan trọng của nó có thể được tóm tắt trong hai từ: riêng biệt và đặc trưng.
Tách các hạt
Trong hóa học, các kỹ thuật ly tâm khác nhau cực kỳ quan trọng vì nhiều lý do.
Nó cho phép tách hai phân tử hoặc các hạt có thể trộn được. Giúp loại bỏ tạp chất, chất hoặc các hạt không mong muốn trong một mẫu; ví dụ, một mẫu trong đó chỉ có protein được mong muốn được bảo tồn.
Trong một mẫu sinh học, chẳng hạn như máu, plasma có thể được tách ra khỏi thành phần tế bào bằng cách ly tâm. Điều này góp phần thực hiện các loại xét nghiệm sinh hóa hoặc miễn dịch khác nhau trong huyết tương hoặc huyết thanh, cũng như cho các nghiên cứu thông thường hoặc đặc biệt.
Ngay cả việc ly tâm cũng cho phép tách các loại tế bào khác nhau. Từ một mẫu máu, ví dụ, các tế bào hồng cầu có thể được tách ra khỏi bạch cầu hoặc bạch cầu, và cũng từ tiểu cầu.
Tiện ích tương tự có thể thu được khi ly tâm trong bất kỳ chất lỏng sinh học nào: nước tiểu, dịch não tủy, nước ối, trong số nhiều loại khác. Theo cách này, rất nhiều phân tích có thể được thực hiện.
Như một kỹ thuật đặc trưng
Nó cũng đã cho phép nghiên cứu hoặc phân tích các đặc tính hoặc tính chất thủy động lực của nhiều phân tử; chủ yếu là các phân tử phức tạp hoặc đại phân tử.
Cũng như nhiều đại phân tử như axit nucleic. Nó thậm chí còn tạo điều kiện cho việc mô tả đặc điểm chi tiết của các phân nhóm của cùng phân tử với RNA, trong số nhiều ứng dụng khác.
Ví dụ về ly tâm
-Nhờ các kỹ thuật ly tâm khác nhau, những tiến bộ đã được thực hiện trong kiến thức chính xác về các quá trình sinh học phức tạp như truyền nhiễm và trao đổi chất, trong số những người khác..
-Thông qua quá trình ly tâm, nhiều khía cạnh siêu chức năng và chức năng của các phân tử và phân tử sinh học đã được làm sáng tỏ. Trong số các phân tử sinh học như vậy, các protein insulin và hemoglobin có thể được đề cập; và mặt khác, axit nucleic (DNA và RNA).
-Với sự hỗ trợ của máy ly tâm đã mở rộng kiến thức và hiểu biết về nhiều quá trình duy trì sự sống. Một trong số đó là chu trình Krebs.
Trong cùng lĩnh vực sử dụng này, đã ảnh hưởng đến kiến thức của các phân tử tạo nên chuỗi hô hấp. Do đó, đưa ra ánh sáng cho sự hiểu biết về quá trình phosphoryl hóa oxy hóa phức tạp, hoặc hô hấp tế bào thực sự, trong số nhiều quá trình khác.
-Cuối cùng, nó đã góp phần nghiên cứu các quá trình khác nhau như lây nhiễm, bằng cách cho phép phân tích lộ trình theo sau DNA được tiêm bởi một phage (virus vi khuẩn) và protein mà tế bào chủ có thể tổng hợp..
Tài liệu tham khảo
- Parul Kumar (s.f.). Máy ly tâm: Giới thiệu, loại, công dụng và các chi tiết khác (Có sơ đồ). Lấy từ: biologydiscussion.com
- Chương 3 Ly tâm. [PDF] Lấy từ: Phys.sinica.edu.tw
- Nguyên tắc cơ bản của hóa sinh và sinh học phân tử ứng dụng. (Bằng cấp về sinh học) Chủ đề 2: ly tâm. [PDF] Lấy từ: ehu.eus
- Mathews, C. K. và Van Holde, K. E. (1998). Hóa sinh, tái bản lần 2. McGraw-Hill Interamericana.
- Wikipedia. (2018). Ly tâm Lấy từ: en.wikipedia.org