Математическая модель разделения частиц

Изопикническое центрифугирование проводят как в градиенте плотности, так и обычным путем. Если центрифугирование проводят не в градиенте плотности, препарат сначала центрифугируют так, чтобы осели частицы, молекулярный вес которых больше, чем у исследуемых частиц. Эти тяжелые частицы отбрасывают и образец суспендирует в среде, плотность которой такая же, как и у фракции, которую хотят выделить, а затем центрифугируют до тех пор, пока исследуемые частицы не осядут на дно пробирки, а частицы меньшей плотности не всплывут на поверхность жидкости.

Зонально-изопикническое центрифугирование. Способ заключается в наслаивании образца на поверхность раствора с непрерывным градиентом плотности, охватывающим диапазон плотностей всех компонентов смеси. Центрифугирование проводят до тех пор пока плавучая плотность частиц не сравняется с плотностью соответствующих зон, т.е. пока не произойдет разделение частиц по зонам.

Равновесное центрифугирование в градиенте плотности. Для создания градиента плотности используют соли тяжелых металлов, например рубидия или цезия, а также растворы сахарозы. Данный метод является также одним из методов разделения и изучения липопротеидов плазмы крови человека.

Аналитическое ультрацентрифугирование.

В отличие от препаративного центрифугирования, целью которого является разделение веществ и их очистка, аналитическое ультрацентрифугирование применяется в основном для изучения седиментационных свойств биологических макромолекул и других структур. Поэтому в аналитическом центрифугировании применяют роторы и регистрирующие системы особой конструкции; они позволяют непрерывно наблюдать за седиментацией материала в центробежном поле. Аналитические ультрацентрифуги могут развивать скорость до 70000 об/мин, при этом ускорение до 500000g. Ротор у них, как правило, имеет форму эллипсоида и соединен посредством струны с двигателем, что позволяет варьировать скорость вращения ротора. Ротор вращается в вакуумной камере снабженной холодильной установкой, и имеет две ячейки аналитическую и балансировочную, которые устанавливаются в центрифуге строго вертикально параллельно оси вращения. Балансировочная ячейка служит для уравновешивания аналитической и представляет собой металлический блок с прецизионной системой. В ней имеются два индексных отверстия, находящиеся на строго определенном расстоянии от оси вращения, с помощью которых определяют соответствующие расстояния аналитической ячейки. Аналитическая ячейка, емкость которой, как правило, равна 1 см3, имеет секторальную форму. При правильной установке в роторе она, несмотря на то, что стоит вертикально, работает по тому же принципу, что и ротор с подвесными стаканами, создавая практически идеальные условия седиментации.

Применение препаративных центрифуг.

Препаративные центрифуги можно подразделить на три основные группы:

Центрифуги общего назначения;

Скоростные центрифуги;

Препаративные ультрацентрифуги.

Центрифуги общего назначения развивают максимальную скорость 6000 об/мин и ЦУ до 6000 g. Они отличаются друг от друга только емкостью и имеют целый ряд сменных роторов: угловых и с подвесными стаканами. Одной из особенностей этих центрифуг является их большая емкость - от 4 до 6 дм3, что позволяет загружать их не только пробирками емкостью 10, 50 и 100 см3, но и сосудами емкостью до 1,25 дм3. Во всех центрифугах этого типа роторы жестко крепятся на валу привода, и центрифугируемые пробирки должны быть тщательно уравновешены и различаться по весу не более чем 0,25 г. Нельзя загружать в ротор нечетное число пробирок, а при загрузке в ротор пробирки следует размещать симметрично одна против другой, обеспечивая таким образом равномерное распределение пробирок относительно оси вращения ротора.