Виды лабораторных центрифуг и вортексов, их назначение и отличие

05 ноября 2013

Центрифугирование, разделение разнообразных смесей и субстанций на их составные части, это тот метод, который применяется в лабораторных и медицинских исследованиях, пожалуй, чаще всего. Поэтому и центрифуга медицинская, и центрифуга лабораторная, можно сказать, стали незаменимыми приборами в современной жизни. И сейчас для того, чтобы оснастить свою лабораторию по последнему слову научно-технического процесса, приходится учиться разбираться в огромном количестве характеристик центрифуг.

В основе действия этих приборов лежит оказание воздействия на объекты исследования центробежной силой, которая и обеспечивает разделение их на составляющие. Основным рабочим элементом, которым обязательно оснащены центрифуги лабораторные медицинские является ротор, которому с помощью привода задается вращательное движение с программируемой скоростью.

Работает центрифуга (вортекс) чаще всего от электричества. Однако существуют и другие технические решения. Например, существует микроцентрифуга с ручным приводом. Все приборы, предназначенные для центрифугирования, обязательно имеют корпус, камеру ограждения и органы управления. Кроме этого, в зависимости от целей, проводящихся с помощью их исследований, приборы комплектуются теми или иными дополнительными функциями: таймерами, измерителями, охладителями (центрифуга лабораторная с охлаждением), датчиками для контроля, а также электронными приспособлениями для автоматизации процесса центрифугирования. Надо отметить, что чем более совершенный и современный прибор использует та или иная лаборатория, тем более точным и быстрым получается результат проводящихся исследований.

Классифицируют эти лабораторные приборы по двум основным принципам. Первый основан на количестве материала, которое за один раз обрабатывает аппарат. Так для анализа малых доз (а именно, до двухсот миллиграмм) используется микроцентрифуга, а вот объемные образцы загружаются в специальные аппараты, емкость которых доходит до шести литров.

Стандартная центрифуга лабораторная (настольная) обрабатывает обычно полулитровые объемы.

Вторым классифицирующим признаком является скорость вращения. При проведении исследований, требующих центрифугирования на больших скоростях применяются высокоскоростные или ультрацентрифуги. Наиболее медленными являются микроцентрифуги.

Вортекс лабораторный — это прибор, который несколько отличается по устройству от стандартой центрифуги. Действие его основано на принципе эксцентричности (орбитальный тип врашения). Применяется он в широком спектре научных и медицинских лабораторий для перемешивания содержимого пробирок или же небольших флаконов. Часто его используют для перемешивания пробирок с различными химическими реактивами, а также с суспензиями с тканями. А в медицинских лабораториях он незаменим для быстрого перемешивания в пробирках или флаконах биологических жидкостей. Различают вортексы двух основных типов: непрерывный и импульсный (в этом случае прибор активируется нажатием основания пробирки на головку вортекса.

Техническими параметрами, на которые покупателю обязательно следует обратить внимание при покупке лабораторной центрифуги являются:
1. Максимальная скорость вращения. Она не превышает 25 000 об/мин для лабораторных центрифуг. Однако наиболее востребованы и универсальны приборы с максимальной скоростью — до 4 000 оборотов в минуту, потому что для большинства исследований, проводящихся в лабораторных условиях подобной скорости бывает достаточно.
2. Дискретность, или шаг, с которым возможно изменять частоту вращения прибора. Чем меньше дискретность центрифуги, тем больше вариантов ее использования.

3. Тип ротора. Существует горизонтальный или угловой тип.
4. Вместимость ротора центрифуги — количество пробирок (а также их емкость), которые вмещаются за одну закладку в центрифуге.

В компании ООО ТД «Лабораторное оснащение» вы сможете приобрести как высокотехнологичную лабораторную центрифугу, позволяющую производить самые сложные, многоэтапные исследования, так и экономичные настольные аппараты, отличающиеся компактностью и мобильностью, однако несмотря на размеры, позволяющие производить полноценные, качественные исследования. Поэтому, если вам нужна центрифуга лабораторная, купить которую вам нужно в сжатые сроки и по умеренной цене, то вам к нам! Мы работаем с ведущими мировыми лидерами, производителями надежных центрифуг, такими как: Hettich, EBA, Liston, Beckman Coulter, Funke Gerber, MSE, Thermo Fisher Scientific, Hitachi Koki, Eppendorf и, конечно, BioSan. Наше сотрудничество носит многолетний характер, поэтому купленная вами у нас центрифуга лабораторная (цена которой будет заведомо ниже общерыночной) не только станет надежной помощницей в работе, но и поможет вам сэкономить.

Как видите, до удачной покупки вам остается сделать всего один шаг — связаться (по телефону или почте) с нашими консультантами. Так чего же вы ждете?

Принцип проточного центрифугирования – Beckman Coulter

Тип контента: Технические указания по применению
Авторы: Mel Dorin, Judy Cummings
Beckman Coulter, Inc., Indianapolis, IN 46268, U. S.

Чтобы осадить материал в центрифужном роторе, необходимо выполнить следующие шаги:

1. Загрузить образец в ротор.
2. Разогнать центрифугу до рабочей скорости.
3. Центрифугировать образец определенный промежуток времени.
4. Остановить ротор.
5. Извлечь образец.

Эти шаги следует повторять до полной обработки всего образца. Если его много, скорость осаждения низкая, время разгона/торможения ротора долгое, а емкость ротора маленькая, то процесс центрифугирования будет трудоемким и время затратным.

Проточное центрифугирование экономит время работы оператора, исключая необходимость постоянно заполнять и опорожнять многочисленные центрифужные бутыли, а также запускать и останавливать процесс. Например, в зависимости от выбранного ротора, 10 л образца, содержащего частицы с коэффициентом седиментации 500 S можно осадить методом проточного центрифугирования за 4 часа или даже быстрее. [Примечание: Коэффициент седиментации обычно выражается в сведбергах (S), где 1 S = 1·10^-13 секунд. Таким образом, если коэффициент седиментации частицы равен 500·10^-13 секунд, то говорят, что он имеет значение 500 S. Коэффициент седиментации s выражается формулой s = v / ω

2r , где v – скорость седиментации частиц (см/с), ω – угловая скорость вращения ротора (рад/c), r – расстояние от оси вращения (см). Определяемый таким образом коэффициент седиментации s_obs зависит от растворителя и температуры, в отличие от коэффициента седиментации s_{20, w}, который определяется для частиц в воде при 20°C.] Тогда как обычное центрифугирование с загрузкой нескольких партий образца потребует 12-21 час. Такая комбинация большой центробежной силы и высокой производительности позволяют использовать проточное центрифугирование для масштабного сбора вирусов (как для исследовательских целей, так и для коммерческого производства вакцин), осаждения бактерий и субклеточных фракций. Кроме того, применение проточного центрифугирования не ограничивается биомедицинскими приложениями. Его можно иметь в виду в тех случаях, когда необходимо выделить частицы любого типа с коэффициентом седиментации 50 S и выше из жидкости объемом 2 л и больше.

Роторы для проточного центрифугирования существенно ускоряют осаждение материала по двум причинам:

1. В них длина пути осаждения частиц уменьшается по сравнению с длиной пути в угловых роторах, что приводит к уменьшению времени центрифугирования. Поэтому твердые частицы, присутствующие в потоке, эффективно осаждаются на стенки ротора, а супернатант с пониженным содержанием частиц вытекает из ротора.
2. Большая вместимость, которая исключает необходимость запускать и останавливать центрифугу так же часто, как в случае углового ротора. Это позволяет ускорить процесс за счет сокращения времени на загрузку и извлечение образца между запусками центрифуги и на разгон/торможение ротора.

Требования к образцу

Роторы для проточного центрифугирования имеют значительные преимущества перед обычными роторами в тех случаях, когда образец имеет следующие свойства:

1. Коэффициент седиментации частиц, которые необходимо собрать, не меньше 50 S. Роторы для проточного центрифугирования имеют высокую эффективность осаждения и позволяют выделить твердый материал из жидкой среды быстрее, чем бакетные и угловые роторы.
2. Отношение количества твердых частиц к жидкости невелико (5-15%). При отношении выше 15% ротор будет слишком эффективным, то есть осадок будет образовываться настолько быстро, что ротор будет мгновенно наполняться. А это означает, что его надо будет останавливать и извлекать образец настолько часто, что будет теряться слишком много времени на разгон/торможение и очистку ротора между запусками центрифуги.

Рисунок 1: Поперечное сечение сердечника для проточного центрифугирования.

Рисунок 2: Проточное центрифугирование. Стрелками на схеме показаны направления потоков жидкости во время проточного центрифугирования. Образец закачивается через центральный вход ко дну сердечника. Скорость потока подбирается таким образом, чтобы целевые частицы успели разделиться и осесть на подушку плотной жидкости (или на стенках ротора) за время, которое требуется для перемещения от дна сердечника до верхнего радиального канала.

Проточное центрифугирование

При помощи двух роторов компании Beckman Coulter – CF-32Ti и JCF-Z – осуществляют проточное центрифугирование. В процессе вращения ротора при выбранной рабочей скорости через него постоянно прокачивается образец. Частицы, содержащиеся в образце, осаждаются на стенки ротора, а осветленный эффлюент вытекает из ротора. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не закончится исходный материал (образец) или не будет исчерпана способность ротора удерживать частицы. Таким образом, количество материала, которое можно загрузить для одного цикла центрифугирования определяется его объемом и концентрацией частиц. По окончании проточного центрифугирования можно собрать осадок и/или обедненный эффлюент, также как после дифференциального центрифугирования в обычном угловом или бакетном роторе можно собрать осадок и/или супернатант.

Роторы CF-32Ti и JCF-Z состоят из корпуса, вставляемого в него сердечника и крышки (рис. 1). Поток жидкости протекает через сердечник по радиальным каналам. В сердечник вставляются 4 перегородки, через каналы которых происходит загрузка и в некоторых случаях разгрузка ротора. Важным элементом для осуществления проточного центрифугирования является вращающийся уплотнительный узел, который позволяет трубкам, по которым в ротор поступает жидкость, оставаться подсоединенными во время работы. Уплотнительные элементы предотвращают контакт образца с окружающей средой, что минимизирует возможность его контаминации. Переключая направление потока жидкости в трубках, можно легко перейти из режима загрузки на режим разгрузки ротора.

Подготовка ротора к центрифугированию осуществляется во время вращения при малых скоростях. Буферный раствор, подушка жидкости или слои раствора для формирования градиента, например сахарозы, закачивают через выходную трубку. Затем ротор разгоняют до рабочей скорости и через центральный вход уплотнительного узла при помощи того же насоса закачивают суспензию. По каналам сердечника она достигает дна корпуса. Движение в таком вертикальном герметизированном канале практически исключает нежелательное пенообразование (рис. 2). По мере того, как жидкость движется вверх вдоль скоса сердечника, происходит осаждение частиц по направлению к стенкам корпуса. Образующийся обедненный эффлюент движется по верхнему радиальному каналу и покидает ротор через выходную трубку уплотнительного узла.

Методы разделения

Концентрировать частицы можно тремя способами: осаждая их на стенки ротора, на подушку плотной жидкости, например сахарозы, или разделяя в градиенте плотности. Первые два метода наиболее часто используются для сбора частиц или повторного центрифугирования обеденного эффлюента. В случае, когда необходимо отделить частицы от примесей различных плотностей, разделение в градиенте плотности позволит получить наилучший результат.

Осаждение и осветление

Осаждение подходит для частиц, которые не могут быть повреждены при вдавливании в стенки ротора. Это самый быстрый метод проточного центрифугирования, который позволяет обработать большие объемы исходного материала.

При малых скоростях ротор заполняется буферным раствором или исходным материалом. Затем его разгоняют до выбранной рабочей скорости и через центральный канал уплотнительного узла закачивают исходный материал. Процесс продолжается до тех пор, пока не закончится образец или пока не будет исчерпана способность ротора удерживать частицы. (Наступление второго условия легко определить – вытекающий из ротора эффлюент становится мутным.) Ротор вращается при рабочей скорости необходимое время для того, чтобы все частицы достигли стенок ротора, в то время как через центральный канал прокачивается раствор буфера или воды. Затем ротор постепенно останавливают, супернатант, оставшийся в роторе, сливают, а осадок соскребают со стенок. Иногда проточное центрифугирование проводят в 2 этапа. Сначала материал осветляют, путем удаления крупных частиц при малой скорости вращения. На втором этапе получившийся эффлюент прокачивают через ротор, вращающийся на высокой скорости, собирая маленькие частицы. Таким образом, например, можно осветлять вирусосодержащие культуральные среды, осаждая клеточный дебрис. Осветленный эффлюент можно повторно центрифугировать для осаждения или разделения вирусных частиц.

Осаждение на жидкостную подушку

Частицы, которые теряют биологическую активность при осаждении на стенки ротора (например, некоторые вирусы), можно осаждать на подушку плотного раствора, такого как раствор сахарозы. Этот метод следует использовать в любом случае, когда кажется более целесообразным собирать частицы из раствора, нежели соскребать их со стенки ротора. Разумеется, в таком случае емкость ротора для частиц понижена из-за присутствия жидкостной подушки.

При таком типе центрифугирования загрузка ротора происходит во время вращения при малых скоростях (рис. 3). Сначала через выходную трубку поверх перегородок сверху сердечника в него закачивается буфер или вода. Затем таким же способом в ротор закачивают жидкостную подушку (например, 60% раствор сахарозы). Центробежные силы прижимают ее к стенке, и она размещается по периферии, поскольку имеет большую плотность, чем вода или буфер. Во время разгона ротора до рабочей скорости через центральный канал прокачивают раствор буфера. При достижении рабочей скорости через центральный канал начинают закачивать образец. По окончании осаждения разгрузку ротора (так же, как и загрузку) осуществляют на низких скоростях. Через выходную трубку в ротор закачивают воздух, который блокирует радиальные каналы, как показано на рис. 4. (Это предотвращает перемещение жидкости по этим каналам и разрушение подушки, нагруженной частицами, во время процесса разгрузки). Затем через выходную трубку поверх перегородок в ротор закачивают плотный раствор, что заставляет содержимое ротора вытекать наружу через центральный канал.

Рисунок 3: Формирование подушки или градиента в роторе. Стрелками показаны направления движения жидкостей во время загрузки. Во время вращения ротора на низкой скорости подушку или градиент (сначала самый легкий раствор) закачивают в ротор через выходную трубку. Воздух вымещается и выходит через центральный вход. Центробежные силы удерживают подушку или градиент прижатыми к стенкам ротора.

Рисунок 4: Извлечение подушки или градиента. Если частицы осаждали на подушку или в градиент, при разгрузке важно не перемешать содержимое ротора. При маленькой скорости вращения ротора через выходной канал в него закачивают воздух. Формируется воздушная пробка, которая блокирует верхние радиальные каналы. Затем через выходную трубку в систему закачивается плотный раствор, который выталкивает подушку или градиент из ротора по центральному каналу.

