Kaj je centrifugiranje? Opredelitev in načelo metode

Kaj je centrifugiranje? Za kaj se uporablja metoda? Izraz "centrifugiranje" pomeni ločevanje tekočih ali trdnih delcev snovi v različne frakcije s pomočjo centrifugalnih sil. Takšna ločitev snovi se izvaja zaradi uporabe posebnih aparatov - centrifug. Kakšno je načelo metode?

Načelo centrifugiranja

Podrobneje bomo obravnavali opredelitev. Centrifugacija je učinek na snovi z ultra-hitrim vrtenjem v specializiranem aparatu. Glavni del vsake centrifuge je rotor, ki vsebuje gnezda za namestitev epruvet z materialom, ki ga je treba ločiti v ločene frakcije. Med vrtenjem rotorja pri visokih hitrostih, centrifugalna sila. Snovi, nameščene v epruvete, so razdeljene na različne snovi glede na stopnjo gostote. Na primer, pri centrifugiranju vzorcev podzemne vode se tekočina loči in vsebujejo trdne snovi v njej.

Avtor metode

Prvič je postalo znano, da je takšno centrifugiranje po eksperimentih, ki jih je izvedel znanstvenik A. F. Lebedev. Metodo je razvil raziskovalec, da bi določil sestavo vode v tleh. Pred tem smo uporabili sedimentacijo tekočine, ki ji je sledilo ločevanje trdnih vzorcev. Razvoj metode centrifugiranja je omogočil veliko hitrejšo obvladovanje te naloge. Zaradi te ločitve je bilo nekaj minut mogoče izločiti trdno frakcijo snovi iz tekočine v suhi obliki.

Faze centrifugiranja

Diferencialno centrifugiranje se začne s sprejemanjem snovi, ki so predmet preiskave. Takšna predelava materiala poteka v rezervoarjih za usedanje. Med sedimentacijo delci ločijo s težo. To vam omogoča pripravo snovi za boljše ločevanje s pomočjo centrifugalnih sil.

Potem se snovi v epruvetah filtrirajo. Na tej stopnji se uporabljajo ti perforirani bobni, namenjeni ločevanju tekočih delcev iz trdnih snovi. Med predstavljenimi dogodki celoten sediment ostane na stenah centrifuge.

Prednosti

V primerjavi z drugimi metodami, ki so namenjene ločevanju posameznih snovi, kot je filtracija ali usedanje, centrifugiranje omogoča pridobivanje usedline z minimalno vsebnostjo vlage. Uporaba te ločilne metode omogoča ločevanje fino dispergiranih suspenzij. Rezultat je proizvodnja delcev velikosti 5-10 μm. Druga pomembna prednost centrifugiranja je možnost njenega izvajanja s pomočjo opreme majhnih količin in dimenzij. Edina pomanjkljivost metode je visoka energetska intenzivnost naprav.

Centrifugiranje v biologiji

V biologiji se ločevanje snovi v ločene snovi uporabi, če je potrebno, za pripravo pripravkov za pregled pod mikroskopom. Tukaj poteka centrifugiranje na kompleksnih napravah - citorotorjih. Poleg rež za preskusne cevi so te naprave opremljene z vzorčnimi držali in vsemi vrstami drsnih očal kompleksne zasnove. Od naprave centrifuge je pri pridobivanju raziskav v biologiji kakovost pridobljenih materialov neposredno odvisna od količine koristnih informacij, ki jih je mogoče pridobiti iz rezultatov analize.

Centrifugiranje v industriji rafiniranja nafte

Metoda centrifugiranja je nepogrešljiva pri ekstrakciji olja. Obstajajo ogljikovodiki, med katerimi se voda med destilacijo ne sprošča v celoti. Centrifugiranje omogoča odstranjevanje presežne tekočine iz sestave olja, kar poveča njegovo kakovost. V tem primeru olje raztopimo v benzenu, nato segrejemo na 60 ° C ^oC, nato pa podvržemo centrifugalni sili. Končno se izmeri količina vode, ki ostane v snovi, in po potrebi se postopek ponovi.

Centrifugiranje krvi

Ta metoda se pogosto uporablja za terapevtske namene. V medicini vam omogoča, da rešite naslednje težave:

