SENTRIFUGASI: APA YANG TERDIRI DARIPADA, JENIS, KEPENTINGAN, CONTOH - KIMIA - 2025

The centrifugation adalah teknik, kaedah atau prosedur, mekanikal atau fizikal memisahkan molekul atau zarah dengan ketumpatan yang berbeza dan juga di dalam medium cecair. Landasannya adalah penerapan daya sentrifugal, yang diterapkan oleh peralatan yang disebut sentrifugal.

Dengan sentrifugasi, komponen sampel cecair dapat dipisahkan dan dianalisis. Antara komponen ini adalah kelas molekul atau zarah yang berbeza. Partikel merujuk kepada pecahan sel yang berlainan, organel sel, bahkan pelbagai jenis sel, antara lain.

Sentrifuge. Sumber: Matt Janicki melalui Flickr

Theodor Svedger dianggap sebagai salah satu pelopor utama dalam penyelidikan sentrifugasi. Hadiah Nobel pada tahun 1926, menentukan bahawa molekul atau zarah dengan ukurannya sendiri mempunyai pekali pemendapan yang berbeza S. The "S" berasal dari Svedger, untuk menghormati karyanya.

Oleh itu zarah mempunyai kadar pemendapan khas. Ini bermaksud bahawa tidak semuanya berperilaku dengan cara yang sama di bawah tindakan daya sentrifugal yang dinyatakan dalam putaran per minit (rpm), atau sebagai fungsi radius rotor (daya sentrifugal relatif, g).

Antara faktor yang menentukan S dan kelajuannya adalah, sebagai contoh, ciri molekul atau zarah; sifat medium; teknik atau kaedah sentrifugasi; dan jenis emparan yang digunakan, antara aspek lain.

Sentrifugasi dikelaskan mengikut kegunaannya. Sebagai persediaan, apabila terhad kepada pemisahan komponen sampel; dan dalam analisis, apabila ia juga bertujuan untuk menganalisis molekul atau zarah yang dipisahkan. Sebaliknya, ia juga boleh dikelaskan berdasarkan keadaan proses.

Sentrifugasi dalam pelbagai jenisnya sangat penting untuk kemajuan pengetahuan saintifik. Digunakan di pusat penyelidikan, ini telah memudahkan pemahaman proses biokimia dan biologi yang kompleks, antara lain.

Apa itu terdiri? (proses)

Asas sentrifugasi

Proses sentrifugasi didasarkan pada fakta bahawa molekul atau zarah yang membentuk sampel dalam larutan, akan berputar ketika berputar dalam alat yang disebut sentrifugal. Ini menyebabkan pemisahan zarah dari persekitaran yang mengelilinginya ketika mereka mengendap pada kelajuan yang berbeza.

Prosesnya secara khusus berdasarkan teori pemendapan. Menurut ini, zarah-zarah yang mempunyai ketumpatan yang lebih tinggi akan mengendap, sementara zat atau komponen persekitaran yang lain akan tetap terampai.

Kenapa? Kerana molekul atau zarah mempunyai ukuran, bentuk, jisim, isi padu dan ketumpatannya sendiri. Oleh itu, tidak semuanya berjaya mendapan dengan cara yang sama, yang diterjemahkan menjadi pekali pemendapan yang berbeza S; dan akibatnya pada kadar pemendapan yang berbeza.

Sifat-sifat ini adalah sifat yang membolehkan molekul atau zarah dipisahkan oleh daya sentrifugal pada kelajuan sentrifugasi tertentu.

Daya empar

Daya sentrifugal akan dipengaruhi oleh beberapa faktor yang akan menentukan pemendapan: yang ada pada molekul atau zarah; dengan ciri-ciri persekitaran di mana mereka dijumpai; dan faktor-faktor yang berkaitan dengan emparan di mana prosedur sentrifugasi dilakukan.

Berkaitan dengan molekul atau zarah, jisim, isipadu spesifik, dan faktor pengapungan yang sama mempengaruhi faktor dalam pemendapan.

Mengenai persekitaran yang mengelilingi mereka, jisim pelarut yang dipindahkan, ketumpatan medium, daya tahan untuk maju dan pekali geseran adalah penting.

Mengenai centrifuge, faktor terpenting yang mempengaruhi proses pemendapan adalah jenis rotor, kecepatan sudut, daya sentrifugal, dan akibatnya kecepatan sentrifugal.

Jenis-jenis empar

Terdapat beberapa jenis sentrifugal yang mana sampel dapat dikenakan kecepatan sentrifugasi yang berlainan.

Bergantung pada kecepatan maksimum yang mereka capai, dinyatakan dalam pecutan sentrifugal (daya sentrifugal relatif g), mereka dapat diklasifikasikan sebagai sentrifugal, dengan kecepatan maksimum sekitar 3,000 g.

Semasa di supercentrifuges yang disebut, julat kelajuan yang lebih besar dapat dicapai hampir 25.000 g. Dan dalam ultrasentrifug, kelajuannya jauh lebih tinggi, mencapai 100,000 g.

