Особенности центрифуг для препаративного центрифугирования

Препаративное центрифугирование – один из методов выделения биологического материала для последующего проведения биохимических исследований. Позволяет выделить значительное количество клеточных частиц для комплексного изучения их биологической активности, структуры и морфологии. Также метод применим для выделения основных биологических макромолекул. Сфера использования: медицинские, химические и биохимические исследования.

Классификация методов препаративного центрифугирования

Препаративное центрифугирование осуществляется по одной из следующих методик:

Лабораторная препаративная центрифуга в работе

Дифференциальное. Метод основан на разнице в скорости седиментации частиц. Исследуемый материал центрифугируется при постепенном увеличении центробежного ускорения. На каждом из этапов на дно пробирки осаждается одна из фракций среды. После центрифугирования полученная фракция отделяется от жидкости и несколько раз промывается. Зонально-скоростное. Метод основан на наслаивании исследуемой среды на буферный раствор с известным непрерывным градиентом плотности. После этого образец центрифугируется до распределения частиц вдоль градиента, образуя дискретные полосы (зоны). Градиент плотности позволяет исключить смешивание зон и получить относительно чистую фракцию.

• Изопикническое. Может проводиться в градиенте плотности либо обычным путем. В первом случае обрабатываемый материал наслаивается на поверхность буферного раствора с непрерывным градиентом плотности и центрифугируется до разделения частиц по зонам. Во втором случае исследуемая среда центрифугируется до образования осадка из частиц с большим молекулярным весом, после чего из полученного остатка выделяются исследуемые частицы.
• Равновесное. Проводится в градиенте плотности из солей тяжелых металлов. Центрифугирование позволяет установить равновесное распределение концентрации растворенного исследуемого вещества. Затем под воздействием сил центробежного ускорения частицы среды собираются в отдельной зоне пробирки.

Оптимальная методика подбирается с учетом поставленных целей и особенностей исследуемой среды.

Классификация препаративных лабораторных центрифуг

В зависимости от особенностей конструкции и эксплуатационных характеристик препаративные центрифуги можно разделить на 3 основные группы:

Лабораторная препаративная центрифуга для проведения медицинских, химических и биохимических исследований

Общего назначения. Максимальная скорость – 8.000 об/мин при относительном центробежном ускорении до 6.000 g. Универсальные лабораторные центрифуги комплектуются угловыми роторами либо роторами с подвесными контейнерами для размещения биологического материала. Отличаются большой емкостью от 4 дм3 до 6 дм3, что позволяет использовать стандартные центрифужные пробирки объемом 10-100 дм3 и сосуды емкостью не более 1.25 дм3. Из-за особенностей крепления ротора к валу привода пробирки либо сосуды должны быть уравновешены и отличаться по весу максимум на 0.25 г. Недопустима эксплуатация центрифуги с нечетным количеством пробирок. При частичной загрузке ротора емкости с исследуемой средой следует размещать симметрично относительно друг друга, тем самым обеспечивая их равномерное распределение по отношению к оси вращения ротора.

• Скоростные. Максимальная скорость – 25.000 об/мин при относительном центробежном ускорении до 89.000 g. Для предотвращения нагревания из-за возникающих при вращении ротора сил трения рабочая камера оснащается системой охлаждения. Комплектуются угловыми роторами либо роторами с подвесными контейнерами для размещения биологического материала. Емкость скоростных препаративных
  центрифуг – 1.5 дм³.
• Ультрацентрифуги. Максимальная скорость – 75.000 об/мин при относительном центробежном ускорении до 510.000g. Для предотвращения нагревания из-за возникающих при вращении ротора сил трения оснащаются системой охлаждения и вакуумной установкой. Роторы ультрацентрифуг изготавливается из сверхпрочных титановых либо алюминиевых сплавов. Для уменьшения вибраций из-за неравномерного заполнения ротора имеют гибкий вал.

К отдельной категории следует отнести препаративные центрифуги специального исполнения, предназначенные для проведения определенных разновидностей исследований и решения специфических задач. В эту группу входят центрифуги с нагревательной рубашкой, рефрижераторные центрифуги и другое подобное оборудование.

Особенности конструкции ротора в препаративных центрифугах

Препаративные центрифуги комплектуются угловыми либо горизонтальными роторами:

Сменный ротор для препаративной лабораторной центрифуги

Угловые роторы – пробирки во время работы центрифуги расположены под углом 20-35° к оси вращения. Проходимое частицами расстояние до соответствующей стенки пробирки невелико, в связи с этим их осаждение происходит достаточно быстро. Из-за возникающих при центрифугировании конвекционных потоков угловые роторы редко используются для разделения частиц, размеры и свойства которых обуславливают значительные различия скорости осаждения. Горизонтальные роторы – пробирки в роторах этого типа устанавливаются вертикально. В процессе вращения под действием центробежной силы сосуды с обрабатываемым материалом переходят в горизонтальное положение. Данные особенности конструкции и эксплуатации позволяют снизить конвекционные явления, поэтому роторы этого типа оптимальны для разделения частиц с разной скоростью седиментации. Использование пробирок секториальной формы позволяет добиться дополнительного снижения эффектов завихрения и конвекционных явлений.

Тип ротора определяет сферу использования оборудования. Возможность смены ротора позволяет использовать одну и ту же модель центрифуги для решения разноплановых задач. Медицинские центрифуги для лаборатории Centurion выпускаются в напольных либо настольных вариантах исполнения, что делает возможным использование оборудования в любых помещениях вне зависимости от доступной площади.

Вернуться к списку