Разделение в градиенте

Этот метод чаще всего используют для очистки вирусов. Поскольку в роторах для проточного центрифугирования частицы имеют короткую длину пробега (около 10 мм), нет нужды использовать линейный градиент. Во время загрузки и ускорения ротора ступенчатый градиент в достаточной степени диффундирует до линейного. Как правило, раствор для формирования градиента, например раствор сахарозы, используют в 2 или 3 разных концентрациях, которые зависят от плотности разделяемых частиц. Последний самый плотный раствор выполняет роль подушки, предотвращающей осаждение на стенки ротора. Короткая длина пробега позволяет разделять частицы достаточно быстро. Однако возможность полностью разделить и собрать несколько полос в таком узком градиенте зависит от плавучей плотности частиц.

Последовательность действий для разделения в градиенте похожа на последовательность действий при осаждении на подушку. Во время вращения ротора на низкой скорости через выходную трубку в него закачиваются жидкости в следующей последовательности: буфер или вода, ступенчатый градиент (сначала самый легкий раствор), подушка. Оставшаяся часть протокола совпадает с аналогичной частью протокола, описанной в предыдущем разделе. В данном случае, однако, центрифугирование следует выполнять настолько долго, насколько это нужно для разделения частиц.

Выбор скорости потока

Коэффициент седиментации собираемых частиц определяет скорость потока и вращения. Маленькие частицы требуют либо приложения больших центробежных сил, либо более длительного осаждения по сравнению с большими частицами. Перед центрифугированием необходимо определить рабочую скорость вращения, при которой центробежная сила будет достаточно высока, чтобы осадить интересующие частицы, и скорость потока, при которой частицы успеют осесть до его выхода из ротора. Для наивысшей эффективности центрифугирования стараются устанавливать скорость потока предельно близкую к теоретическому максимуму. (Номограммы зависимости между теоретическим максимумом скорости потока и скорости вращения ротора для частиц с известными коэффициентами седиментации представлены на следующих страницах).

Метод A

Следующее уравнение позволяет определить примерную скорость потока F или скорость вращения ротора для определенных образцов и построить номограммы.

F выражается в мл/мин. Стандартный сердечник для ротора JCF-Z имеет r_t = 7,6 см, r_b = 7,1 см, соответственно r_i = 7,35 см, а уравнение (1) можно преобразовать в уравнение (2a):

Сердечник для большого осадка имеет r_t = 5,6 см, r_b = 5,1 см, соответственно r_i = 5,35 см, а уравнение (1) можно преобразовать в уравнение (2b):

Примечание: представленные выше уравнения справедливы при условии, что плотность и вязкость жидкости, в которой суспендированы частицы, примерно равны плотности и вязкости воды при 20°С. В противном случае следует привести коэффициент седиментации s_r в соответствие с характеристиками жидкости.

Перед использованием номограммы и уравнений (2) следует рассчитать коэффициент седиментации s_r. Если диаметр D частиц известен, то

Если известен коэффициент седиментации s20,w, то:

Метод B
Легко определить скорость потока в роторах для проточного центрифугирования, зная скорость осаждения в другом роторе и k-факторы обоих роторов. K-фактор – это характеристика ротора, которая определяет эффективность осаждения. Его можно посчитать, используя уравнение:

Предположим было выполнено центрифугирование при помощи ротора JA-10. Время осаждения при полной загрузке на максимальной скорости составило 5 минут. Эту информацию можно использовать для определения времени осаждения в роторе JCF-Z, применив соотношение:

Подставляя в это уравнение экспериментально определенные значения переменных:

определяем, что время осаждения в роторе JCF-Z t₂=24 секунды. Если объем ротора JCF-Z составляет 1 л, это значит, что мы можем осадить жидкость объемом 1 л за 24 секунды. Следовательно, мы можем использовать скорость потока 41 мл/с (2,4 л/мин). Если отношение количества твердых частиц к жидкости составляет 2%, мы можем отцентрифугировать 50 л образца (за 21 мин) перед тем как потребуется остановить и собрать осадок. По сравнению с этим с ротором JA-10 мы можем осадить частицы из 1,5 л жидкости за 5 мин, соответственно для центрифугирования 50 л нам потребуется 2 ч 47 мин. Ротор для проточного центрифугирования позволяет осаждать частицы, как минимум, в 8 раз быстрее, чем обычный ротор большого объема, например JA-10.

Рисунок 5: Ротор JCF-Z для проточного центрифугирования

Роторы, сердечники и их использование

В настоящий момент компания Beckman Coulter предлагает два ротора для проточного центрифугирования: JCF-Z и CF-32 Ti. Ротор JCF-Z используют на центрифугах серии Avanti. Максимальная скорость вращения составляет 20 000 об/мин. Ротор JCF-Z можно использовать с 3 типами взаимозаменяемых сердечников для проточного центрифугирования (сердечник для стандартного осадка, сердечник для большого осадка, сердечник для малого осадка) и 2 типами сердечников для зонального центрифугирования (стандартный сердечник и сердечник с переориентацией градиента). В этом разделе мы будем обсуждать сердечники только для проточного центрифугирования. (На рис. 5 представлена фотография ротора JCF-Z, на рис. 6 – фотографии его сердечников). Для ротора CF-32 Ti производится один тип сердечников только для проточного центрифугирования. Максимальная скорость вращения – 32 000 об/мин. Ротор CF-32 Ti можно использовать на большинстве ультрацентрифуг серии Model L и на ультрацентрифугах серии Optima X.

Корпус и крышка роторов JCF-Z и CF-32 Ti сделаны из титана. Сердечники выполнены из пластика Noryl, который можно безопасно использовать с большинством растворов для создания градиентов и буферов. (Списки материалов, к которым устойчив пластик Noryl, представлены в руководствах пользователя роторов и центрифуг.) Все сердечники, кроме сердечника JCF-Z для малого объема осадка, имеют коническую форму и 4 съемных перегородки из пластика Noryl, которые разделяют полость ротора на отсеки и стабилизируют жидкость внутри него во время вращения. (Сердечник JCF-Z для малого объема осадка имеет 6 отдельных полостей, в которые устанавливаются контейнеры для сбора осадка. )

Пространство между сердечником и корпусом определяет общую емкость ротора. Определенную часть этой емкости на периферии занимают осадок, градиент или подушка. Оставшаяся часть емкости, прилегающая к сердечнику, называется «объем, возникающий за счет скоса сердечника». Это область, через которую протекает исходный материал и в которой происходит осаждение на стенки ротора, градиент или подушку.

В Таблице 1 представлены спецификации различных комбинаций ротор-сердечник.

Ротор JCF-Z

Ротор JCF-Z с сердечником для проточного центрифугирования подходит для осаждения бактерий, больших субклеточных частиц, таких как мембраны, митохондрии и т.д, вирусов и других частиц с коэффициентом седиментации больше 500 S. Его также используют для очистки вирусосодержащей культуральной среды от клеточного дебриса перед финальным сбором вируса путем осаждения или разделения в градиенте в том же самом роторе или роторе CF-32 Ti. При вращении ротора JCF-Z с сердечником для стандартного осадка со скоростью 20 000 об/мин на дне сердечника развивается центробежное ускорение 32 000 g, а на внутренней поверхности стенок – 39 900 g. Скорость потока может лежать в диапазоне от 3 до 45 л/ч (вращающийся уплотнительный узел требует скорости потока не менее 3 л/ч). В случаях, когда высокая скорость потока более целесообразна, лучше использовать специальный уплотнительный узел, который рассчитан на перекачивание жидкости со скоростью до 100 л/ч.

Ротор JCF-Z можно использовать с некоторыми центрифугами серии Avanti. В случаях, когда контроль температуры образца критичен, следует заранее охлаждать сам ротор. Жидкости, которые будут прокачиваться через ротор, тоже должны быть холодными, поскольку они будут в некоторой степени нагреваться при прохождении по трубкам и через уплотнительный узел. Емкость с образцом следует хранить на льду или в охлаждающей водяной бане, а длина трубок должна быть максимально короткой. Тип сердечника для ротора JCF-Z, который следует использовать, определяется количеством предполагаемого осадка и тем, есть ли необходимость разделения в градиенте или осаждения на подушку.

Рисунок 6: Ротор JCF-Z для проточного центрифугирования и сердечники для него.

Рисунок 7: Ротор CF-32 Ti для проточного центрифугирования с сердечником.

Стандартный сердечник. Общая емкость стандартного сердечника составляет 660 мл. Примерно 400 мл от этого объема может занимать осадок, ступенчатый градиент или жидкостная подушка. Этот сердечник подходит для осаждения на стенки ротора или подушку, для осветления жидкостей или разделения частиц в градиенте.

Сердечник для большого объема осадка подходит только для осаждения. Его общая емкость составляет 1 250 мл, из которых осадок может занимать 800 мл. Этот сердечник отлично подходит для центрифугирования жидкостей с большим содержанием частиц. Отношение количества твердых частиц к жидкости может достигать 1:2. Разумеется, это означает, что до момента, когда придется остановить центрифугу для разгрузки ротора, получится отцентрифугировать меньшее количество материала.

Сердечник для малого объема осадка также подходит только для осаждения. Его общая емкость составляет 240 мл, из которых осадок может занимать около 200 мл. Этот сердечник предназначен для центрифугирования большого количества материала с низким соотношением количества твердых частиц к жидкости (например, воды, содержащей водоросли или глинистые частицы). Чтобы минимизировать возможность ресуспендирования осажденного материала, сердечник имеет 6 отдельных отсеков, в каждый из которых вставляется контейнер в форме каноэ для сбора осадка.

Для ротора JCF-Z также выпускается 2 типа сердечников для зонального разделения: стандартный сердечник и сердечник с переориентацией градиента.

Ротор CF-32 Ti

Ротор CF-32 Ti предназначен для концентрирования частиц, размеры которых лежат в широком диапазоне значений. Из-за высокой скорости вращения (до 32 000 об/мин) он особенно подходит для разделения вирусов или других маленьких частиц с коэффициентами седиментации около 50 S. При вращении с максимальной скоростью на дне сердечника развивается центробежное ускорение 86 100 g, а на внутренней поверхности стенок – 102 000 g. Скорость потока может достигать 9 л/ч.

Общая емкость ротора составляет 430 мл, из которых осадок может занимать около 330 мл. Если используется жидкостная подушка или ступенчатый градиент, каждый из которых будет занимать около 300 мл, места для осадка будет меньше. Ультрацентрифуги, с которыми используется ротор CF-32 Ti, могут охлаждаться. Поскольку уплотнительный узел ротора CF-32 Ti имеет водяную рубашку из нержавеющей стали, нормальная температура этого элемента может поддерживаться при более низких скоростях потока, чем в роторе JCF-Z. До тех пор, пока не требуется температура 10 °С и ниже, достаточно подводить к водяной рубашке водопроводную воду. В противном случае следует использовать водоохладитель с насосом, а исходный материал и ротор охлаждать заранее.

Характеристики	CF-32 Ti	JCF-Z
		Стандартный сердечник	Малого объема сердечник	Большого объема сердечник
Максимальная скорость вращения ротора	32 000 об/мин11	20 000 об/мин	20 000 об/мин	20 000 об/мин
Максимальное центробежное ускорение на дне сердечника	86,100 g	32,000 g	25,000 g	23,000 g
Максимальное центробежное ускорение в верхней части сердечника	91,950 g	34,000 g	25,000 g	25,000 g
Максимальное центробежное ускорение на стенке ротора	102,000 g	9,900 g	6,300 g	39,900 g
Общая емкость ротора	430 мл	660 мл	240 мл	1250 мл
Максимальный объем осадка	330 мл	400 мл	204 мл	800 мл
Максимальная скорость потока – Стандартный уплотнительный узел	9 л/ч	45 л/ч	45 л/ч	45 л/ч
Максимальная скорость потока – Уплотнительный узел для высокой скорости	—	100 л/ч	100 л/ч	100 л/ч
Максимально допустимая средняя плотность содержимого ротора при максимальной скорости2	1. 20 г/мл	1.45 г/мл	1.45 г/мл	1.45 г/мл
Допустимый диапазон pH растворов	pH 4–10	pH 4–10	pH 4–10	pH 4–10
1 После 1000 запусков или 2500 часов работы максимальную скорость центрифугирования в роторе CF-32 Ti следует снизить до 29 000 об/мин. 2Если плотность самой тяжелой фракции в градиенте превышает 1,20 г/мл для ротора CF-32 Ti или 1,45 г/мл для ротора JCF-Z, то максимально допустимая скорость центрифугирования будет ниже. Для ротора CF-32 Ti максимально допустимая скорость с поправкой определяется по формуле: При формировании чрезвычайно тяжелого осадка, например, при центрифугировании жидкостей, содержащих металлические или глинистые частицы, максимально допустимая скорость тоже потребует внесения поправки.

Другие необходимые инструменты

В дополнение к роторам JCF-Z или CF-32 Ti и соответствующим центрифугам понадобятся перечисленные ниже инструменты:

1. Перистальтический насос, способный работать с противодавлением 138 кПа (20 psi), необходим для закачивания в ротор жидкостной подушки или ступенчатого градиента, а также исходного материала
2. Манометр, который поможет проверить скорость потока между насосом и уплотнительным узлом.
3. Проточный фотометр понадобится для мониторинга эффлюента на предмет эффективности осаждения и оценки разделения материала при извлечении из ротора жидкостной подушки и градиентного раствора
4. Входные и выходные трубки, имеющие такой же диаметр, как трубки ротора
5. Коллектор фракций
6. Емкости для образца и эффлюента
7. Аксессуары для охлаждения как на рисунках 8 и 9

 

Рисунок 8:Установка для загрузки и извлечения жидкостной подушки или ступенчатого градиента

Рисунок 9: Установка для проточного центрифугирования.