Menurut kriteria lain, ada tablet mikro sentrifugal atau sentrifugal, yang khusus untuk melakukan proses sentrifugasi dengan jumlah sampel kecil, mencapai kisaran 12.000 hingga 15.000 g.

Terdapat sentrifugasi berkapasiti tinggi yang memungkinkan untuk menyentrifkan jumlah sampel berkelajuan tinggi yang lebih besar seperti ultrasentrifug.

Secara amnya, beberapa faktor mesti dikawal untuk melindungi pemutar dan sampel daripada terlalu panas. Untuk ini, ultrasentrifug telah dibuat dengan keadaan vakum atau penyejukan khas, antara lain.

Jenis pemutar

Salah satu elemen penentu adalah jenis rotor, alat yang berputar dan tempat tiub diletakkan. Terdapat pelbagai jenis rotor. Antara yang utama ialah rotor swingarm, rotor sudut tetap dan rotor menegak.

Dalam miring rotor, ketika meletakkan tabung di alat jenis rotor ini dan ketika berputar, tabung akan memperoleh susunan tegak lurus dengan sumbu putaran.

Dalam pemutar sudut tetap, sampel akan berada di dalam struktur pepejal; seperti yang dilihat dalam gambar dan di banyak empar.

Dan dalam rotor menegak di beberapa ultrasentrifug, tiub akan berputar selari dengan paksi putaran.

Jenis-jenis sentrifugasi

Jenis sentrifugasi berbeza-beza mengikut tujuan penerapannya dan keadaan di mana proses tersebut dijalankan. Keadaan ini mungkin berbeza bergantung pada jenis sampel dan sifat apa yang hendak dipisahkan dan / atau dianalisis.

Terdapat kriteria klasifikasi pertama berdasarkan objektif atau tujuan pelaksanaannya: sentrifugasi persediaan dan sentrifugasi analitik.

Sentrifugasi persediaan

Ia menerima nama ini apabila sentrifugasi digunakan terutamanya untuk mengasingkan atau memisahkan molekul, zarah, serpihan sel atau sel, untuk penggunaan atau analisisnya kemudian. Jumlah sampel yang biasanya digunakan untuk tujuan ini agak besar.

Sentrifugasi analitik

Sentrifugasi analitik dilakukan untuk mengukur atau menganalisis sifat fizikal, seperti pekali pemendapan dan jisim molekul zarah yang diselesaikan.

Sentrifugasi berdasarkan objektif ini dapat dilakukan dengan menerapkan keadaan standard yang berbeza; seperti halnya, misalnya, salah satu teknik ultrasentrifugasi analitik, yang memungkinkan untuk menganalisis molekul atau zarah yang dipisahkan, bahkan ketika pemendapan berlaku.

Dalam beberapa kes tertentu, penggunaan tiub emparan kuarza mungkin diperlukan. Oleh itu, mereka membenarkan perjalanan cahaya yang dapat dilihat dan ultraviolet, kerana semasa proses sentrifugasi molekul diperhatikan dan dianalisis dengan sistem optik.

Tepatnya, ada kriteria klasifikasi lain yang bergantung pada ciri atau keadaan di mana proses sentrifugasi dilakukan. Ini adalah: sentrifugasi pembezaan, sentrifugasi zon atau jalur, dan sentrifugasi keseimbangan isopiknik atau pemendapan.

Sentrifugasi pembezaan

Jenis sentrifugasi ini terdiri dari menundukkan sampel ke sentrifugasi, umumnya dengan rotor sudut, untuk waktu dan kelajuan tertentu.

Ini berdasarkan pemisahan zarah kerana perbezaan kelajuan pemendapan, yang secara langsung berkaitan dengan ukurannya. S yang lebih besar dan lebih besar S, menetap di bahagian bawah tiub; sementara yang lebih kecil akan tetap digantung.

Pemisahan endapan yang ditangguhkan sangat penting dalam jenis sentrifugasi ini. Zarah-zarah terampai mesti diturunkan atau dikeluarkan dari tiub, sehingga sedimen atau pelet dapat digantung dalam pelarut lain untuk pemurnian berikutnya; iaitu, disentrifugasi lagi.

Teknik jenis ini tidak berguna untuk memisahkan molekul. Sebaliknya, ia boleh digunakan untuk memisahkan, misalnya, organel sel, sel, antara zarah lain.

Sentrifugasi zon atau jalur

Sentrifugasi zonal atau jalur melakukan pemisahan komponen sampel berdasarkan perbezaan S ketika melalui medium dengan kecerunan kepadatan yang telah dibentuk; seperti Ficoll, atau sukrosa, misalnya.

Sampel diletakkan di atas kecerunan tabung uji. Selepas itu, disentrifugasi pada kelajuan tinggi dan pemisahan berlaku pada jalur yang berlainan yang disusun di sepanjang tengah (seolah-olah gelatin dengan beberapa lapisan).

Zarah-zarah dengan nilai S yang lebih rendah tetap di awal medium, sementara zarah-zarah yang lebih besar atau mempunyai S yang lebih tinggi, menuju ke bahagian bawah tiub.