1. Pridobivanje očiščenih vzorcev krvi za izvajanje plazmefereze. V ta namen centrifuga ločuje krvne elemente iz svoje plazme. Operacija omogoča odstranjevanje krvi virusov, prekomernih protiteles, patogenih bakterij, toksinov.
2. Priprava krvi za transfuzijo dajalca. Po ločenju telesne tekočine v ločenih frakcij s centrifugiranjem reciklira donatork rdečih krvnih celic, in se uporablja za transfuzijo ali zamrznili za nadaljnjo uporabo plazme.
3. Izolacija mase trombocitov. Snov pridobiva iz Plazemska krv, obogatena s trombociti. Nastala masa se uporablja v kirurških in hematoloških oddelkih zdravstvenih ustanov, v nujnih terapijah, operacijskih sobah. Uporaba mase trombocitov v medicini omogoča izboljšanje koagulabilnosti krvi pri prizadetih.
4. Sinteza eritrocitne mase. Centrifugiranje krvnih celic nastane z občutljivo ločitvijo njegovih frakcij po posebni tehniki. Pripravljena masa, bogata z rdečimi krvnimi celicami, se uporablja za transfuzijo z izgubo krvi, operacijami. Eritrocitna masa se pogosto uporablja za zdravljenje anemije, druge bolezni krvi sistemske narave.

V sodobni medicinski praksi se uporabljajo številne nove generacije instrumentov, ki omogočajo pospeševati rotirajoči boben do določene hitrosti in ga ustaviti v določenem trenutku. To vam omogoča, da natančneje razdelite kri v rdeče krvne celice, trombocite, plazmo, serum in strdke. Podobno se preučijo druge telesne tekočine, še posebej pa se ločijo snovi v urinu.

Centrifuge: osnovni tipi

Ugotovili smo, kaj je centrifugacija. Zdaj pa ugotovimo, katere naprave se uporabljajo za izvajanje metode. Centrifuge so zaprti in odprti z mehanskim ali ročnim pogonom. Glavni del delov odprtih naprav je vrtljiva os, ki se nahaja navpično. V zgornjem delu je trak pravokotno pritrjen, kjer se nahajajo premične kovinske cevi. Vsebujejo posebne epruvete, zožene na dnu. Na spodnji strani rokavov položite bombažno volno, ki preprečuje poškodbe steklene cevi, ko pride v stik s kovino. Nato je naprava v gibanju. Po določenem času se tekočina loči od suspendiranih trdnih snovi. Po tem se ustavi ročna centrifuga. Na dnu cevi je koncentrirana gosta trdna oborina. Nad njim je tekoči del snovi.

Mehanske centrifuge zaprtega tipa imajo veliko število rokavov za postavitev cevi. Takšne naprave so bolj priročne kot ročne. Njihove rotorje poganjajo močni električni motorji in lahko pospešijo do 3000 vrt / min. To omogoča boljšo ločitev tekočih snovi iz trdnih snovi.

Značilnosti priprave epruvet med centrifugiranjem

Cevi, ki se uporabljajo za centrifugiranje, morajo biti napolnjene s preskusnim materialom enake mase. Zato za meritve uporabljamo posebne natančne lestvice. Če je potrebno izravnati večkratne epruvete v centrifugi, se uporabi naslednja metoda. Ko stehtali par steklenih posod in dosegli enako maso, je eden izmed njih ostal standarden. Naslednje cevi so uravnotežene s tem vzorcem, preden se dajo v aparat. Ta tehnika znatno pospeši delo, kadar je potrebno pripraviti na centrifugiranje celotne serije epruvet.

Treba je omeniti, da v epruvetah nikoli ni preveč testnih snovi. Steklene posode so napolnjene tako, da razdalja do roba ni manjša od 10 mm. V nasprotnem primeru se snov izliva iz cevi pod vplivom centrifugalne sile.

Supercentrifuge

Za ločitev komponent izredno tanke suspenzije ne zadostuje uporaba običajnih ročnih ali mehanskih centrifug. V tem primeru je potreben bolj impresiven učinek na snovi iz centrifugalnih sil. Pri izvajanju takih procesov se uporabljajo supercentrifuge.

Naprave predstavljenega načrta so opremljene s slepim bobnom v obliki cevi nepomembnega premera - ne več kot 240 mm. Dolžina takega bobna je precej večja od njenega preseka, kar omogoča znatno povečanje števila vrtljajev in ustvarjanje močne centrifugalne sile.

V supercentrifugi preskusna snov vstopa v boben, se premika vzdolž cevi in ​​udari proti posebnim reflektorjem, ki vrže material na stene naprave. Obstajajo tudi komore za ločevanje lahkih in težkih tekočin posebej.

Prednosti supercentrifug zajema:

• absolutna tesnost;
• največja intenziteta ločevanja snovi;
• kompaktna velikost;
• možnost ločevanja snovi na molekularni ravni.

Na koncu

Zato smo ugotovili, kaj je centrifugiranje. Trenutno metoda najde svojo aplikacijo, kadar je treba precipitirati raztopine raztopin, prečistiti tekočine, ločene sestavine biološko aktivnih in kemičnih snovi. Ultracentrifuge se uporabljajo za ločevanje snovi na molekularni ravni. Metoda centrifugiranja se aktivno uporablja v kemični, naftni, jedrski, prehrambeni industriji, pa tudi v medicini.