Centrifugazione

La centrifugazione è la procedura per separare le miscele da diverse densità

Cos'è la centrifugazione?

IL centrifugazione È una tecnica di separazione della miscela che si basa sulla differenza di densità dei diversi componenti. È usato principalmente per separare le miscele eterogenee in cui almeno una delle fasi è liquida.

La tecnica consiste nel ruotare il campione ad alta velocità all'interno di un tubo di prova o un altro più resistente. La rotazione e l'inerzia creano una forza fittizia all'interno del tubo che si chiama forza centrifuga ed è quella che dà il nome alla tecnica.

La forza centrifuga è una forza radiale che punta sempre nella direzione contraria al centro di rotazione. Questa forza agisce su tutte le particelle che compongono la miscela, trovandole simili a come il peso galleggia a tutte le sostanze verso il centro della terra.

A cosa serve la centrifugazione?

A seconda della velocità di rotazione e del raggio, la forza centrifuga può essere da centinaia a milioni di volte più forte della gravità. Ciò consente di separare particelle e sostanze le cui densità sono molto simili.

Uno dei campi in cui questo è più utile è in biologia e medicina, poiché sia ​​le cellule intere che i loro componenti diversi sono miscele eterogenee formate da particelle diverse con densità quasi identiche e che differiscono per la loro velocità di sedimentazione.

Inoltre, la centrifugazione consente anche di separare miscele apparentemente omogenee, come sospensioni stabili.

Diversi metodi di centrifugazione

A seconda della particolare applicazione, della velocità di rotazione e della classe centrifuga utilizzata, possiamo distinguere 4 tipi di centrifugazione:

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Centrifugazione differenziale

Questo è il metodo di centrifugazione più semplice. Consiste nel trarre vantaggio dalla differenza di velocità di sedimentazione delle diverse particelle che compongono una miscela.

Nella miscela originale, le particelle sono distribuite uniformemente durante il volume. Ma all'inizio della centrifugazione, inizieranno a muoversi nella direzione della forza centrifuga.

Le particelle che hanno lo stesso sedimento del coefficiente di sedimentazione insieme, essendo sul fondo del tubo di prova le particelle che sedimenti più velocemente. Questa tecnica viene solitamente utilizzata come prima separazione, prima dell'uso di altre tecniche di centrifugazione più avanzate.

Centrifugazione isopicnica

La centrifugazione isopicnica è una tecnica di centrifugazione utilizzata per separare particelle o molecole in una miscela basata su differenze di densità. In effetti, il termine isopicnico significa letteralmente "uguale densità" e si riferisce al fatto che, dopo la centrifugazione, le particelle sono raggruppate con uguali valori di densità.

Per applicare la centrifugazione isop. Solo le particelle che sono meno dense del mezzo sedimenti verso il fondo del tubo di prova.

Centrifugazione zonale

È una tecnica molto efficace per separare i componenti da una miscela basata sia sulle sue densità che sulle sue velocità di sedimentazione. La tecnica consiste nel posizionare la miscela sopra un mezzo preformato che ha un gradiente di densità e quindi centrifuga entrambi i componenti insieme.

I sedimenti delle particelle fino a raggiungere l'area del gradiente che coincide con la loro densità. In questo modo, i componenti della miscela sono separati da aree in base alle differenze di densità.

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I gradienti di densità possono essere formati in modi diversi. Il modo più semplice è depositare strati successivi di soluzioni sempre più diluite di saccarosio, che hanno ottenuto un gradiente discontinuo.

I gradienti di saccarosio continui possono anche essere ottenuti attraverso dispositivi di formazione del gradiente, che mescolano una soluzione di saccarosio concentrata e una diluita in proporzioni variabili man mano che il tubo di prova viene riempito.

Infine, per i casi di separazione dell'acido nucleico, il gradiente di densità viene preparato ultracentrifuga una soluzione concentrata di cloruro di cesio. Dopo un periodo di tempo predeterminato, il CSCL è concentrato in background creando un gradiente continuo molto riproducibile.

Ultracentrifugazione

L'ultracentrifugazione è chiamata tecnica di centrifugazione in cui vengono raggiunte le velocità di rotazione fino a 150.000 giri / min, ottenendo così forze centrifughe fino a 10⁶ volte la forza di gravità (1 milione di gs).

L'ultracentrifugazione richiede centrifughi speciali in acciaio molto resistente. Inoltre, sono generalmente chiusi in cassetti, anche in acciaio, nel caso in cui qualsiasi pezzo sia rotto durante l'operazione.

In alcuni casi, la camera in cui le opere di centrifuga vengono evacuate (viene realizzato un vuoto) per evitare l'attrito con l'aria e raggiungere una velocità di rotazione ancora maggiori.

Il processo centrifugato viene generalmente monitorato utilizzando interferometri e luce UV. Questa tecnica di centrifugazione è comune nei laboratori di biologia cellulare, poiché consente di separare le strutture subcellulari.

Esempi di centrifugazione

Separazione del DNA

La centrifugazione è una delle tecniche più comunemente usate per asilar e purificare i campioni di DNA prima di eseguire analisi successive come la PCR. In questi casi, viene utilizzata la centrifugazione isopicnica.

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Esame del sangue

La centrifugazione è il modo più semplice per separare il sangue nei suoi componenti principali, vale a dire il plasma nel sangue e la frazione cellulare in cui si trovano i globuli rossi e bianchi.

Inoltre, la centrifugazione isop.

Centrifugazione nel settore lattiero -caseario

Il latte è una sospensione stabile di grassi e solidi lattiero -caseari in acqua. Questi grassi grassi e solidi costituiscono la base per l'elaborazione del burro, che sono separati sotto forma di crema attraverso la centrifugazione.

Separazione e isolamento enzimatico

Molti enzimi e proteine ​​utilizzati nell'industria farmaceutica, sintetizzano microrganismi specializzati alterati geneticamente. Una volta sintetizzati, questi enzimi vengono separati rompendo le cellule dei microrganismi che hanno prodotto e centrifugando la miscela risultante.

Riferimenti

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