Dengan prosedur ini, komponen yang terdapat dalam jalur pemendapan yang berbeza dapat dipisahkan. Penting untuk mengawal masa dengan baik untuk mengelakkan semua molekul atau zarah sampel mengendap ke bahagian bawah tiub.

Sentrifugasi isopiknik dan jenis lain

-Ada banyak jenis sentrifugasi lain, seperti isopycnic. Ini mengkhusus dalam memisahkan makromolekul, walaupun ia jenis yang sama. DNA sangat sesuai dengan makromolekul jenis ini, kerana ia menunjukkan variasi dalam urutan dan kuantiti asas nitrogennya; dan oleh itu mendapan pada kelajuan yang berbeza.

-Ada juga ultrasentrifugasi, di mana ciri-ciri pemendapan biomolekul dikaji, suatu proses yang dapat dipantau menggunakan sinar ultraviolet, misalnya.

Ini berguna dalam memahami struktur subselular, atau organel. Ini juga telah memungkinkan kemajuan dalam biologi molekul dan pengembangan polimer.

Permohonan

Terdapat banyak bidang kehidupan seharian di mana pelbagai jenis sentrifugasi digunakan. Mereka digunakan untuk perkhidmatan kesihatan, di makmal bioanalisis, dalam industri farmaseutikal, antara lain. Walau bagaimanapun, kepentingannya dapat disimpulkan dalam dua perkataan: memisahkan dan mencirikan.

Mengasingkan zarah

Dalam kimia, teknik sentrifugasi yang berbeza terbukti sangat penting kerana banyak sebab.

Ia memungkinkan untuk memisahkan dua molekul atau zarah yang tidak dapat dicampuradukkan. Membantu menghilangkan kekotoran, bahan atau zarah yang tidak diingini dalam sampel; contohnya, contoh di mana anda hanya mahu mengawetkan protein.

Dalam sampel biologi, seperti darah, plasma dapat dipisahkan dari komponen sel dengan sentrifugasi. Ini menyumbang kepada prestasi pelbagai jenis ujian biokimia atau imunologi pada plasma atau serum, serta untuk kajian rutin atau khas.

Malah sentrifugasi membolehkan pelbagai jenis sel dipisahkan. Dari sampel darah, misalnya, sel darah merah dapat dipisahkan dari leukosit atau sel darah putih, dan juga dari platelet.

Utiliti yang sama dapat diperoleh dengan sentrifugasi pada salah satu cecair biologi: air kencing, cecair serebrospinal, cairan amniotik, antara lain. Dengan cara ini pelbagai analisis dapat dilakukan.

Sebagai teknik pencirian

Ini juga memungkinkan untuk mengkaji atau menganalisis ciri atau sifat hidrodinamik banyak molekul; terutamanya molekul kompleks atau makromolekul.

Serta banyak makromolekul seperti asid nukleik. Bahkan menjadikannya lebih mudah untuk mencirikan perincian subtipe molekul yang sama seperti RNA, di antara banyak aplikasi lain.

Contohnya sentrifugasi

-Terima kasih kepada teknik sentrifugasi yang berbeza, kemajuan telah dicapai dalam pengetahuan yang tepat mengenai proses biologi yang kompleks seperti penyakit berjangkit dan metabolisme, antara lain.

-Melalui sentrifugasi, banyak aspek dan struktur molekul dan biomolekul ultra-struktur telah dijelaskan. Di antara biomolekul seperti itu, protein insulin dan hemoglobin; dan sebaliknya, asid nukleik (DNA dan RNA).

-Dengan sokongan sentrifugasi, pengetahuan dan pemahaman mengenai banyak proses yang menopang kehidupan telah diperluas. Salah satunya ialah kitaran Krebs.

Dalam bidang kegunaan yang sama, ia telah mempengaruhi pengetahuan molekul yang membentuk rantai pernafasan. Oleh itu, memberi penerangan pemahaman mengenai proses kompleks fosforilasi oksidatif, atau pernafasan sel benar, di antara banyak proses lain.

-Akhirnya, ini telah memberikan kontribusi untuk mempelajari berbagai proses, seperti penyakit berjangkit, dengan memungkinkan analisis rute diikuti oleh DNA yang disuntik oleh fage (virus bakteria) dan protein yang dapat disintesis oleh sel inang.

Rujukan

1. Parul Kumar. (sf). Centrifuge: Pengenalan, Jenis, Kegunaan dan Butiran Lain (Dengan Rajah). Diambil dari: biologydiscussion.com
2. Bab 3 Sentrifugasi. . Dipulihkan dari: phys.sinica.edu.tw
3. Asas Biokimia dan Biologi Molekul Gunaan. (Sarjana Muda Biologi) Topik 2: sentrifugasi. . Diambil dari: ehu.eus
4. Mathews, CK dan Van Holde, KE (1998). Biokimia, edisi ke-2. McGraw-Hill Interamericana.
5. Wikipedia. (2018). Sentrifugasi. Diambil dari: en.wikipedia.org