Mis on tsentrifuugimine? Meetodi määratlus ja põhimõte

Mis on tsentrifuugimine? Mis meetodit kasutatakse? Mõiste "tsentrifuugimine" tähendab aine vedelate või tahketest osakestest eraldamist tsentrifugaaljõudude abil mitmetesse fraktsioonidesse. Selline ainete eraldamine toimub erivahendite - tsentrifuugide kasutamise tõttu. Milline on meetodi põhimõte?

Tsentrifuugimise põhimõte

Vaatame seda määratlust üksikasjalikumalt. Tsentrifuugimine mõjutab aineid ülikiire pöörlemise abil spetsiaalses aparaadis. Iga tsentrifuugi põhiosa on rootor, mis sisaldab materjalide katseklaaside paigaldamiseks pesasid, mis tuleb eraldada eraldi fraktsioonidena. Rootori pöörlemisel suurel kiirusel käivitub tsentrifugaaljõud. Katseklaasidesse asetatud ained jaotatakse vastavalt tiheduse tasemele erinevatele ainetele. Näiteks põhjaveeproovide tsentrifuugimisel eraldatakse vedelik ja selles sisalduvad tahked ained ladestuvad.

Meetodi autor

Esimest korda sai teada, et selline tsentrifuugimine pärast teadlase A. F. Lebedjevi eksperimente. Selle meetodi töötas välja uurija, et määrata mullavere koostis. Varem kasutati sel eesmärgil vedelat settimist, millele järgnes tahke proovide eraldamine sellest. Tsentrifuugimismeetodi väljatöötamine võimaldas seda ülesannet palju kiiremini toime tulla. Tänu sellele lahutamisele sai mõne minuti jooksul vedelast ainest kuivainena tahke aine fraktsioon välja tõmmata.

Tsentrifuugimise etappid

Erinev tsentrifuugimine algab uuritavate ainete arveldamisega. Selline materjali töötlemine toimub paigaldusaparaadis. Sedimentatsiooni ajal eralduvad osakesed gravitatsiooniga. See võimaldab ette valmistada ained paremaks eraldamiseks tsentrifugaaljõudude abil.

Seejärel filtreeritakse katseklaasi ained. Selles etapis kasutatakse niinimetatud perforeeritud trumlit, mis on ette nähtud tahkete ainete vedelate osakeste eraldamiseks. Esitatavate toimingute ajal jääb kogu sete tsentrifuugi seintele.

Eelised

Võrreldes teiste meetoditega, mille eesmärk on üksikute ainete eraldamine, näiteks filtreerimine või settimine, on tsentrifuugimine võimalik saada minimaalse niiskusesisaldusega setteid. Selle eraldamismeetodi kasutamine võimaldab eristada peeneks hajutatud suspensioone. Tulemuseks on 5-10 μm suuruste osakeste tootmine. Tsentrifuugimise veel üks oluline eelis on selle teostamise võimalus väikeste mahtude ja mõõtmetega varustusega. Meetodi ainus tagasilöök on seadmete suur energiakindlus.

Tsentrifuugimine bioloogias

Bioloogias kasutatakse mikroskoobi jaoks uuringute ettevalmistamisel ainete eraldamist eraldi ainetesse. Tsentrifuugimine toimub siin komplekssetel seadmetel - tsütotorud. Katseklaaside pilude kõrval on need seadmed varustatud proovihoidjatega, igat liiki slaididega keeruka kujundusega. Tsentrifuugi seadme bioloogiliste uuringute läbiviimisel sõltub saadud materjalide kvaliteet otseselt kasuliku teabe hulgast, mida saab analüüsitulemustest saada.

Tsentrifuugimine õli rafineerimistehases

Tsentrifuugimise meetod on õli ekstraheerimisel asendamatu. Seal on süsivesinikke, millest vett destilleerimisel täielikult ei eraldu. Tsentrifuugimine võimaldab liigset vedelat eemaldada õli koostistest, suurendades selle kvaliteeti. Sellisel juhul lahustatakse õli benseenis, seejärel kuumutatakse temperatuuril 60 ^° C ja seejärel tsentrifugaaljõule. Lõpuks mõõdetakse aine sisaldus vees ja vajadusel korratakse seda protseduuri.

Vere tsentrifuugimine

Seda meetodit kasutatakse laialdaselt ravi eesmärgil. Meditsiinis võimaldab see lahendada järgmisi probleeme:

1. Puhastatud vereproovide saamine plasmapheezi läbiviimiseks. Sel eesmärgil eraldab tsentrifuug vereli elemente oma plasmast. Operatsioon võimaldab viiruste, liigsete antikehade, patogeensete bakterite, toksiinide vere vabastamist.
2. Doonori transfusiooni vere ettevalmistamine. Pärast keha vedeliku jagamist tsentrifuugimisega eraldatud fraktsioonidesse suunatakse vererdonor doonorile ja plasma kasutatakse transfusiooniks või külmutatakse järgnevaks kasutamiseks.
3. Trombotsüütide massi eraldamine. Aine saadakse trombotsüütidega rikastatud vereplasmast. Saadud massi kasutatakse meditsiiniseadmete kirurgias ja hematoloogias, erakorralises ravis, operatsiooniruumis. Trombotsüütide massi kasutamine meditsiinis võimaldab mõjutatud inimestel parandada vere hüübivust.
4. Erütrotsüütide massi süntees. Vere-rakkude tsentrifuugimine toimub selle fraktsioonide õrna lahutamise teel vastavalt spetsiaalsele meetodile. Punaste verelibledega rikas valmis massi kasutatakse verekaotus, operatsioonid. Erütrotsüütset massi kasutatakse sageli aneemia, teiste süsteemse iseloomuga verehaiguste raviks.