 

Часто задаваемые вопросы о проточном центрифугировании и ответы на них

В:	Мне часто бывает нужно осадить частицы из большого количества исходного материала, и я не уверен, какой ротор лучше использовать: для зонального или проточного центрифугирования. Какой из них лучше подойдет для моих целей?
О:	Если вы успешно осаждали свои частицы с помощью обычного углового или бакетного ротора, с подушкой или без нее, то ротор для проточного центрифугирования позволит вам масштабировать этот процесс. То же самое можно сказать, если вы успешно проводили изопикническое разделение, в результате которого около интересующей вас полосы не было примесей. Если вы хотите разделить на составляющие многокомпонентный образец, то лучше будет выбрать один из роторов для зонального центрифугирования. Хотя способность удерживать частицы у зональных роторов гораздо ниже (20-200 мл) по сравнению с роторами для проточного центрифугирования, она в 50-100 раз выше по сравнению с бакетными роторами. Если вы выделяли ваши частицы путем зонально-скоростного осаждения или если вам нужно определить коэффициент седиментации ваших частиц, вам также потребуется ротор для зонального центрифугирования. Роторы для проточного центрифугирования не подходят для зонально-скоростного центрифугирования.
В:	Сейчас я использую для осаждения угловой ротор и хотел бы получать тот же результат методом проточного центрифугирования. Как мне определить подходящую скорость потока?
О:	Для того чтобы определить необходимую скорость потока, вам нужно сначала рассчитать приблизительно значение коэффициента седиментации ваших частиц. Удовлетворительную грубую оценку можно сделать при помощи формулы: s = k/t где s – коэффициент седиментации в сведбергах, k – это k-фактор углового ротора, который сейчас используется (его значение вы сможете найти в руководстве для вашего ротора), t – время (в часах), за которое в вашем роторе формируется осадок. Если вы центрифугируете в вашем роторе при скорости меньшей максимально допустимой, то: s = (k/t) (максимальная скорость вращения/реальная скорость вращения)2 Рассчитанный коэффициент седиментации вы можете теперь использовать для определения скорости потока при помощи номограмм, представленных на следующих страницах.
В:	Насколько критичны пузырьки воздуха в системе?
О:	Пузырьки воздуха будут причиной высокого противодавления. При низких скоростях, например во время загрузки, это не проблема. Однако при рабочей скорости подъемная сила, действующая на пузырьки, преумножается относительной центробежной силой. Входящий поток образца не сможет сместить такой пузырек. Если давление выше 173 кПа (25psi), выполните инструкции по удалению воздуха из системы, приведенные в руководстве пользователя. Возможно, между насосом и входом в ротор придется установить ловушку для пузырьков, которые могут появиться в образце из-за его дегазации.
В:	Как определить условия центрифугирования?
О:	Условиями центрифугирования называют сочетание скорости центрифугирования и скорости потока. Если вы центрифугируете образец с очень маленькими частицами, то чтобы их осадить, нужно задать максимально возможную скорость вращения и минимальную скорость потока. В противном случае комбинаций скорость вращения/скорость потока может быть много, и каждая из них подходит для осаждения частиц определенного размера. Обычно скорость потока выбирают, исходя из количества образца, который нужно отцентрифугировать, и из того, как много времени вы можете на это потратить. Скорость вращения уже будет зависеть от выбранной скорости потока.
В:	Как много времени займет подготовка к проточному центрифугированию?
О:	Опытный пользователь сможет подготовить оборудование за 30 минут, а разобрать – за 10 минут.
В:	Как извлечь образец из ротора?
О:	Некоторые образцы, например бактерии или дрожжи, могут прилипать к стенкам ротора. В таком случае сначала при помощи большого шприца или отсоса отберите супернатант, а затем соскребите осадок. Если вы использовали сердечник JCF-Z для малого объема осадка, просто выньте контейнеры в форме каноэ и соскребите осадок. Другие образцы, например клеточные мембраны и клетки, не будут прилипать к стенкам, а будут формировать очень концентрированную кашицу. В этом случае чтобы получить осадок, необходимо будет выполнить дополнительное центрифугирование с помощью обычного ротора.
В:	Как следует очищать ротор после использования?
О:	После каждого использования все части ротора, которые были в контакте с образцом, и уплотнительный узел следует промыть в растворе мягкого детергента, а затем в дистиллированной воде. Затем их следует высушить теплым воздухом. Все детали можно автоклавировать при температуре до 125°С, за исключением снимаемых перегородок из пластика Noryl и контейнеров в форме каноэ для малого объема осадка, которые при такой температуре могут деформироваться. Влага может сократить время жизни деталей ротора JCF-Z, поэтому при автоклавировании их следует поместить в паронепроницаемый контейнер.
В:	Как следует выполнять проточное центрифугирование патогенных материалов?
О:	Во всех руководствах по эксплуатации роторов для проточного центрифугирования компании Beckman Coulter встречается следующее предупреждение: «Центрифугирование больших объемов патогенных материалов в этих роторах может привести к тому, что концентрация этих материалов окажется чрезвычайно высокой. Агенты, относительно безвредные в естественном разведенном состоянии, при концентрировании могут стать инфекционными. Необходимо точно оценить биологическую опасность центрифугируемых материалов и принять соответствующие меры предосторожности.» Для многих центрифуг предлагаются панели для удаленного контроля, а также HEPA-фильтры для размещения между вакуумной камерой и вакуумным насосом. Следует уделить внимание направлению воздушных потоков в помещении и посоветоваться со специалистом по технике безопасности.   При исследовании очень опасных агентов следует работать в боксе биологической безопасности III класса на модифицированной центрифуге. Компания Beckman Coulter будет рада помочь вам в разработке подходящей системы.
В:	Как мне следует поступить, если я не уверен в нормальном состоянии своего ротора для проточного центрифугирования?
О:	По заявкам пользователей компания Beckman Coulter, Inc. осуществляет проверку любых роторов. Если владелец ротора не уверен в его нормальном состоянии, ему следует воспользоваться данной услугой.

Номограмма для ротора JCF-Z. Теоретическая максимальная скорость потока для 100% осаждения при использовании стандартного сердечника. Положите линейку на страницу таким образом, чтобы она пересекала среднюю шкалу в точке, соответствующей коэффициенту седиментации ваших частиц. Если поворачивать линейку вокруг этой точки, то на двух оставшихся шкалах можно определить все комбинации значений скорости вращения ротора и скорости потока, которые можно применять на практике при осаждении интересующих частиц.

Номограмма для ротора CF-32 Ti. Теоретическая максимальная скорость потока для 100% осаждения. Положите линейку на страницу таким образом, чтобы она пересекала правую шкалу в точке, соответствующей коэффициенту седиментации ваших частиц. Если поворачивать линейку вокруг этой точки, то на двух оставшихся шкалах можно определить все комбинации значений скорости вращения ротора и скорости потока, которые можно применять на практике при осаждении интересующих частиц.

 

Список литературы с примерами использования проточного центрифугирования

Ниже приведены ссылки на литературные источники с примерами типичного использования роторов CF-32 Ti и JCF-Z для проточного центрифугирования. (В некоторых более ранних источниках упоминается ротор CF-35 Ti. В настоящее время он называется CF-32 Ti, и максимальная скорость его вращения составляет 32 000 об/мин.) Ссылки сгруппированы по типу осаждаемого материала. Для каждой ссылки указан тип использованного ротора и тип осаждения.

Algae
Chlamydomonas reinhardtii JCF-Z, pelleted.
Schleicher M, Lukas TJ, Watterson DM. Isolation and characterization of calmodulin from the motile green alga Chlamydomonas reinhardtii. Arch. Biochem. Biophys. 229; 33–42: (1984).

Synechococcus cedrorum JCF-Z, pelleted.
Newman PJ, Sherman LA. Isolation and characterization of photosystem I and II membrane particles from the blue-green algae, Synechococcus cedrorum. Biochim. Biophys. Acta. 503; 343–361: (1978).

Bacteria
Acholeplasma laidlawii JCF-Z, pelleted.
Eriksson P-O, Rilfors L, Wieslander A, Lundberg A, Lindblom G. Order and dynamics in mixtures of membrane glucolipids from Acholeplasma laidlawii studied by 2H NMR. Biochemistry. 30; 4916–4924: (1991).

Bacillus licheniformis JCF-Z, pelleted.
Opheim D, Bernlohr RW. Purification and regulation of glucose-6-phosphate dehydrogenase from Bacillus licheniformis. J. Bacteriol. 116; 1150–1159: (1973).

Opheim D, Bernlohr RW. Purification and regulation of fructose-1, 6 bisphosphatase from Bacillus licheniformis. J. Biol. Chem. 250; 3024–3033: (1975).

Opheim DJ, Bernlohr RW. Fructose-1,6-bisphosphatase from Bacillus licheniformis. Methods in Enzymology. Vol. 90; pp. 384–391. Edited by WA Wood. New York, Academic Press, 1982.

Coxiella burneti antigens JCF-Z, banded in sucrose.
Leyk W, Krauss H. Zur Reinigung von Coxiella burneti- Antigen mittels Dichtegradienten-zentrifugation. Zentralbl. Bakteriol. Parasitenk. Infektionskr. Hyg., Abt. 1: Orig., Reihe A. 230; 508–517: (1975).

Escherichia coli JCF-Z, pelleted.
Meyers M, Blasi F, Bruni CB, Deeley RG, Kovach JS, Levinthal M, Mullinix KP, Vogel T, Goldberger RF. Specific binding of the first enzyme for histidine biosynthesis to the DNA of the histidine operon. Nucleic Acids Res. 2; 2021–2036: (1975).

Scherzer E, Auer B, Schweiger M. Identification, purification, and characterization of Escherichia coli virus T1 DNA methyl-transferase. J. Biol. Chem. 262; 15225–15231: (1987).

Wagenknecht T, Bloomfield VA. In vitro polymerization of bacteriophage T4D tail core subunits. J. Mol. Biol. 116; 347–359: (1977).

Zidwick MJ, Keller G, Rogers P. Regulation and coupling of argECBH mRNA and enzyme synthesis in cell extracts of Escherichia coli. J. Bacteriol. 159; 640–646: (1984).

Salmonella typhimurium JCF-Z, pelleted.
Robertson DE, Kroon PA, Ho C. Nuclear magnetic resonance and fluorescence studies of substrateinduced conformational changes of histidine-binding protein J of Salmonella typhimurium. Biochemistry. 16; 1443–1451; (1977).

Spirochetes JCF-Z, pelleted.
Livermore BP, Johnson RC. Lipids of the Spirochaetales: comparison of the lipids of several members of the genera Spirochaeta, Treponema, and Leptospira. J. Bacteriol. 120; 1268–1273: (1974).

Staphylococcus aureus JCF-Z, pelleted.
Peterson PK, Wilkinson BJ, Kim Y, Schmeling D, Douglas SD, Quie PG, Verhoef J. The key role of peptidoglycan in the opsonization of Staphylococcus aureus. J. Clin. Invest. 61; 597–609: (1978).

Streptococcus pyogenes JCF-Z, culture fluid clarified.
Cunningham CM, Barsumian EL, Watson DW. Further purification of group A streptococcal pyrogenic exotoxin and characterization of the purified toxin. Infect. Immun. 14; 767–775: (1976).

Other Cells
Acanthamoeba castellanii JCF-Z, pelleted.
Radebaugh CA, Matthews JL, Geiss GK, Liu F, Wong J-M, Bateman E, Camier S, Sentenac A, Paule MR. TATA box-binding protein (TBP) is a constituent of the polymerase I-specific transcription initiation factor TIF-1B (SL1) bound to the rRNA promoter and shows differential sensitivity to TBP-directed reagents in polymerase I, II, and III transcription factors. Mol. Cell. Biol. 14; 597–605: (1994).

Crithidia luculiae JCF-Z, pelleted.
Steenkamp DJ. The purine-2-deoxyribonucleosidase from Crithidia luculiae. Purification and trans-N-deoxyribosylase activity. Eur. J. Biochem. 197; 431–439: (1991).

Virus-infected Vero cells JCF-Z, pelleted.
Barrett N, Mitterer A, Mundt W, Eibl J, Eibl M, Gallo RC, Moss B, Dorner F. Large-scale production and purification of a vaccinia recombinant-derived HIV-1 gp160 and analysis of its immunogenicity. AIDS Res. Hum. Retroviruses. 5; 159–173: (1989).

Cell Culture Media
Calf serum CF-32 Ti, clarified.
Uckert W, Wunderlich V, Bender E, Sydow G, Bierwolf D. The protein pattern of PMF virus, a type-D retrovirus from malignant permanent human cell lines. Arch. Virol. 64; 155–166: (1980).

Cell culture medium CF-32 Ti, clarified.
Henderson LE, Hewetson JF, Hopkins RF III, Sowder RC, Neubauer RH, Rabin H. A rapid, large scale purification procedure for gibbon interleukin 2. J. Immunol. 131; 810–815: (1983).

Iwata KK, Fryling CM, Knott WB, Todaro GJ. Isolation of tumor cell growth-inhibiting factors from a human rhabdomyosarcoma cell line. Cancer Res. 45; 2689– 2694: (1985).

Marquardt H, Todaro GJ. Human transforming growth factor. Production by a melanoma cell line, purification, and initial characterization. J. Biol. Chem. 257; 5220– 5225: (1982).

Marquardt H, Wilson GL, Todaro GJ. Isolation and characterization of a multiplication-stimulating activity (MSA)-like polypeptide produced by a human fibrosarcoma cell line. J. Biol. Chem. 255; 9177–9181: (1980).

Cell culture medium JCF-Z, clarified.
Marquardt H, Wilson GL, Todaro GJ. Isolation and characterization of a multiplication-stimulating activity (MSA)-like polypeptide produced by a human fibrosarcoma cell line. J. Biol. Chem. 255; 9177–9181: (1980).

Miscellaneous
Brain protein and protein precipitates JCF-Z, clarified, pelleted.
Prusiner SB, McKinley MP, Bowman KA, Bolton DC, Bendheim PE, Groth DF, Glenner GG. Scrapie prions aggregate to form amyloid-like birefringent rods. Cell. 35; 349–358: (1983).

Brain protein precipitates JCF-Z, pelleted.
Turk E, Teplow DB, Hood LE, Prusiner SB. Purification and properties of the cellular and scrapie hamster prion proteins. Eur. J. Biochem. 176; 21–30: (1988).

Scrapie-containing precipitates JCF-Z, pelleted.
Prusiner SB, McKinley MP, Bolton DC, Bowman KA, Groth DF, Cochran SP, Hennessey EM, Braunfeld MB, Baringer JR, Chatigny MA. Prions: methods for assay, purification, and characterization. Methods in Virology. Vol. 8; pp. 293–345. Edited by K Maramorosch and H Koprowski. Orlando, Academic Press, 1984.

Surface water JCF-Z, cleared of particulates.
Reid PM, Wilkinson AE, Tipping E, Jones MN. Determination of molecular weights of humic substances by analytical (UV scanning) ultracentrifugation. Geochim. Cosmochim. Acta. 54; 131–138: (1990).

Subcellular Fractions
Brain homogenate JCF-Z, clarified.
Prusiner SB, McKinley MP, Bolton DC, Bowman KA, Groth DF, Cochran SP, Hennessey EM, Braunfeld MB, Baringer JR, Chatigny MA. Prions: methods for assay, purification, and characterization. Methods in Virology. Vol. 8; pp. 293–345. Edited by K Maramorosch and H Koprowski. Orlando, Academic Press, 1984.

Turk E, Teplow DB, Hood LE, Prusiner SB. Purification and properties of the cellular and scrapie hamster prion proteins. Eur. J. Biochem. 176; 21–30: (1988).

Gap Junctions, Rat liver JCF-Z, pelleted.
Hertzberg EL, Gilula NB. Isolation and characterization of gap junctions from rat liver. J. Biol. Chem. 254; 2138– 2147: (1979).

Lysate, Human platelet JCF-Z, supernatant clarified.
Heldin C-H, Johnsson A, Ek B, Wennergren S, Rönnstrand L, Hammacher A, Faulders B, Wasteson A, Westermark B. Purification of human platelet-derived growth factor. Methods in Enzymology. Vol. 147; pp. 3–13. Edited by D Barnes. Orlando, Academic Press, 1987.

Membranes, Human erythrocyte JCF-Z, banded on sucrose cushion.
Kahane I, Furthmayr H, Marchesi VT. Isolation of membrane glycoproteins by affinity chromatography in the presence of detergents. Biochim. Biophys. Acta. 426; 464–476; (1976).

