Ультрацентрифуга: что это такое и где применяется

Ультрацентрифуга: что это такое и где применяется

Ультрацентрифуга - электронное устройство высокой производительности для разделения частиц размером менее 100 нм, которое работает за счет центробежной силы, вращая исследуемый объект. Создаваемая работа превосходит поле земного тяготения в сотни тысяч раз. Движение происходит со скоростью вращения крутящей части - ротора от 2000 до 150 000 оборотов в минуту, что объясняет приставку «ультра» в названии. Ультрацентрифуга - наивысший класс лабораторных центрифуг по скорости вращения. Не смотря на столь узкую специализацию, такие аппараты есть в свободной продаже, по ссылке больше информации https://aquaanalytic.com/katalog/centrifugi/analiticheskie-ultracentrifugi/

Ей уступают:

  • микроцентрифуги, используются при работе с пробирками (скорость до 13 400 об/мин);
  • общелабораторные (скорость вращения ротора от 200 об/мин до 15 000 об/мин);
  • высокоскоростные с высоким КПД (от 1000 об/мин до 30 000 об/мин) - универсальные приборы, способные решить все задачи лаборатории кроме тех, что доступны только ультрацентрифуге.

Сверхскоростные центрифуги используются в специализированных лабораториях, с их помощью проводят углубленный анализ, который не под силу другим приборам.

Ультрацентрифуга: что это такое и где применяется - фото1

Что лежит в основе работы устройства?

Ротор ультрацентрифуги создает центробежную силу с ускорением, во много раз выше чем ускорение свободного падения. Это позволяет разделять мельчайшие частицы менее 100 нм, представленные водным раствором или взвесью. В ротор устройства помещается специальная пробирка с белками, которые при вращении образуют фракции. Место их локации после работы прибора (ближе к поверхности или ко дну) определяет их вес, поскольку молекулярная масса пропорциональна скорости, с которой они оседают.

Ультрацентрифуга: что это такое и где применяется - фото2

Типы ультрацентрифуг:

  • Препаративные - работают на основе различий плотности материалов, помогают разделить частицы для сбора гранул или выделения суспензий, используются для отделения отдельных компонентов многосоставных сред (вирусы, субклеточные органеллы). Имеют угловые роторы под углом к оси вращения с разъемами под пробирки или другие накопители.
  • Аналитические - оснащены визуальной системой сканирования с помощью видимого света: можно следить за осадком частиц в реальном времени.
  • Препаративно-аналитические - объединяют характеристики двух видов быстрых центрифуг.

Ультрацентрифуга: что это такое и где применяется - фото3

Какие фракции способна разделить ультрацентрифуга?

Устройство способно произвести экстракцию ДНК, РНК и других нуклеиновых кислот (таких полисахаридов как гликоген, крахмал и хитин, коллоиды), оно разделит неорганические полимеры (полиэтилен и другие виды пластиков, полистирол), различные липиды, вирусы.

Впервые предложил идею и применил ультрацентрифугирование для измерения величины коллоидных частиц с помощью центробежной силы советский профессор А. В. Думанский. Современная теория получила развитие после появления конструкции от шведского физико-химика, Лауреата Нобелевской премии по химии Теодора Сведберга в 1923 году.

Ультрацентрифуга: что это такое и где применяется - фото4

Физические принципы базового метода разделения с тех пор остались неизменны, но предложения на рынке постоянно расширяются: разрабатываются новые роторы и программное обеспечение, панели управления оснащены графическим интерфейсом с экранными подсказками, результаты анализа можно получить на смартфон, а биологическая безопасность подтверждена сертификатами.

Верх