Kaasaegses meditsiinipraktikas kasutatakse palju uusi põlvkonna seadmeid, mis võimaldavad pöörleva trumli kiirendamist teatud kiiruseni ja peatada selle teatud ajahetkel. See võimaldab teil täpsemalt jaotada vere punaliblede, trombotsüütide, plasma, seerumi ja hüübide vahel. Analoogselt uuritakse teisi kehavedelikke, eriti uriiniga eraldatud ained.

Tsentrifuugid: põhitüübid

Me mõtlesime, milline on tsentrifuugimine. Nüüd uurime, milliseid seadmeid kasutatakse meetodi rakendamiseks. Tsentrifuugid on suletud ja avatud, mehaanilise või käsiseadmega. Käsi avatud seadmete peamine tööosa on pööratav telg, mis asub vertikaalselt. Ülemine osa riba on fikseeritud risti, kus asuvad liiguvad metallist varrukad. Need sisaldavad spetsiaalseid katseklaase, mis on põhjas kitsendatud. Varrukate põhjas pannakse puuvill, mis väldib klaasist toru kahjustumist, kui see puutub kokku metalliga. Seejärel seade seatakse sisse. Pärast teatud aja möödumist eraldub vedelik suspendeeritavatest tahketest ainetest. Seejärel peatatakse manuaalne tsentrifuug. Tihedus, tahke sade kontsentreeritakse torude põhjas. Üle selle on aine vedel osa.

Mehhaaniliste suletud tsentrifuugidega on torude paigutamiseks suur hulk varrukasid. Sellised seadmed on mugavamad kui käsitsi. Nende rootoreid juhivad võimsad elektrimootorid ja see võib kiireneda kuni 3000 p / min. See võimaldab vedelaid aineid paremini eraldada tahketelt ainetest.

Tsentrifuugimise ajal katseklaasi ettevalmistamise tunnused

Tsentrifuugimisel kasutatavad katseklaasid täidetakse identse massiga katsematerjaliga. Seepärast kasutatakse siin mõõtmiste jaoks spetsiaalseid täppiskaala. Kui on vaja mitme katseklaasi tasakaalustamist tsentrifuugis, kasutatakse järgmist meetodit. Pärast paari klaasist mahutite kaalumist ja sama massi saavutamist jäetakse üks neist standardina. Järgmised katseklaasid tasakaalustatakse selle prooviga enne seadmesse paigutamist. See meetod kiirendab oluliselt tööd, kui on vaja ette valmistada terve rea katseklaase tsentrifuugimisele.

Tuleb märkida, et katseklaasides ei ole kunagi liiga palju uuritavaid aineid. Klaasist anumad täidetakse nii, et kaugus servast on vähemalt 10 mm. Vastasel juhul valatakse aine torust tsentrifugaaljõu mõjul välja.

Super tsentrifuugid

Väga õhukeste vedelike komponentide eraldamiseks ei piisa tavapäraste käsitsi või mehaaniliste tsentrifuugide kasutamisest. Sellisel juhul on tsentrifugaaljõudude küljelt vaja rohkem muljetavaldavat mõju. Selliste protsesside rakendamisel kasutatakse supertsentrifuugisid.

Esitatud plaani seadmed on varustatud trumlina väikese läbimõõduga toru kujul - mitte rohkem kui 240 mm. Sellise trumli pikkus on palju suurem kui selle ristlõige, mis võimaldab oluliselt suurendada pöörete arvu ja luua võimsa tsentrifugaaljõu.

Ümbertsentrifuugis siseneb uuritav aine trumlisse, liigub mööda toru ja lööb vastu spetsiaalseid peegeldureid, mis viskab materjali seadme seintele. Samuti on olemas kojad, mis on ette nähtud kergete ja raskete vedelike eraldi eraldamiseks.

Supersentrifuugide eelised on:

• Absoluutne pingutus;
• Ainete eraldamise kõrgeim intensiivsus;
• Kompaktne suurus;
• Võimalus eraldada aineid molekulaarsel tasandil.

Kokkuvõtteks

Nii saime teada, mis on tsentrifuugimine. Praegu leiab meetod selle rakenduse, kui on vaja lahuste lahustamist sadestada, puhastada vedelikke, bioloogiliselt aktiivsete ja keemiliste ainete eraldi komponente. Ultratsentrifuugisid kasutatakse ainete eraldamiseks molekulaarsel tasandil. Tsentrifuugimise meetodit kasutatakse aktiivselt keemia-, õli-, tuuma-, toiduainetööstuses ja meditsiinis.