Marchesi VT. Isolation of spectrin from erythrocyte membranes. Methods in Enzymology. Vol. 32; pp. 275– 277. Edited by S Fleischer and L Packer. New York, Academic Press, 1974.

Mitochondria, Beef liver JCF-Z, pelleted.
Laipis PJ, Hauswirth WW, O’Brien TW, Michaels GS. A physical map of bovine mitochondrial DNA from a single animal. Biochim. Biophys. Acta. 565; 22–32: (1979).

Mitochondria, Fungus JCF-Z, pelleted.
Brambl R. Mitochondrial biogenesis during fungal spore germination. Biosynthesis and assembly of cytochrome c oxidase in Botryodiplodia theobromae. J. Biol. Chem. 255; 7673–7680: (1980).

Josephson M, Brambl R. Mitochondrial biogenesis during fungal spore germination. Purification, properties and biosynthesis of cytochrome c oxidase from Botryodiplodia theobromae. Biochim. Biophys. Acta. 606; 125–137: (1980).

Nuclei, Calf liver CF-32 Ti, pelleted through step sucrose gradient.
Cacace MG, Nucci R, Reckert H. Large scale preparation of calf liver nuclei by continuous flow centrifugation. Experientia. 33; 855–857: (1977).

Plasma membranes, Beef liver JCF-Z, pelleted.
Rosen P, Ehrich B, Junger E, Bubenzer HJ, Kühn L. Binding and degradation of insulin by plasma membranes from bovine liver isolated by a large scale preparation. Biochim. Biophys. Acta. 587; 593–605: (1979).

Plasma membranes, Pig liver JCF-Z, pelleted.
Meyer HE, Bubenzer H-J, Herbertz L, Kuehn L, Reinauer H. Purification of the insulin receptor protein from porcine liver membranes. Hoppe-Seyler’s Z. Physiol. Chem. 362; 1621–1629: (1981).

Plasma membranes, Rat liver JCF-Z, pelleted.
Hertzberg EL. Isolation and characterization of liver gap junctions. Methods in Enzymology. Vol. 98; pp. 501– 510. Edited by S Fleischer and B Fleischer. New York, Academic Press, 1983.

Tissue filtrate, Mouse liver JCF-Z, pelleted.
Goodenough DA. Bulk isolation of mouse hepatocyte gap junctions. Characterization of the principal protein, connexin. J. Cell Biol. 61; 557–563: (1974).

Viruses
Calf diarrhea CF-32 Ti, banded in sucrose.
Sharpee RI, Mebus CA, Bass EP. Characterization of a calf diarrheal coronavirus. Am. J. Vet. Res. 37; 1031– 1041: (1976).

Epstein-Barr JCF-Z, virus-containing culture fluid clarified; CF-32 Ti, pelleted.
Shibley GP, Manousos M, Munch K, Zelljadt I, Fisher L, Mayyasi S, Harewood K, Stevens R, Jensen KE. New method for large-scale growth and concentration of the Epstein-Barr viruses. Appl. Environ. Microbiol. 40; 1044–1048: (1980).

Feline leukemia JCF-Z, virus-containing culture fluid clarified; CF-32 Ti, banded in sucrose.
Hoekstra J, Deinhardt F. Simian sarcoma and feline leukemia virus antigens: isolation of species- and interspeciesspecific proteins. Intervirology. 2; 222–230: (1973–74).

Salerno RA, Larson VM, Phelps AH, Hilleman MR. Infection and immunization of cats with the Kawakami-Theilen strain of feline leukemia virus. Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 160; 18–23: (1979).

Gibbon ape lymphoma CF-32 Ti, banded in sucrose.
Harewood KR, Chang P, Higdon C, Larson D. The endogenous reverse transcriptase activity of gibbon ape lymphoma virus: characterization of the DNA product. Biochim. Biophys. Acta. 407; 14–23: (1975).

Harvey murine sarcoma JCF-Z, virus-containing culture fluid clarified; CF-32 Ti, banded in sucrose.
Parks WP, Scolnick EM. In vitro translation of Harvey murine sarcoma virus RNA. J. Virol. 22; 711–719: (1977).

Hepatitis A CF-32 Ti, pelleted.
Wheeler CM, Robertson BH, Van Nest G, Dina D, Bradley DW, Fields HA. Structure of the hepatitis A virion: peptide mapping of the capsid region. J. Virol. 58; 307–313: (1986).

Hepatitis B CF-32 Ti, banded in sucrose.
Takahashi T, Nakagawa S, Hashimoto T, Takahashi K, Imai M, Miyakawa Y, Mayumi M. Large-scale isolation of Dane particles from plasma containing hepatitis B antigen and demonstration of a circular double-stranded DNA molecule extruding directly from their cores. J. Immunol. 177; 1392–1397: (1976).

Tsuda F, Takahashi T, Takahashi K, Miyakawa Y, Mayumi M. Determination of antibody to hepatitis B core antigen by means of immune adherence hemagglutination. J. Immunol. 115; 834–838: (1975).

Influenza CF-32 Ti, banded in sucrose.
McAleer WJ, Hurni W, Wasmuth E, Hilleman MR. High resolution flow-zonal centrifuge system. Biotechnol. Bioeng. 21; 317–321: (1979).

Mistretta AP, Crovari-Cuneo P, Giacometti G, Sacchi G, Strozzi F. Purification and concentration of influenza inactivated viruses by continuous-flow zonal centrifugation. Boll. Ist. Sieroter. Milan. 54; 45–56: (1975).

Mountford CE, Grossman G, Hampson AW, Holmes KT. Influenza virus: an NMR study of mechanisms involved in infection. Biochim. Biophys. Acta. 720; 65–74: (1982).

Mammalian C-type CF-32 Ti, banded in sucrose.
Olpin J, Oroszlan S, Gilden RV. Biophysical-immunological assay for ribonucleic acid type C viruses. Appl Microbiol. 28; 100–105: (1974).

Oroszlan S, Bova D, Huebner RJ, Gilden RV. Major groupspecific protein of rat type C viruses. J. Virol. 10; 746– 750: (1972).

Oroszlan S, Summers MR, Foreman C, Gilden RV. Murine type-C virus group-specific antigens: interstrain immunochemical, biophysical, and amino acid sequence differences. J. Virol. 14; 1559–1574: (1974).

Moloney murine sarcoma CF-35 Ti, sedimente donto sucrose cushion.
Gilden RV, Oroszlan S, Huebner RJ. Antigenic differentiation of M-MSV(O) from mouse, hamster, and cat C-type viruses. Virology. 43; 722–724: (1971).

Mouse mammary tumor CF-32 Ti, banded in sucrose.
Drohan W, Kettmann R, Colcher D, Schlom J. Isolation of the mouse mammary tumor virus sequences not transmitted as germinal provirus in the C3H and RIII mouse strains. J. Virol. 21; 986–995: (1977).

Mouse oncorna CF-32 Ti, banded in sucrose.
Burnette WN, Riggin CH, Mitchell WM. Physical and chemical properties of an oncornavirus associated with a murine adrenal carcinoma cell line. J. Virol. 14; 110–115: (1974).

Murine leukemia CF-32 Ti, banded in sucrose; JCF-Z, virus-containing culture fluid clarified.
Sherr CJ, Todaro GJ. Purification and assay of murine leukemia viruses. Methods in Enzymology. Vol. 58; pp. 412–424. Edited by WB Jakoby and IH Pastan. New York, Academic Press, 1979.

Murine leukemia CF-32 Ti, banded in sucrose.
Chattopadhyay SK, Hartley JW, Lander MR, Kramer BS, Rowe WP. Biochemical characterization of the amphotropic group of murine leukemia viruses. J. Virol. 26; 29–39: (1978).

Chattopadhyay SK, Jay G, Lander MR, Levine AS. Correlation of the induction of transcription of the AKR mouse genome by 5-iododeoxyuridine with the activation of an endogenous murine leukemia virus. Cancer Res. 39; 1539–1546: (1979).

Johnson PA, Rosner MR. Characterization of murinespecific leukemia virus receptor from L cells. J. Virol. 58; 900–908: (1986).

Levy RL, Lerner RA, Dixon FJ. Enhancement of infectivity and oncogenicity of a murine leukemia virus in adult mice by X-irradiation. Cancer Res. 36; 2090–2095: (1976).

Zwerner RK, Wise KS, Action RT. Harvesting the products of cell growth. Methods in Enzymology. Vol. 58; pp. 221–229. Edited by WB Jakoby and IH Pastan. New York, Academic Press, 1979.

Rauscher murine leukemia JCF-Z, virus-containing culture fluid clarified.
Johnson RW, Perry A, Robinson OR Jr, Shibley GP. Method for reproducible large-volume production and purification of Rauscher murine leukemia virus. Appl. Environ. Microbiol. 31; 182–188: (1976).

RD114 CF-32 Ti, banded in sucrose.
Okabe H, Gilden RV, Hatanaka M. RD114 virus-specific sequences in feline cellular RNA: detection and characterization. J. Virol. 12; 984–994: (1973).

Retrovirus CF-32 Ti, banded in sucrose.
Faff O, Murray BA, Erfle V, Hehlmann R. Large scale production and purification of human retrovirus-like particles related to the mouse mammary tumor virus. FEMS Microbiol. Lett. 109; 289–296: (1993).

Uckert W, Sydow G, Hertline I, Rudolph M, Wunderlich V. Comparison of different methods for large volume concentration of a type D retrovirus (PMFV). Arch. Geschwulstforsch. 52; 541–549: (1982).

Retrovirus CF-32 Ti, pelleted.
Anderson KP, Low ML, Lie YS, Keller G-A, Dinowitz M. Endogenous origin of defective retroviruslike particles from a recombinant Chinese hamster ovary cell line. Virology. 181; 305–311: (1991).

Simian sarcoma type 1 and its associated virus JCF-Z, tissue culture fluid clarified; CF-32 Ti, CF-35 Ti, banded in sucrose.
Hoekstra J, Deinhardt F. Simian sarcoma and feline leukemia virus antigens: isolation of species- and interspeciesspecific proteins. Intervirology. 2; 222–230: (1973–74).

Jensik S, Hoekstra J, Silver S, Northrop RL, Deinhardt F. The 60 to 70S RNA and reverse transcriptase of simian sarcoma and simian sarcoma-associated viruses. Intervirology. 1; 229–241: (1973).

Sindbis CF-32 Ti, banded in sucrose.
von Bonsdorff C-H, Harrison SC. Hexagonal glycoprotein arrays from Sindbis virus membranes. J. Virol. 28; 578– 583: (1978).

Vaccinia JCF-Z, banded in sucrose.
Schwenen M, Richter KH. Isolierung von Vaccinia-Viren aus Tierhaut-Impfstoff. Eine vergleichende Untersuchung moderner Präparationsmethoden für die Impfstoffproduktion. II. Zonen-Zentrifugation im Sucrose-Dichtegradienten und Differentialzentrifugation. Zentralbl. Bakteriol. Parasitenk. Infektionskr. Hyg., Abt. 1: Orig., Reihe A. 228; 415–442: (1974).

Yeast
Saccharomyces carlsbergensis JCF-Z, pelleted.
El-Baradi TTAL, Raue HA, De Regt VCHF, Planta RJ. Stepwise dissociation of yeast 60S ribosomal subunits by LiCl and identification of L25 as a primary 26S rRNA binding protein. Eur. J. Biochem. 144; 393–400: (1984).

Saccaromyces cerevisiae JCF-Z, pelleted.
Kane PM, Yamashiro CT, Stevens TH. Biochemical characterization of the yeast vacuolar H+-ATPase. J.Biol. Chem. 264; 19236–19244: (1989).

 

CENT-777APP02.15RU-A

Влияет ли центрифуга на качество моторного масла?

Многие водители и владельцы грузового автотранспорта считают, что масляные центрифуги лишают моторные масла полезных присадок. Впрочем, в это действительно легко поверить, т.к. принцип центробежного разделения по определению способен отделять разные по массе вещества. Однако касается ли это масляных присадок?

Как уже было сказано, центрифугирование является фильтрованием под действием центробежных сил. Центрифуги находят широкое применение в химической промышленности, где используются для очистки жидкостей от твердых включений с большей плотностью. Нетрудно догадаться, что тяжелые примеси могут осесть и сами собой, но центрифуга существенно ускоряет этот процесс.

На практике возможности центрифуги ограничиваются отсеиванием только достаточно крупных частиц. Поэтому с полной уверенностью можно сказать, что центрифуга не может расслоить моторное масло, отделив присадки от основы. Дело еще и в том, что в процессе производства моторных масел пакет присадок тщательно конструируется на молекулярном уровне и растворяется в специальной смеси базовых основ, после чего образуется среда с высокой степенью однородности.

Если процесс смешивания компонентов масла проходит с нарушением технологии, то оно может расслоиться само собой под действием одной лишь гравитации. Но это будет крайне некачественный продукт, поэтому производители стараются смешать компоненты таким образом, чтобы масло находилось в стабильном состоянии на всем протяжении гарантийного срока и периода эксплуатации.

Расслоить качественное масло при помощи центрифуги практически невозможно, как ни старайся. Ни центрифуга, ни отстаивание для жидкостей, компоненты которых соединены на молекулярном уровне, здесь не работают. А вот некачественные масла, произведенные с нарушением технологии, могут расслоиться уже в канистре, задолго до того, как попадут в центрифугу системы очистки масла в двигателе.

Неизбежные процессы трения, происходящие при работе любого двигателя или иного механизма, порождают продукты износа — частицы металла. Кроме того, в масло попадает пыль, шлам и прочие технологические и механические загрязнения. Больше всего таким загрязнениям подвержено масло в дизельных моторах коммерческого автотранспорта. Абсолютно все перечисленные загрязнители ухудшают качество смазки и способствуют быстрейшему износу мотора.

Шлам, как правило, образуется в низкотемпературных зонах двигателя, где происходит интенсивная конденсация пара, выделяемого при сгорании топлива. В этих местах шлам и скапливается больше всего. В основном это картер и зоны под крышкой клапанов ГРМ. При потере маслом критического уровня диспергирующих свойств частицы шлама объединяются в массивы, образуя вязкую субстанцию бурого цвета. Эти отложения постепенно сгущают масло, что в свою очередь приводит к ухудшению его текучести и затрудненному прокачиванию по каналам. В результате, масло не достигает всех деталей, нуждающихся в смазке, и наступает так называемое масляное голодание двигателя. Его симптомы — падение давление масла в системе, задиры трущихся поверхностей, а в худшем случае — заклинивание двигателя.

Механические загрязнители представляют опасность как абразив, увеличивающий износ деталей. Извлечь из масла твердые частицы и шлам помогают, установленные на двигателе, центрифуги. Но постепенно эта проблема стала решаться не ликвидацией последствий механического износа, а устранением его причин.

