Hva er sentrifugering? Definisjon og prinsipp av metoden

Hva er sentrifugering? Hva brukes metoden til? Begrepet "sentrifugering" betyr separering av væske eller faste partikler av et stoff i forskjellige fraksjoner ved hjelp av sentrifugalkrefter. Slike separasjon av stoffer utføres på grunn av bruk av spesielle apparater - sentrifuger. Hva er prinsippet om metoden?

Sentrifugeringsprinsipp

La oss se nærmere på definisjonen. Sentrifugering er effekten på stoffer ved høyhastighetsrotasjon i en spesialisert apparat. Hoveddelen av noen sentrifuge er rotoren, som inneholder reir for montering av reagensrør med materiale, som må skilles i separate fraksjoner. Under rotasjon av rotoren ved høye hastigheter kommer sentrifugalkraft til spill . Stoffer plassert i reagensrør er delt inn i forskjellige stoffer i henhold til tetthetsnivået. For eksempel, i sentrifugering av grunnvannsprøver, separeres væske fra og faste stoffer inneholdt i den blir avsatt.

Forfatter av metoden

For første gang ble det kjent at en slik sentrifugering, etter eksperimentene utført av forskeren A. F. Lebedev. Metoden ble utviklet av forskeren for å bestemme sammensetningen av jordvann. Tidligere ble det anvendt flytende sedimentering, etterfulgt av separasjon av faste prøver fra den. Utviklingen av sentrifugeringsmetoden gjorde det mulig å takle denne oppgaven mye raskere. Takket være denne separasjonen ble det mulig å trekke ut en fast fraksjon av stoffer fra væsken i tørr form i noen minutter.

Faser av sentrifugering

Differensiell sentrifugering begynner med sedimentering av stoffer som er gjenstand for undersøkelse. Slike materialbehandlingen foregår i sedimenteringsapparatet. Under sedimentering separeres partikler av tyngdekraften. Dette gjør at du kan klargjøre stoffene for bedre separasjon ved hjelp av sentrifugalkrefter.

Da filtreres stoffene i reagensrørene. På dette stadiet blir de såkalte perforerte trommene brukt som er ment å skille væskepartikler fra faste stoffer. Under innsendte aktiviteter forblir hele sedimentet på sentrifugens vegger.

Fordelene ved fremgangs

Sammenlignet med andre metoder som er rettet mot separasjon av individuelle stoffer, som filtrering eller sedimentering, gjør sentrifugering det mulig å oppnå et sediment med et minimum fuktighetsinnhold. Bruken av denne separasjonsmetoden tillater separering av fint dispergerte suspensjoner. Resultatet er produksjon av partikler 5-10 μm i størrelse. En annen viktig fordel ved sentrifugering er muligheten for implementering ved hjelp av utstyr av små volumer og dimensjoner. Den eneste ulempen ved metoden er innretningens høye energiintensitet.

Sentrifugering i biologi

I biologi benyttes separasjon av stoffer i separate stoffer ved fremstilling av preparater for studien under et mikroskop. Sentrifugering her utføres på komplekse enheter - cytorotorer. Slike apparater i tillegg til sporene for prøverør er ferdig med prøveholdere, med alle slags lysbilder av komplisert design. Fra sentrifugens enhet, når det utføres forskning i biologi, avhenger kvaliteten på materialene direkte av mengden nyttig informasjon som kan oppnås fra analyseresultatene.

Sentrifugering i oljeraffindustrien

Sentrifugeringsmetoden er uunnværlig ved utvinning av olje. Det er hydrokarboner, hvorav vann ikke er helt utstilt under destillasjon. Sentrifugering gjør det mulig å fjerne overflødig væske fra oljesammensetningen og øke kvaliteten. I dette tilfellet oppløses oljen i benzen, oppvarmes deretter til 60 ^° C og deretter underkastes sentrifugalkraft. Til slutt måles mengden av gjenværende vann i stoffet, og om nødvendig blir prosedyren gjentatt.

Sentrifugering av blod

Denne metoden er mye brukt til terapeutiske formål. I medisin kan du løse følgende problemer:

1. Innhenting av rensede blodprøver for plasmaferese. For disse formål separerer sentrifugen blodelementene fra plasmaet. Operasjonen gjør det mulig å kvitte blodet av virus, overskytende antistoffer, patogene bakterier, toksiner.
2. Fremstilling av blod for donortransfusjon. Etter separering av kroppsvæsken i separate fraksjoner ved hjelp av sentrifugering, returneres blodgiveren til donoren, og plasmaet blir brukt til transfusjon eller frosset for senere bruk.
3. Isolering av blodplatemasse. Stoff er oppnådd fra blodplasma beriket med blodplater. Den resulterende massen brukes i kirurgiske og hematologiske avdelinger av medisinske institusjoner, i nødterapi, operasjonsrom. Bruk av blodplatermasse i medisin gjør det mulig å forbedre blodkoagulasjonen i de berørte.
4. Syntese av erytrocytmasse. Sentrifugering av blodceller skjer ved delikat separering av dets fraksjoner i henhold til en spesiell teknikk. En klar masse, rik på røde blodlegemer, brukes til transfusjon med blodtap, operasjoner. Erytrocytisk masse brukes ofte til behandling av anemi, andre blodsykdommer av systemisk natur.