Однако вернемся к присадкам. Предположим, что инородные частицы, образующиеся в процессе эксплуатации масла и склонные к укрупнению, захватывают моющие и диспергирующие присадки, адсорбирующиеся на поверхности загрязнений. Под действием центробежных сил такие частицы, достигшие определенного размера, действительно могут отсеиваться центрифугой. Но не стоит забывать, что эти присадки вводятся в масло для того, чтобы загрязнители не осаждались на деталях двигателя. Действие моющее-диспергирующих присадок является комплексным. Оно проявляется как стабилизация нерастворимых продуктов окисления углеводородов, удержание их в мелкодисперсном состоянии и противодействия их слипанию и увеличению в размерах. Благодаря этим присадкам, масло на всем протяжении эксплуатации остается однородным и стабильным. Но это при условии, что масло качественное. При нарушении технологии производства, описанная схема частично или полностью не работает, в результате чего уменьшается срок от замены до замены, либо наступает преждевременный износ деталей двигателя.

Если же сгустки в качественном масле все же образуются, то это может сигнализировать о неполадках самого двигателя, например, неполадках в топливной системе. Кстати топливо является серьезным фактором, оказывающим влияние на «запас прочности» масла. Дизель, которым торгуют отечественные заправки, к сожалению, не всегда подходит для двигателей классов Евро-3 и выше.

На большинстве современных дизельных грузовиков и спецтехнике такого оборудования, как центрифуга, уже не устанавливают. Однако не потому, что она как-то влияет на свойства масла. При исправности всех систем двигателя, регулярно проверяющихся при ТО, а также при использовании качественных масел и топлива, крупные частицы, которые могли бы улавливаться центрифугой, попросту отсутствуют. А раз в масле нет таких загрязнений, то и центрифуга становится не нужной.

http://www.avtoserver.su/articles/29/278/278_449.html

Лабораторная центрифуга в работе косметолога: все, что нужно знать!

Чем больше процедур может предложить мастер — тем больше он зарабатывает. Клиентам проще приходить к специалисту, который может произвести осмотр, сделать дополнительные анализы и затем процедуры. Звучит просто, но по факту отнюдь не так. Ведь, чтобы предложить больше, нужно вложить больше денег в оборудование. Причем нужно знать в какое вкладываться.

Один из самых нужных аппаратов медицинская центрифуга. Она позволяет не только проводить омолаживающий плазмалифтинг, но еще и помогает правильно подобрать процедуры для клиентов. Как? Сейчас мы расскажем подробнее.

Как работает лабораторная (медицинская) центрифуга

Метод центрифугирования основан на различном поведении частиц в специальном поле, созданному внутри центрифуги. Главная функция этого прибора заключается в дифференциации сложносоставных жидких смесей: кровь, моча, лимфатическая жидкость, медицинские препараты и т. д. Принцип работы простой: мы помещаем в аппарат кровь, а он разделяет ее на отдельные фракции (лимфоциты, тромбоциты). Затем уже косметолог использует нужную фракцию в процедурах.

Разделение жидкости на фракции происходит благодаря центробежному ускорению, созданного внутри ротора центрифуги. Для каждого вида жидкости нужно индивидуально подбирать скорость вращения ротора.

Описание аппарата звучит довольно сложно, хоть принцип действия простой. Обычно в косметологии применяются только биологические материалы людей, видов которых не так много.

Где применяется лабораторная центрифуга

Метод центрифугирования позволяет получить необходимую информацию о массе, форме и размере любой молекулы. Технология широко применяется в генной инженерии, биологии, медицинских исследованиях, криминалистике и других сферах.

В косметологии аппарат позволяет проводить плазмалифтинг, получить биоматериал для исследования, разделить косметологических средств на фракции. Чаще всего косметологи останавливаются на первой процедуре. Чтобы исследовать биоматериал, нужно иметь медицинское образование.

Плазмолифтинг — введение плазмы, обогащенной тромбоцитами. Эта процедура в косметологии применяется как омолаживающая, более подробно вы можете прочесть в нашей статье (ссылка на статью о плазмолифтинге).  Для проведения плазмолифтинга используется венозная кровь, при чем сами тромбоциты не должны быть повреждены в процессе дифференциации. Это зависит от аппарата, и точности настроек.

Возможно, вам нужно будет пройти дополнительное обучение для проведения плазмолифтинга. Научиться правильно задавать все настройки, исходя из инструкции производителя, довольно сложно.

Критерии выбора центрифуги

• Диапазон скоростей: чем он больше, тем больше различных жидкостей может обработать аппарат.
• Размер ротора: определяет какое количество и объем образцов может обработать центрифуга за один раз.
• Устройство системы управления: от нее зависит насколько точные числовые значения вы можете задать. От этого напрямую зависит качество готового биоматериала. Например, для успешного проведения плазмолифтинга важно, чтобы в процессе центрифугирования тромбоциты не были повреждены. Также, современные модели обеспечивают полную стерильность биоматериала.

Совет: не ищите модели, в которые помещается 10 и больше пробирок. Их выгодно применять только в крупных косметологических клиниках, где есть высокий запрос на процедуру. В большинстве случаев за один день мастер использует центрифугу до 5 раз.

Сколько стоит центрифуга для плазмолифтинга

Цены стартуют от 3000 грн и конечного предела нет. Хорошую центрифугу для плазмолифтинга реально купить за 6-10 тыс. грн. Эти вложения в среднем окупаются за 5 процедур. Ведь, кроме центрифуги, нужно еще и приобрести набор для сбора крови и дезинфекторы.

Что касается скорости окупаемости вложений, то все зависит от вас. Если вы только вводите процедуру, то аппарат может себя долго окупать. Но точно окупит. Процедура пользуется большой популярностью среди женщин всех возрастов.

Как чистить центрифугу

1. Ротор

Раз в две недели — месяц (зависит от частоты использования) ротор нужно демонтировать, и тщательно очищать все составляющие. В том числе нужно очистить, и смазать вал, на котором закрепляется устройство. Это делается с целью дезинфекции и профилактики образования коррозии.

Регулярный уход за роторами осуществляют с помощью влажных салфеток и специальных дезинфекторов. Перед этим устройство обязательно нужно извлечь. Также, перед работой нужно убедиться в том, что ротор полностью сухой. Остатки жидкости во время центрифугирования могут образовать аэрозоль, который будет распространяться по всему кабинету и влиять на качество биоматериала.

2. Резиновые уплотнители, крышки из поликарбоната, пластиковые втулки

Резиновые уплотнители обычно обрабатывают с помощью дезинфектора или мыльного раствора. С целью безопасности также нужно проверить целостность каждой детали. Если где-то есть трещины или царапины, то детали нужно заменить.

Для проведения плазмолифтинга обычно как сам ротор, так и его составляющие (кроме резиновых) поддаются автоклавированию. В комплексе с дезинфекцией это гарантирует полную стерильность. Однако, автоклав ускоряет старение полимеров, поэтому поле 10 циклов детали нужно заменять.

* Все детали центрифуги подлежат замене в случае поломки.

ВЫВОД

Чтобы работать с центрифугой, не нужно иметь медицинского образования. Но понимать принцип работы аппарата, уметь настраивать нужные скорости и точно знать когда можно и не можно применять плазмолифтинг нужно. От этого зависит безопасность клиентов, и ваша репутация. Поэтому, перед покупкой аппарата рекомендуем как следует в нем разобраться.

Как работает центрифуга？ – Знания

При выборе центрифуги следует учитывать характеристики материалов, а требования к разделению различных материалов подходят для разных моделей. Поскольку разные материалы имеют разные коррозионные свойства, при выборе центрифуги необходимо учитывать это, чтобы можно было выбрать подходящую центрифугу.

Планирование конструкции центрифуги также влияет на коррозионную стойкость центрифуги. Если конструкция хорошо спланирована, срок службы может быть увеличен, а степень коррозии относительно невелика. Если конструкция не спроектирована должным образом, в центрифуге может образоваться зазор, который может легко вызвать коррозию зазора.

Количество роторов центрифуги, скорость, температуру и время должны быть установлены разумно. Если вы не знаете, как его настроить, вам следует напрямую проконсультироваться с производителем. Перед эксплуатацией центрифуги лучше обучить операторов и овладеть определенными навыками. Перед использованием центрифуги обязательно проверьте состояние оборудования, винты на корпусе ротора должны быть затянуты, а пробирки должны быть симметрично размещены в корпусе ротора. После использования обязательно выключите выключатель питания, очистите центрифугу и проведите техническое обслуживание.

Когда машина вращается на высокой скорости, пожалуйста, не открывайте дверцу из оргстекла по своему желанию, иначе это приведет к внезапной остановке инструмента и даже пролитию центробежной жидкости. Если центробежная жидкость вызывает коррозию, это может даже повредить работу. член.

Когда суспензия содержит мелкие частицы, она тонет под действием гравитационного поля в статических условиях. Чем тяжелее частицы, тем быстрее они оседают, и частицы с плотностью меньше жидкости будут подниматься. Фактически, центрифуга также использует этот принцип, но центробежная работа зависит не от силы тяжести, а от центробежной силы, а центробежная сила создается центрифугой.

Если полагаться на естественное осаждение, разделение веществ будет медленным и неполным, но с центрифугой дело обстоит иначе. Он может создавать сильную центробежную силу, может увеличивать скорость осаждения частиц в жидкости, а затем разделять вещества по плотности. На самом деле принцип работы центрифуги очень прост, в основном за счет центробежной силы, она быстро разделяет вещества разной плотности.

Особенности центрифуги Камаз | Помощник слесаря

По сравнению с автомобилями ЗИЛ и МАЗ работа центрифуги автомобиля КамАЗ не сопровождается аэродинамическим шумом, поэтому работоспособность центрифуги двигателя КамАЗ оценивают прежде всего по наличию и количеству отложений в роторе.

Если на малоизношенных двигателях (пробег автомобиля 30 — 50 тыс. км) между двумя ТО в роторе скопилось 200 — 400г отложений (толщина слоя 10 — 15 мм), то центрифуга работает. При большей изношенности двигателей соответственно увеличивается и количество отложений. В то же время слишкос большое количество загрязнений в роторе (3/4 его объема), как правило, свидетельствует о неудовлетворительном состоянии моторного масла в процессе эксплуатации. Причинами, вызывающими интенсивное накопление загрязнений в масле (быстрое старение масла), могут быть попадание воды в масло, длительная работа двигателя на пониженном (температура охлаждающей жидкости менее 60°С) или повышенном (более 100°С) тепловых режимах, значительный износ деталей цилиндро-поршневой группы и др. Одной из характерных причин большого количества отложений в роторе центрифуги является применение в двигателе несоответствующего сорта масла.

Обслуживание центробежного фильтра заключается в снятии наружного колпака и колпака ротора центрифуги и удаления из ротора загрязнений, промывке деталей в дизельном топливе. При этом необходимо соблюдать определенные правила по обслуживанию узла. Именно при обслуживании центрифуги наиболее вероятно нарушение ее работоспособности.

Чаще всего причинами нарушений являются:

Неправильная сборка колпака ротора с ротором. В результате возникает значительный дисбаланс ротора и резко снижается его частота вращения. Чтобы избежать этого, при сборке центрифуги необходимо совместить метки на роторе и колпаке ротора;

Снятие ротора с оси при обслуживании. Это приводит к повреждению подшипников скольжения ротора, а также упорного шарикоподшипника. Инструкцией по эксплуатации автомобилей КамАЗ запрещается снятие ротора с оси при ТО;

Повышенные моменты затяжки гаек крепления колпака ротора и наружного колпака вызывают деформацию деталей и даже заклинивание ротора в подшипниках. Моменты затяжки указанных гаек должны быть в пределах 2 — 3 кгс/м.

Перед установкой наружного колпака рекомендуется проверить правильность сборки центрифуги по легкости вращения ротора. Для этого надо отжать пластину стопорного устройства ротора и повернуть ротор на оси; вращение должно быть легким и без заеданий.

Газета “Автодвор” за сентябрь 2016

офф. сайт http://avtodvor.com.ua

Центрифуга МРС2800 работает на скоростях от 2200 до 2800 об/мин

Большинство центрифуг основывают свою работу на свойстве центробежной силы удерживать содержимое ёмкости, при этом отделяя от него ингредиенты, обладающие наибольшей плотностью. Является таковой и модель центрифуги МРС2800, производящая быстрое и высококачественное выделение более плотных веществ из жидких химических сред, в которых они растворены.

Данный агрегат обладает специализированным предназначением, так как рассчитан на обработку микропланшетов, преимущественно востребованную в медицинских, микробиологических, пищевых, научных, химических и экологических лабораториях для проведения различных исследований, анализов и экспериментов.

Основные технические характеристики центрифуги МРС2800 и порядок работы с агрегатом

Устройство для центрифугирования микропланшетов МРС2800 наделено габаритами 260х240х226 мм и весом 3.3 кг, поэтому его можно удобно разместить даже в самой миниатюрной лаборатории, а также без каких-либо трудностей при необходимости переносить на новые  места.

Корпус центрифуги имеет прямоугольную форму и выполнен из экологичного и прочного материала, исключающего промокание, запыление и другое вредное воздействие окружающей среды. Внутри корпуса находится рабочая камера, в которую погружают микропланшеты, требующие обработки (предельная нагрузка устройства составляет два ПЦР-планшета), а затем ротор приводится в действие с помощью простого бесщёточного двигателя, о котором следует сказать особо. Во-первых, он не требует какого-либо сервисного обслуживания, демонстрируя при этом столь же длительный срок эксплуатации. Во-вторых, благодаря специальной системе контроля безопасности он плавно разгоняется и так же плавно тормозит движение ротора по окончании процесса центрифугирования. И, в-третьих, мотор работает при низком уровне шума, значения которого являются допустимыми со стороны существующих требований по охране и безопасности труда.

Центрифуга МРС2800 способна развивать скорость вращения в диапазоне от 2200 до 2800 об/мин, а процесс разделения может продолжаться от 15 секунд до 1 минут 59 секунд. Вся рабочая информация в реальном времени отображается на дисплее агрегата.

Что такое центрифуга и что она делает в лаборатории

Центрифуги — это обычное лабораторное оборудование, используемое для выделения частиц из раствора. Эти частицы разделяются по размеру, форме, плотности и вязкости среды. Процесс разделения зависит от скорости вращения ротора.

Лабораторные центрифуги широко используются в различных областях, включая клиническую, исследовательскую и академическую. Они решают широкий спектр задач, таких как разделение, очистка и изоляция органелл, клеток и клеточных компонентов для дальнейшего наблюдения.

Что делает центрифуга?

Центрифуги разделяют гетерогенные смеси на их различные компоненты — жидкости в жидкостях, твердые вещества в жидкостях и жидкости в газах, исходя из различной плотности компонентов. Одним из наиболее распространенных применений является отделение эритроцитов и других компонентов крови от цельной крови.

Центрифуга работает по принципу седиментации. Седиментация относится к тенденции взвешенных частиц оседать из среды, где они захвачены, и останавливаться на барьере.Центрифуга использует центробежное ускорение для отделения частиц от раствора.

Если раствор имеет более высокую плотность, чем растворитель, частицы осядут на дно пробирки. Если раствор имеет меньшую плотность, чем растворитель, частицы всплывают наверх. Чем больше разница в плотности между раствором и растворителем, тем быстрее движутся частицы. Если плотность между ними остается неизменной, частицы остаются стабильными в растворе.

В ситуациях, когда необходимо отделить частицы от раствора, плотность которого практически не различается, центрифуга создает центробежную силу для отделения частиц, вместо того чтобы полагаться на гравитацию.

Как работает центрифуга

Центрифуга использует двигатель для вращения жидких образцов на высокой скорости. Существуют различные типы центрифуг, которые различаются по размеру и вместимости проб. Центробежная сила перемещает плотные компоненты наружу контейнера, позволяя твердым частицам полностью и быстро осесть.

В центрифугах

используются стеклянные или пластиковые пробирки, которые помещаются в полости ротора. Размер и тип пробирок для проб влияют на выбор проб, которые можно использовать в приборе. Например, стеклянные пробирки можно использовать с большинством растворителей, но они часто дороже. Пластиковые трубки при осторожном использовании могут быть такими же прочными, однако предпочтительным растворителем является вода. Если вам нужно работать с более крупными образцами, вам следует использовать центрифужные бутыли вместо пробирок.

Типы и применение центрифуг

Малые настольные центрифуги

Также известные как настольные центрифуги, они собирают небольшие количества материала, такого как дрожжевые клетки и эритроциты. Небольшие настольные центрифуги имеют максимальное относительное центробежное поле в 3000–7000 раз больше силы тяжести, известной как гравитационная сила или перегрузка (g). По сравнению с другими вариантами, это относительно низкая скорость. Это центрифуги общего назначения, которые сегодня являются одними из самых доступных вариантов.

Охлаждаемые центрифуги большой емкости

Охлаждаемые центрифуги большой емкости оснащены охлаждаемой роторной камерой. Можно изменить камеры ротора, чтобы приспособиться к другому размеру.Они собирают вещества, которые быстро оседают, подобно небольшим настольным моделям, с максимальной скоростью 6500 g.

Высокоскоростные центрифуги с охлаждением

Высокоскоростные центрифуги очень похожи на модели большой емкости, за исключением того, что они могут развивать максимальную скорость около 60 000 g. Эти модели могут собирать более крупные клеточные органеллы, клеточный мусор, микроорганизмы и белки, осажденные сульфатом аммония. Охлаждаемые модели также могут иметь охлаждаемую роторную камеру.

Ультрацентрифуги Центрифуги

Ultra оптимизированы для вращения на очень высоких скоростях, способных достигать 1 000 000 g (9 800 километров в секунду или 6 089 миль в секунду). Эти виды центрифуг классифицируются как препаративные или аналитические.

Препаративные ультрацентрифуги

Препаративные ультрацентрифуги достигают примерно 600 000 g. Они используются для определения формы и массы макромолекул, выделения молекул липопротеинов из плазмы и множества других задач.Препаративные ультрацентрифуги имеют охлаждаемые, герметичные и вакуумированные камеры.

Аналитические ультрацентрифуги

Для аналитической ультрацентрифуги можно выбрать одну из трех оптических систем: система поглощения света, шлирен-система и интерферометрическая система Рэлея. Системы Шлирена и Рэлея используются для обнаружения изменений показателя преломления раствора, тогда как система поглощения света обнаруживает изменения посредством поглощения ультрафиолетового света. Эти модели весят около 500 000 г.

Типы центрифужных роторов

Помимо типа самой центрифуги, также важно учитывать ротор центрифуги, так как конструкция ротора влияет на возможности машины и ее стоимость.

Бакетные роторы

Эти роторы имеют ковши, которые начинаются в вертикальном положении и поворачиваются в горизонтальное положение во время ускорения. Трубка и ее раствор ориентированы параллельно центробежному полю и перпендикулярно оси вращения.

Роторы с фиксированным углом

При такой конструкции ротора типы образцов удерживаются под постоянным фиксированным углом, который находится в диапазоне от 14 до 40. Относительная центробежная сила означает, что частицы должны двигаться наружу и сталкиваться с внешней стенкой центрифужной пробирки. Образуется область более высокой концентрации, и эта область имеет большую плотность, чем окружающая среда. Осадок собирается в виде компактного шарика в самой внешней точке пробирки.

Сколько стоит центрифуга? Стоимость центрифуги

сильно различается в зависимости от размера, типа и характеристик устройства. Средние цены по видам:

• Настольный — от 1000 до 5000 долларов
• Большая емкость / высокая скорость — от 10 000 до 25 000 долларов
• Ультрацентрифуга — от 10 000 до 50 000 долларов

Добавление охлаждения к любой из центрифуг Индивидуализация наряду с возможностью приобретения дополнительных роторов также увеличивает стоимость.

Лизинг или покупка центрифуги

Покупка центрифуги означает вложение значительных средств авансом, в зависимости от количества необходимых вам единиц, типа центрифуги, а также надстроек и настроек, необходимых вашей лаборатории. Хотя центрифуги не так дороги, как другие виды лабораторного оборудования, их покупка может быть не самым практичным вариантом для лабораторий с ограниченным бюджетом.

Аренда центрифуг через Excedr позволяет легко получить оборудование, необходимое вашей лаборатории, без значительных авансовых инвестиций. Вы не только сэкономите деньги по сравнению с первоначальной покупкой, но и избавите себя от головной боли, связанной с годовыми контрактами на обслуживание, поскольку техническое обслуживание и ремонт включены в лизинг. Кроме того, у вас будет возможность модернизировать свое оборудование. в конце срока аренды.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше об аренде центрифуг уже сегодня.

Что такое центрифугирование? – Определение, процесс и использование – Видео и стенограмма урока

Как работает центрифугирование

Представьте смесь, состоящую из двух частиц разного размера.Если бы вы оставили эту смесь, со временем более крупные частицы оседали бы на дно. К сожалению, это может занять много времени.

Центрифугирование использует центрифугу или устройство, которое может быстро вращаться, чтобы ускорить этот процесс. Представьте, что мы наливаем смесь в пробирки, а эти пробирки в центрифугу. Центрифуга удерживает верхнюю часть пробирок, а нижняя часть может отклоняться наружу. При вращении более крупные частицы будут отбрасываться дальше, а более мелкие останутся ближе к центру.

Почему, спросите вы? Подумайте о том, когда вы едете в машине, и на приборной панели у вас есть вещи. Если вы слишком быстро входите в поворот, все, что находится на приборной панели, отваливается. Это связано с тем, что объекты хотят продолжать следовать своему первоначальному пути, даже когда машина поворачивает. Таким образом, объекты на вашей приборной панели продолжают двигаться прямо, даже после того, как автомобиль поворачивает и заставляет их падать.

Итак, вернемся к нашей смеси. Центрифуга вращается, но частицы в смеси хотят двигаться прямо, поэтому их выбрасывает наружу.Чем крупнее частица, тем дальше ее отбрасывает. Вот почему более крупные частицы отбрасываются дальше, чем более мелкие. Так как частицы попадают в разные места центрифуги, ваша смесь разделяется.

Использование и типы центрифугирования

Давайте рассмотрим более подробно использование центрифугирования, начиная с цельного молока.

• Если оставить в покое, жир (сливки) в цельном молоке отделится от жидкости сам по себе, но для ускорения процесса часто используется центрифугирование.По мере того, как молоко вращается в центрифуге, более тяжелые сливки выталкиваются дальше и собираются в отдельные контейнеры.
• А как насчет мокрых джинсов в стиральной машине? Когда ваша стиральная машина находится в режиме отжима, капли воды выбрасываются наружу и попадают в маленькие отверстия сбоку стиральной машины.
• Наконец, когда вы берете кровь в больнице, они должны отделить ее компоненты, такие как эритроциты, лейкоциты и тромбоциты, из плазмы.Кровь помещается в пробирку внутри центрифуги. При вращении крови более тяжелые частицы опускаются вниз, а более легкие – вверх.

Для каких других целей используются центрифуги? Как вы можете себе представить, они весьма полезны в лаборатории, где их используют для разделения фрагментов клеток или выделения ДНК. Но есть и кое-что еще.

Хотите верьте, хотите нет, но центрифуги можно использовать для изготовления ядерного оружия. Например, урановая центрифуга используется для разделения двух форм урана, которые вы получаете при добыче урановой руды из-под земли.Эти две формы называются ураном-235 и ураном-238, и, поскольку уран-238 немного тяжелее, он выбрасывается дальше в центрифуге, таким образом отделяя уран-235 (форма, которая необходима в оружии). .

Давайте не будем забывать о человеческой центрифуге, которая используется для обучения космонавтов и летчиков-истребителей и позволяет им испытать, что такое повышенная гравитация. Точно так же, как частицы, о которых мы упоминали на протяжении всего урока, люди будут выброшены за пределы центрифуги и испытают на себе повышенную гравитацию.

Наконец, центрифуги можно использовать в геологии для тестирования моделей, чтобы определить, являются ли они структурно прочными. Например, будет построена модель более крупной конструкции, а затем помещена в центрифугу, чтобы проверить, сможет ли она выдержать земное притяжение. Геологи могут регулировать скорость центрифуги, чтобы имитировать различные условия, например, сооружение на коренной породе или вечная мерзлота (мерзлый грунт). Это более эффективно, чем необходимость строить полноразмерную структуру, и позволяет геологам увидеть, как разные структуры будут вести себя в разных типах грунта.

Краткий обзор урока

Центрифугирование — это процесс вращения смеси для разделения ее компонентов. Для начала центрифугирование зависит от Centrifuge , которая является машиной, которая вращает, для этого процесса. Центрифуги могут быть огромными, как видно с теми, которые используются для вращения людей; или крошечные, как и те, которые используются для отделения крови в лабораториях.

Независимо от размера, центрифуги работают благодаря довольно простой физике. Объекты, как и частицы, хотят продолжать свой первоначальный путь, поэтому, когда центрифуга вращается, более крупные частицы продолжают двигаться наружу, в результате чего они оказываются дальше от центра центрифуги. Другими словами, чем крупнее частица, тем дальше она разлетается, как жир в процессе сепарации молока, или красные кровяные тельца, или уран-235, если уж на то пошло. Так можно разделить смесь с частицами разного размера.

Наконец, центрифугирование также можно использовать для проверки воздействия гравитации на людей, как это происходит с человеческой центрифугой, или на объекты и конструкции, как это происходит в некоторых геологических лабораториях.

Центрифугирование

• Центрифугирование : процесс разделения смеси посредством прядения
• Центрифуга : устройство, которое может быстро вращаться

Центрифугирование используется для разделения:

• обезжиренного и цельного молока
• вода из выстиранного белья
• компоненты крови в стационаре
• частей клеток/ДНК в лабораторных исследованиях
• компоненты урановой руды для ядерного оружия
• имитирует повышенную гравитацию для космонавтов
• тестирует модели конструкций, чтобы убедиться, что настоящие конструкции могут выдерживать гравитацию

Результаты обучения

После просмотра этого урока по центрифугированию убедитесь, что вы способны сделать следующее:

• Дать определение и проанализировать процесс центрифугирования
• Назовите несколько применений центрифугирования

Центрифугирование – принцип, типы и применение – Приборы

Главная » Приборы » Центрифугирование – принцип, типы и применения

• Центрифугирование — это метод разделения веществ, который включает применение центробежной силы.
• Частицы выделяют из раствора по размеру, форме, плотности, вязкости среды и скорости вращения ротора.

Принцип центрифугирования

• В растворе частицы, плотность которых выше плотности растворителя, оседают (осадок), а частицы легче всплывают наверх.
• Чем больше разница в плотности, тем быстрее они двигаются. Если нет разницы в плотности (изопикнические условия), частицы остаются неподвижными.
• Чтобы использовать даже небольшие различия в плотности для разделения различных частиц в растворе, гравитацию можно заменить гораздо более мощной «центробежной силой», обеспечиваемой центрифугой.
• Центрифуга — это устройство, которое приводит объект во вращение вокруг фиксированной оси (раскручивает его по кругу), прикладывая потенциально большую силу перпендикулярно оси вращения (вовне).
• Центрифуга работает по принципу седиментации, когда центростремительное ускорение заставляет более плотные вещества и частицы двигаться наружу в радиальном направлении.
• При этом менее плотные объекты смещаются и перемещаются к центру.
• В лабораторной центрифуге, в которой используются пробирки для проб, радиальное ускорение приводит к тому, что более плотные частицы оседают на дно пробирки, а вещества с низкой плотностью поднимаются вверх.

Источник изображения: Sepmag

Типы центрифуг

НИЗКОСКОРОСТНАЯ ЦЕНТРИФУГА

1) В большинстве лабораторий есть стандартная низкоскоростная центрифуга, используемая для рутинного осаждения тяжелых частиц

2) Низкоскоростная центрифуга имеет максимальную скорость 4000-5000 об/мин

3) Эти приборы обычно работают при комнатной температуре без средств контроля температуры.4) В нем используются два типа роторов,

• Фиксированный уголок
• Качающийся ковш.

5) Используется для осаждения эритроцитов до плотной упаковки частиц в осадок и отделения надосадочной жидкости декантацией.

ВЫСОКОСКОРОСТНЫЕ ЦЕНТРИФУГИ

1. Высокоскоростные центрифуги используются в более сложных биохимических процессах, поэтому необходимы более высокие скорости и контроль температуры камеры ротора.
2. Высокоскоростная центрифуга имеет максимальную скорость 15 000 – 20 000 об/мин
3. Оператор этого прибора может тщательно контролировать скорость и температуру, необходимые для чувствительных биологических образцов.
4. Доступны три типа роторов для высокоскоростного центрифугирования-

• Фиксированный уголок
• Поворотный ковш
• Вертикальные роторы

УЛЬТРАЦЕНТРИФУГИ

1. Самый сложный инструмент.
Ультрацентрифуга
2. имеет максимальную скорость 65 000 об/мин (100 000 x g).
3. Из-за высокой скорости выделяется сильное тепло, поэтому прядильные камеры необходимо охлаждать и поддерживать высокий вакуум.
4. Используется как для подготовительных, так и для аналитических работ.

Типы центрифугирования

1. Дифференциальное гранулирование (дифференциальное центрифугирование)

• Это наиболее распространенный тип центрифугирования.
• Ткани, такие как печень, гомогенизируют при 32 градусах в растворе сахарозы, содержащем буфер.
• Затем гомогенат помещают в центрифугу и центрифугируют при постоянной центробежной силе при постоянной температуре.
• Через некоторое время на дне центрифуги образуется осадок, называемый осадком, и покрывающий его раствор, называемый надосадочной жидкостью.
• Вышележащий раствор затем помещают в другую центрифужную пробирку, которая затем вращается с более высокой скоростью в последовательных шагах.

2. Центрифугирование в градиенте плотности

• Этот тип центрифугирования в основном используется для очистки вирусов, рибосом, мембран и т. д.
• Градиент плотности сахарозы создается путем осторожного наложения более низких концентраций сахарозы на более высокие концентрации в центрифужных пробирках
• Исследуемые частицы помещают поверх градиента и центрифугируют в ультрацентрифугах.
• Частицы движутся по градиенту, пока не достигнут точки, в которой их плотность совпадет с плотностью окружающей сахарозы.
• Фракция удалена и проанализирована.