I moderne medisinsk praksis brukes mange nye generasjonsinstrumenter som gjør det mulig å akselerere den roterende trommelen til en viss hastighet og stoppe den på et bestemt tidspunkt. Dette gjør det mulig å dele blodet mer nøyaktig i røde blodlegemer, blodplater, plasma, serum og blodpropper. På samme måte undersøkes andre kroppsvæsker, spesielt stoffer i urinen separeres.

Sentrifuger: grunnleggende typer

Vi fant ut hva sentrifugering er. La oss nå finne ut hvilke enheter som brukes til å implementere metoden. Sentrifuger er stengt og åpne, med mekanisk eller manuell kjøring. Den viktigste arbeidsdelen av de håndåpne enhetene er en roterende akse, plassert vertikalt. I sin øvre del er båndet festet vinkelrett, der bevegelige metallhylser er plassert. De inneholder spesielle testrør, innsnevret nederst. På bunnen av ermene legger bomullsull, som unngår skader på glassrøret når det kommer i kontakt med metallet. Deretter settes apparatet i bevegelse. Etter en viss tid separerer væsken fra de suspenderte faststoffene. Etter dette stoppes den manuelle sentrifugen. Et tett, fast bunnfall konsentreres i bunnen av rørene. Over det er den flytende delen av stoffet.

Mekaniske lukkede sentrifuger har et stort antall ermer for rørplassering. Slike enheter er mer praktiske enn manuelle. Deres rotorer drives av kraftige elektriske motorer og kan akselerere til 3000 rpm. Dette gjør det mulig å utføre en bedre separasjon av flytende stoffer fra faste stoffer.

Egenskaper ved fremstilling av reagensrør under sentrifugering

Rørene som brukes til sentrifugering, skal fylles med testmaterialet av samme masse. Derfor brukes spesielle høytrykkskalaer til målinger her. Når balansen mellom flere reagensrør i en sentrifuge er nødvendig, brukes følgende metode. Etter å veie et par glassbeholdere og oppnå samme masse, er en av dem igjen som standard. Etterfølgende rør blir ekvilibrert med denne prøven før de plasseres i apparatet. Denne metoden øker arbeidet betydelig når det er nødvendig å forberede seg til sentrifugering av en hel rekke reagensrør.

Det er verdt å merke seg at det ikke er for mange teststoffer i testrør. Glassbeholderne er fylt på en slik måte at avstanden til kanten er minst 10 mm. Ellers vil stoffet helles ut av røret under påvirkning av sentrifugalkraft.

Sverhtsentrifugi

For å skille komponenter av ekstremt tynne suspensjoner, er det ikke tilstrekkelig å bruke konvensjonelle manuelle eller mekaniske sentrifuger. I dette tilfellet er det nødvendig med en mer imponerende effekt på stoffene fra siden av sentrifugalkrefter. Ved implementering av slike prosesser brukes supercentrifuger.

Anordningene til den presenterte planen er utstyrt med en blind trommel i form av et rør av ubetydelig diameter - ikke mer enn 240 mm. Lengden på en slik trommel er mye større enn dens tverrsnitt, noe som gjør det mulig å øke antall omdreininger betydelig og skape en kraftig sentrifugalkraft.

I supercentrifugen kommer teststoffet inn i trommelen, beveger seg langs røret og streiker mot spesielle reflektorer som kaster materialet på enhetens vegger. Det er også kamre designet for separat utvinning av lette og tunge væsker.

Fordeler med supercentrifuger inkluderer:

• Absolutt tetthet;
• Den høyeste intensiteten av separasjon av stoffer;
• Kompakt størrelse;
• Muligheten for å separere stoffer på molekylivå.

Som konklusjon

Så vi fant ut hva som er sentrifugering. Foreløpig finner metoden sin anvendelse når det er nødvendig å utfelle løsninger av løsninger, rense væsker, separate komponenter av biologisk aktive og kjemiske stoffer. Ultracentrifuger brukes til separasjon av stoffer på molekylivå. Sentrifugeringsmetoden brukes aktivt i kjemi-, olje-, atom-, næringsmiddelindustrien, samt i medisin.