3. Центрифугирование в градиенте скорости и плотности

• Зональное центрифугирование также известно как полосовое или градиентное центрифугирование
• Он основан на концепции коэффициента седиментации (т. е. движения осадка через жидкую среду)
• В этой методике создается градиент плотности в пробирке с сахарозой и высокой плотностью на дне.
• Образец белка помещают в верхнюю часть градиента, а затем центрифугируют.
• При центрифугировании более быстро осаждающиеся частицы в образце движутся впереди более медленных, т. е. образец разделяется на зоны в градиенте.
• Белковый осадок в соответствии с их коэффициентом седиментации и фракции собирают путем создания отверстия на дне пробирки.

4. Изопиновое центрифугирование

• Образец загружается в пробирку с градиентообразующим раствором (поверх или ниже предварительно сформированного градиента или смешивается с самообразующимся градиентом)
• Раствор биологического образца и соли цезия равномерно распределяют в центрифужной пробирке и вращают в ультрацентрифуге.
• Под действием центробежной силы соли цезия перераспределяются, образуя градиент плотности сверху вниз.
• Частицы перемещаются в точку, где их плавучая плотность равна этой части градиента, и образуют полосы. Это означает, что молекулы образца перемещаются в область, где их плотность равна плотности градиента.
• Это «истинная» равновесная процедура, поскольку она зависит от плавучей плотности, а не от скорости

Например: градиенты CsCl, NaI для макромолекул и нуклеотидов – «самообразующиеся» градиенты под действием центробежной силы.

Применение центрифугирования

• Для разделения двух смешивающихся веществ
• Для анализа гидродинамических свойств макромолекул
• Очистка клеток млекопитающих
• Фракционирование субклеточных органелл (включая мембраны/мембранные фракции) Фракционирование мембранных везикул
• Отделение мелового порошка от воды
• Удаление жира из молока для производства обезжиренного молока
• Отделение частиц от воздушного потока с помощью циклонной сепарации
• Осветление и стабилизация вина
• Разделение компонентов мочи и крови в судебно-медицинских и исследовательских лабораториях
• Способствует разделению белков с использованием таких методов очистки, как высаливание, т. е.г. осаждение сульфата аммония.

Каталожные номера

1. http://trishul.sci.gu.edu.au/courses/7204BPS/Centrifugation_Lecture_2008.pdf
2. http://www.biologydiscussion.com/biochemistry/centrifugation/centrifuge-introduction-types-uses-and-other-details-with-diagram/12489
3. https://www.slideshare.net/poojakamble1609/principles-and-applications-of-centrifugation
4. https://en.wikipedia.org/wiki/Центрифугирование
5. https://www.slideshare.net/khadeejaikram56/centrifugation-49732927

Центрифугирование – принцип, типы и применение Категории Контрольно-измерительные приборы Теги Центрифугирование, Применение центрифугирования, Принцип центрифугирования, Типы центрифугирования, Типы центрифуг, Центрифугирование в градиенте плотности, дифференциальное центрифугирование, ВЫСОКОСКОРОСТНЫЕ ЦЕНТРИФУГИ, Изопиническое центрифугирование, НИЗКОСКОРОСТНАЯ ЦЕНТРИФУГА, Зональное центрифугирование в градиенте плотности, УЛЬТРАЦЕНТРИФУГИ Почтовая навигация Центрифуга

: факты для детей

Лабораторная настольная центрифуга. Вращающийся блок, называемый ротором , имеет фиксированные отверстия, просверленные под углом (к вертикали), видимые внутри гладкого серебристого обода. Пробирки с образцами помещаются в эти пазы, и двигатель вращается. Поскольку центробежная сила действует в горизонтальной плоскости, а трубки закреплены под углом, частицы должны пройти лишь небольшое расстояние, прежде чем они ударятся о стенку трубки, а затем соскользнут на дно. Эти угловые роторы очень популярны в лаборатории для повседневного использования.

Центрифуга — это часть оборудования, которая приводит объект во вращение вокруг фиксированной оси (вращает его по кругу), применяя потенциально большую силу, перпендикулярную оси вращения (наружу).Центрифуга работает по принципу седиментации, когда центростремительное ускорение заставляет более плотные вещества и частицы двигаться наружу в радиальном направлении. В то же время менее плотные объекты смещаются и перемещаются к центру. В лабораторной центрифуге, в которой используются пробирки для проб, радиальное ускорение приводит к тому, что более плотные частицы оседают на дно пробирки, а вещества с низкой плотностью поднимаются наверх.

Существует 3 типа центрифуг, предназначенных для различных целей.Центрифуги промышленного масштаба обычно используются в производстве и переработке отходов для осаждения взвешенных твердых частиц или для разделения несмешивающихся жидкостей. Примером может служить сепаратор сливок, используемый на молочных заводах. Высокоскоростные центрифуги и ультрацентрифуги, способные обеспечить очень высокие ускорения, могут разделять мелкие частицы вплоть до наноразмера и молекулы различной массы.

Большие центрифуги используются для моделирования условий с высокой гравитацией или ускорением (например, для обучения летчиков-испытателей высоким перегрузкам).Центрифуги среднего размера используются в стиральных машинах и в некоторых бассейнах для отжима воды из тканей.

Газовые центрифуги используются для разделения изотопов, например, для обогащения ядерного топлива делящимися изотопами.

История

Рекламный плакат сепаратора молока начала ХХ века.

Английский военный инженер Бенджамин Робинс (1707–1751) изобрел прибор с вращающимся рычагом для определения сопротивления. В 1864 году Антонин Прандтль предложил идею молочной центрифуги для отделения сливок от молока.Впоследствии эту идею претворил в жизнь его брат Александр Прандтль, который усовершенствовал конструкцию своего брата и в 1875 году представил действующую машину для экстракции молочного жира.

Типы

Центрифуга может быть описана как машина с быстро вращающимся контейнером, который прикладывает к своему содержимому центробежную силу. Существует несколько типов центрифуг, которые можно классифицировать по назначению или по конструкции ротора.

• Урановая центрифуга используется для разделения двух изотопов урана (названных U-235 и U-238) друг от друга;
• в медицинских лабораториях сыворотку отделяют от образцов крови с помощью центрифуги;
• в химических лабораториях центрифуги используются для вычитания твердых частей эмульсии из ее жидких частей.
• огромная центрифуга используется НАСА, чтобы подвергать астронавтов воздействию больших сил во время их обучения.

Картинки для детей

• Сахарные центробежные машины для отделения кристаллов сахара от треугольного контроля, получено 5 июня 2010 г.

• Лабораторная центрифуга XIX века с ручным приводом.

Работа с центрифугами | Лабораторная безопасность

1. Общий протокол безопасного использования центрифуги

2.Дополнительные меры предосторожности при работе с опасными химическими или инфекционными материалами

3. Аварийные ситуации и меры безопасности

Аварийная ситуация может возникнуть, если ротор выйдет из строя или если в центрифуге произойдет утечка из-за поломки пробирки или неправильного обращения. В таких ситуациях следует предпринять следующие шаги.

4. Техническое обслуживание центрифуги

ПРИМЕЧАНИЕ. Корпус центрифуги обычно изготавливается из металлов, которые могут подвергаться коррозии в присутствии влаги, химикатов или сильных чистящих средств. Для надлежащего обслуживания центрифуги рекомендуется тщательно следовать инструкциям производителя по очистке и техническому обслуживанию. Помимо этого, следует помнить о некоторых общих мерах по техническому обслуживанию.

Центрифугирование является одним из самых мощных инструментов, используемых в лабораториях для разделения гетерогенных смесей, но оно может быть опасным, поэтому необходимо соблюдать меры предосторожности.

Центрифуга быстро вращает образцы для разделения разнородных материалов, что создает экстремальные центробежные силы на образцах и приборе.Из-за высокой скорости работы центрифуги неправильное обращение с ней может привести к серьезным травмам пользователя. Поэтому при использовании центрифуги необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы предотвратить разлив и повреждение оборудования.

В этом видеоролике показано устройство центрифуги, а также способы ее безопасной эксплуатации и технического обслуживания.

Прежде чем углубляться в детали мер безопасности, давайте кратко рассмотрим основы центрифугирования. Центрифуги содержат ротор, закрепленный на шпинделе.Роторы разного размера обычно могут быть установлены на одном шпинделе для разных бутылей, пробирок или пакетов с образцами. Двигатель вращает ротор с заданным числом оборотов в минуту или числом оборотов в минуту. Это, в свою очередь, сообщает центробежную силу на гетерогенную смесь, направленную от оси вращения, которая разделяет частицы с различной плотностью.

Различные типы центрифуг работают на разных оборотах. Низкоскоростные центрифуги работают со скоростью менее 10 000 об/мин, высокоскоростные — до 21 000, а ультрацентрифуги — до 30 000 и выше.Каждый тип имеет разные роторы, совместимые с ним. После пробега тормозная система обычно замедляет ротор. В любой центрифуге высокая скорость деформирует ротор.

При обычном использовании возвращается к прежнему размеру. Однако, если сила из-за вращения превышает максимальную силу, с которой может справиться ротор, он может необратимо деформироваться. Это может привести к трещинам, что, в свою очередь, может привести к серьезному отказу. С другой стороны, отказы центрифуги могут привести к утечке пробы, что может быть опасно, если речь идет об опасных материалах, и с ними следует обращаться осторожно.Теперь мы покажем вам, как подготовить образцы и безопасно использовать их в центрифуге.

Сначала выберите подходящие центрифужные пробирки, совместимые со скоростями вращения, которые вы хотите использовать. Проверьте документацию, чтобы узнать ограничения трубки. Трубки должны быть целыми и без трещин. Заполните каждую не более чем на 3/4, чтобы предотвратить проливание. Затем убедитесь, что пробирки сбалансированы, и плотно закройте их крышками.

При центрифугировании опасных химических или биологических образцов соблюдайте особые меры предосторожности.Носите соответствующее защитное снаряжение и готовьте образцы в подходящей рабочей среде, например, в вытяжном шкафу или ламинарном шкафу. Для получения дополнительной информации об этих функциях безопасности см. видеоролики JoVE о вытяжных шкафах.

При необходимости используйте вторичную защитную оболочку для опасных материалов, например стеклянную или пластиковую вставку. Также можно использовать герметичные защитные трубки, обеспечивающие замкнутую среду. Каждый должен пройти обучение перед использованием любой центрифуги или ротора.

Выберите ротор, подходящий для центрифуги.Убедитесь, что ротор и его крышка чистые и сухие, не имеют трещин и деформаций. Убедитесь, что уплотнительные кольца на роторе или крышке не изношены. Кроме того, проверьте шпиндель центрифуги, чтобы убедиться, что он не погнут или не имеет других деформаций. Затем поместите ротор на шпиндель, убедившись, что он правильно установлен. Вставьте образцы в ротор, убедившись, что пробирки плотно прилегают к ротору.

Всегда ставьте сбалансированные трубки друг напротив друга. Накройте ротор, убедившись, что уплотнение плотное.Закройте крышку центрифуги и запустите программу. Опять же, см. предыдущее видео JoVE о центрифуге для получения дополнительной информации о запуске программы центрифуги.

Оставайтесь у центрифуги, пока она не достигнет максимальной скорости. Ознакомьтесь с расположением кнопки питания. Выключите кнопку питания, если есть какие-либо необычные звуки или вибрации, чтобы немедленно остановить центрифугу. Затем эвакуируйте ближайшие зоны, пока ротор не остановится. Как только он остановится, осмотрите образцы на наличие утечек и ротор на наличие отклонений или дисбаланса.Если проблем не было, подождите, пока центрифуга выполнит свою программу и полностью остановится.

Подождите еще полчаса, если присутствуют химические вещества, образующие аэрозоль. В противном случае вы можете открыть

центрифугу немедленно. Удалите образцы и при необходимости отнесите их в специализированное помещение для вскрытия. В случае разлива немедленно очистите центрифугу. Используйте соответствующие средства индивидуальной защиты для любой существующей опасности и утилизируйте загрязненные материалы в соответствии с инструкциями. Не используйте абразивные щетки для очистки, так как они могут повредить ротор. Предупредите аварийный персонал и не пытайтесь чистить центрифугу, если пролились опасные для жизни вещества.

Обеззараживание ротора 10%-ным отбеливателем для любых биологических образцов, используемых в центрифуге, вне зависимости от того, пролился он или нет. Дайте отбеливателю постоять 30 минут, затем промойте 70% этанолом и высушите на воздухе. Наконец, снимите и осмотрите ротор на наличие повреждений и запишите свое использование в бортовом журнале.

Вы только что посмотрели передачу JoVE «Введение в использование центрифуг».Теперь вы должны понимать, как готовить образцы, а также как эксплуатировать прибор и обслуживать его.

Спасибо за просмотр.

Промышленная центрифуга

Промышленная центрифуга играет неотъемлемую роль в производстве большего количества вещей, чем можно было ожидать изначально. Это широко используемый инструмент в пищевой и сельскохозяйственной отраслях , в фармацевтических и биотехнологических компаниях, для охраны окружающей среды управления и в химической промышленности . Слово «индустрия» вызывает в воображении образы комбинирования и творения — соединения материалов для получения конечного продукта. Однако разделение материалов так же важно, как и комбинация материалов . Мы не можем создать новый продукт, пока у нас нет чистых реагентов для работы. Это особенно важно в фармацевтической и биотехнологической областях, где чистота реагентов необходима для производства продукта, безопасного для потребления человеком. Тут на помощь приходит центрифуга.Центрифуга предназначена для разделения гетерогенных смесей на компоненты различной плотности.

 

Принцип центрифугирования – как работает центрифуга

Промышленная центрифуга вращается с высокой скоростью , со многими оборотами в минуту (об/мин). Это вращение вводит центростремительную силу внутрь и относительную центробежную силу наружу. Эта относительная центробежная сила в сотен раз больше, чем сила тяжести , которую мы ощущаем на Земле. Из повседневного опыта мы знаем, что гетерогенная смесь твердого вещества с жидкостью, по прошествии достаточного времени, разделится под действием силы тяжести и приведет к образованию осадка на дне контейнера. Тот же принцип работает внутри промышленной центрифуги, но высокая центробежная сила вызывает разделение в течение нескольких минут .

Типы промышленных центрифуг

В зависимости от отрасли и области применения компания выберет один из двух основных типов центрифуг: осаждение и фильтрование.

Центрифуги для осаждения

Одним из двух основных типов промышленных центрифуг является седиментационная центрифуга . В седиментационной центрифуге частицы более высокой плотности вытесняются к внешним краям контейнера, где они вытесняют плотно упакованный осадок. Эти центрифуги можно использовать в фармацевтической промышленности для производства или анализа лекарств. Существует несколько типов седиментационных центрифуг: гидроциклон, трубчатая чаша, камерная чаша, неперфорированная корзина, тарельчатый сепаратор и декантер. Все эти центрифуги имеют разную производительность разделения в зависимости от их архитектуры и ограничений скорости.

Центрифуга с фильтром

Вторым основным типом промышленных центрифуг является центрифуга с фильтром . В центрифугах с фильтром есть фильтр, который улавливает частицы и не дает им следовать за остальной смесью наружу при вращении центрифуги. Пара примеров центрифугирования на фильтре в пищевой промышленности включает производство апельсинового сока без мякоти и удаление воды из промытых салатов перед упаковкой.Существует несколько типов фильтров, которые используются для фильтрующих центрифуг, таких как фильтровальная ткань, фильтр из проволочной сетки или перфорированной пластины или щелевой фильтр. Фильтровальная ткань используется в центрифуге с очищающим кожухом, а также в центрифуге с инвертирующим фильтром и маятниковой центрифуге. Проволочная сетка известна как центрифуга с червячным ситом. Щелевой экран используется для толкательной центрифуги.

Центрифуга в фармацевтической промышленности

Наиболее важным достижением для фармацевтической промышленности является создание последовательно чистых партий активных фармацевтических ингредиентов (АФИ).Содержание влаги важно для концентрации и хранения, и особенно важно избегать любого перекрестного загрязнения другими ингредиентами. Промышленная центрифуга обычно используется в фармацевтической промышленности для высушивания АФС в виде слоя материала. Для этого используется корзиночная центрифуга. Корзинная центрифуга представляет собой горизонтальную центрифугу с большим корзиночным фильтром. Когда центрифуга вращается, она также фильтрует АФС, так что вода или другие растворители проходят через поры фильтра, а твердый АФС скапливается внутри корзины, потому что он слишком велик, чтобы пройти через поры.Этот процесс также называется обезвоживанием. Дополнительные этапы промывки могут быть выполнены до окончательной сушки слоеного пирога API. Важно, чтобы осадок оставался толщиной около одного дюйма или меньше, чтобы обеспечить надлежащую промывку и сушку во время процесса центрифугирования. Часто центрифуга оборудована подачей газообразного азота для создания инертной атмосферы для защиты API от перекрестного загрязнения и нежелательных реакций. Эти промышленные центрифуги созданы с заботой о чистоте, их легко чистить и обеззараживать между партиями.

Другое применение промышленных центрифуг

Прочее Использование для промышленных центрифуг включает извлечение клеток в биотехнологии и извлечение ценных фармацевтических реагентов и продуктов . Центрифуга используется для очистки сточных вод и обработки сточных вод. Он используется для удаления твердых частиц, таких как металлическая стружка, из промышленных смазочных материалов . Это важно для выделения ценных синтетических материалов на протяжении всего производственного процесса.Центрифуга позволяет производить многие материалы в промышленных масштабах, поскольку она позволяет быстро разделять смеси. Существуют разные типы центрифуг для разных применений, и оптимальная скорость вращения зависит от смеси, но основной принцип центростремительного ускорения полезен для всех применений. Мы можем создавать великие вещи, когда понимаем фундаментальные физические законы и разрабатываем инструменты, чтобы извлечь из них выгоду.

Новости по теме

 

Основы центрифугирования от Cole-Parmer

Перепечатано с разрешения THERMO

Целью данного руководства является введение основных понятий центрифугирования, включая словарь, типы центрифуг и роторов, методы разделения и даже выбор градиента.Дополнительные сведения о центрифугировании см. в рекомендациях Sorvall® и Heraeus к прочтению в литературе, указанной в справочном разделе.

Содержание.

I. Введение
II. Увеличение эффекта гравитации: центрифуга
III. Типы центробежной сепарации
IV. Категории роторов
V. Выбор центрифужных пробирок
VI. Общий словарь и формулы центрифуги
VII. Справочная и рекомендуемая литература

I.Введение.

Центрифугирование — один из важнейших и широко применяемых методов исследования в биохимии, клеточной и молекулярной биологии и медицине. Текущие исследовательские приложения основаны на выделении клеток, субклеточных органелл и макромолекул, часто с высокими выходами.

Центрифуга использует центробежную силу (перегрузку) для выделения взвешенных частиц из окружающей их среды либо в периодическом, либо в непрерывном режиме. Существует множество применений центрифугирования, которые могут включать осаждение клеток и вирусов, разделение субклеточных органелл и выделение макромолекул, таких как ДНК, РНК, белки или липиды.

II. Увеличение эффекта гравитации: центрифуга.

Многие частицы или клетки в жидкой суспензии со временем оседают на дне контейнера под действием силы тяжести (1 x g). Однако продолжительность времени, необходимого для такого разделения, нецелесообразна. Другие частицы, чрезвычайно малые по размеру, вообще не будут отделяться в растворе, если только не подвергнуты воздействию высокой центробежной силы. Когда суспензия вращается с определенной скоростью или числом оборотов в минуту (об/мин), центробежная сила заставляет частицы двигаться радиально от оси вращения.Сила, действующая на частицы (по сравнению с гравитацией), называется относительной центробежной силой (ОЦС). Например, центробежная сила, равная 500 x g, указывает на то, что приложенная центробежная сила в 500 раз превышает силу земного притяжения. Таблица 1 иллюстрирует общие классы центрифуг и их применение.

Таблица 1. Классы центрифуги и их приложения

таблицы прокрутки горизонтально

9016 0 (Да) –

	классов центрифуги
	Низкоскорость			Ultra / Micro-Ultra
Максимальная скорость (RPM x10	3 )	10	28	100/150
Максимальный RCF (X10 3 )	7	100	8	800/900
Бактерии Бактерии	Да	Да	(Да)
(Да)
	Клетки животных и растений	Да	Да	(Да)
Ядра	Да	Да	(Да)
Осадки	Около	Большинство	(да)	(Да)
Мембранные фракции	около		Да
		–	–	Да
Macroomolecules	–	–	–	Да
Вирусы	–	Большинство	Да
Вирусы	Большинство	Да

() = можно сделать обычно используется для этой цели.

III. Типы центробежных сепараций.

1. Дифференциальное центрифугирование.

Разделение достигается главным образом на основе размера частиц при дифференциальном центрифугировании. Этот тип разделения обычно используется для простого осаждения и получения частично чистых препаратов субклеточных органелл и макромолекул. Для изучения субклеточных органелл ткань или клетки сначала разрушают, чтобы высвободить их внутреннее содержимое. Эта грубая смесь разрушенных клеток называется гомогенатом.При центрифугировании клеточного гомогената более крупные частицы осаждаются быстрее, чем более мелкие, что дает основу для получения неочищенных фракций органелл методом дифференциального центрифугирования. Гомогенат клеток можно центрифугировать при последовательном увеличении перегрузки и времени для получения осадка частично очищенных органелл.

Когда гомогенат клеток центрифугируют при 1000 x g в течение 10 минут, неразрушенные клетки и тяжелые ядра оседают на дно пробирки. Супернатант можно дополнительно центрифугировать при 10 000 x g в течение 20 минут для осаждения субклеточных органелл с промежуточными скоростями, таких как митохондрии, лизосомы и микротела.Некоторые из этих седиментирующих органелл могут быть получены частично чистыми и обычно загрязнены другими частицами. Повторная промывка гранул путем ресуспендирования в изотонических растворителях и повторное гранулирование может привести к удалению загрязнителей меньшего размера (рис. 1). Получение частично очищенных органелл дифференциальным центрифугированием служит предварительным этапом для дальнейшей очистки с использованием других видов центробежного разделения (разделение в градиенте плотности).

2.Центрифугирование в градиенте плотности.

Центрифугирование в градиенте плотности является предпочтительным методом очистки субклеточных органелл и макромолекул. Градиенты плотности можно создать, помещая слой за слоем градиентную среду (таблица 2), такую ​​как сахароза, в пробирку с самым тяжелым слоем внизу и самым легким вверху либо в прерывистом, либо в непрерывном режиме. Разделяемую клеточную фракцию помещают поверх слоя и центрифугируют. Разделение по градиенту плотности можно разделить на две категории.2а. Тарифно-зональное (размерное) разделение. 2б. Изопикническое (плотностное) разделение.

2а. Скоростное зональное (размерное) разделение

Скоростно-зональное разделение использует размер и массу частиц вместо плотности частиц для осаждения. Рисунок 2 иллюстрирует процесс разделения зон скоростей и критерии успешного разделения зон скоростей. Примеры распространенных применений включают разделение клеточных органелл, таких как эндосомы, или разделение белков, таких как антитела. Например, все классы антител имеют очень одинаковую плотность, но разные массы.Таким образом, разделение по массе будет разделять разные классы, тогда как разделение по плотности не сможет разделить эти классы антител.

Определенные типы роторов более применимы для этого типа разделения, чем другие. См. категории роторов (ниже) и Таблицу 2.

Критерии успешного зонально-скоростного центрифугирования:

• Плотность раствора пробы должна быть меньше плотности самой низкой части градиента.
• Плотность частицы образца должна быть больше, чем плотность самой высокой части градиента.
• Длина пути градиента должна быть достаточной для разделения.
• Время имеет значение. Если вы выполняете слишком длинные циклы, все частицы могут оседать на дне пробирки.

2б. Изопикническое разделение

При этом типе разделения частица определенной плотности будет тонуть во время центрифугирования до тех пор, пока не будет достигнуто положение, при котором плотность окружающего раствора точно равна плотности частицы. Как только это квазиравновесие достигнуто, продолжительность центрифугирования не оказывает никакого влияния на миграцию частицы.Типичным примером этого метода является разделение нуклеиновых кислот в градиенте CsCl. Рисунок 3 иллюстрирует изопикническое разделение и критерии успешного разделения. Для изопикнического разделения можно использовать различные градиентные среды, и их биологическое применение перечислено в таблице 2.

Критерии успешного изопикнического разделения:

• Плотность частиц пробы должна находиться в пределах градиента плотности.
• Допустима любая длина градиента.
• Время работы должно быть достаточным для того, чтобы частицы образовали полосы в изопикнической точке. Чрезмерное время работы не имеет негативных последствий.

Таблица 2. Применение плотности градиента средств массовой информации для разделения ISopycnic

таблицы прокрутки горизонтально

– –

клетки	клетки	Viruses	Organelles				Нуклеопротеины	Макромолекулы
Сахара (например,г. Sucrose)	+	+++	+++	+++	+	–
Polysacharids (например, Percoll)	++	++	++	–
коллоидный диоксид кремния (например, percoll)	+++	+	+++	–	–	–
IIОДИНИИ СМИ	++++	++	++++	+++	+
Соли щелочных металлов (например,г. CsCI)	–	++	–	++	++++

++++ отлично, +++ хорошо, ++ подходит для некоторых приложений, + ограниченное использование, – неудовлетворительно

Источник: Д. Риквуд, TC Ford, J. Steensgard (1994) Основные данные по центрифугированию , John Wiley & Sons Ltd., Великобритания

IV. Категории роторов

Роторы можно в целом разделить на три общие категории, а именно бакетные роторы, роторы с фиксированным углом и вертикальные роторы (рис. 4, таблица 3).Обратите внимание, что каждый тип ротора имеет сильные стороны и ограничения в зависимости от типа разделения.

1. бакетный
2. угловой фиксированный
3. вертикальный

Другие роторы включают роторы непрерывного потока и роторы отмывания.

Таблица 3. Типы роторов и их приложения

9061 60

тип ротора		Rath-zone Seditionation	ISopycnic
Отлично	Limited	Переменная *
Независимость
	NS	Good	Отлично
Зональный	NS		NS	Отлично	Хорошо

NS = не подходит
*Хорошо для макромолекул, плохо для клеток и органелл
**Хорошо для клеток и органелл, требуется осторожность при использовании с CsCI

загружаются в отдельные ковши, которые висят вертикально, пока ротор в состоянии покоя. Когда ротор начинает вращаться, ковши откидываются в горизонтальное положение (рис. 4). Этот ротор особенно удобен, когда образцы должны быть разделены в градиентах плотности. Более длинный путь позволяет лучше отделить отдельные типы частиц от смеси. Однако этот ротор относительно неэффективен для гранулирования. Кроме того, необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать «точечных нагрузок», вызванных вращением CsCl или других материалов с плотным градиентом, которые могут осаждаться.

В роторах с фиксированным углом пробирки для проб фиксируются под углом полости ротора.Когда ротор начинает вращаться, раствор в пробирках переориентируется (рис. 4). Этот тип ротора чаще всего используется для гранулирования. Примеры включают гранулирующие бактерии, дрожжи и другие клетки млекопитающих. Он также полезен для изопикнического разделения макромолекул, таких как нуклеиновые кислоты.

В вертикальных роторах пробирки с образцами удерживаются в вертикальном положении во время вращения. Этот тип ротора не подходит для гранулирования, но наиболее эффективен для изопикнического (плотностного) разделения из-за короткого пути.Применения включают выделение плазмидной ДНК, РНК и липопротеинов.

V. Выбор центрифужных пробирок.

В Таблице 4 и Таблице 5 показаны свойства центрифужных пробирок и соответствующие роторы, в которых они должны использоваться.

Таблица 4. Химическая совместимость популярных трубопроводных материалов

Химическая стойкость *

	CLACTY
Полипропилен (PP)	Ware	Хорошо
Полисоллер (PA)	OPAQU	Хорошо
		Clear	Бедный
полиэтилентерефталат (PET)	Clear	Бедные

* Для более информации, пожалуйста, ознакомьтесь с нашей таблицей химической стойкости, доступной на этом сайте.

Выбор соответствующей центральной трубки центрифуги:

• предотвращает утечку образца или убытки
• обеспечивает химическую совместимость
• позволяет легко восстановить выборки

Основным фактором в подборке трубки (пластиковый) Материал:

• Прозрачность
• Химическая стойкость
• Герметизирующий механизм (при необходимости)
• Проверьте рекомендуемый объем образца и максимальную скорость на страницах руководства по продукту или на упаковке пробирки.
• Всегда заполняйте тонкостенные герметичные пробирки с фиксированным углом или вертикальным ротором.
  Примеры:
  – пробирка с открытым верхом и многократным уплотнением
  – пробирки с повторным уплотнением
  – пробирки Ultracrimp® и Clearcrimp®
• автоклавировать пробирки только в случае крайней необходимости и только при 121°C в течение 15 мин.
• Избегайте мыть пластиковые трубки в автоматических посудомоечных машинах или машинах для мытья стеклянной посуды, которые могут привести к чрезмерно высокой температуре.
• Мы рекомендуем чистить трубки мягким лабораторным моющим средством в теплой воде, промывать и сушить на воздухе.Пробирка
• должна быть тщательно подобрана к типу ротора, чтобы предотвратить потерю пробы и/или поломку, как показано в Таблице 5 ниже.

для продления трубной жизни и избежать поломки или коллапса:

Таблица 5. Тип трубки и ротора

61

Tube Type
Тонкие стены открыты Топ	№	Да	NO
Толстая стена открыты Топ	Да	Да	No
Нет		NO	Да	Да
Да
Дубовый Ридж	Да	№	NO

VI.Общий словарь и формулы центрифугирования.

• Пеллет: плотно упакованная концентрация частиц в пробирке или роторе после центрифугирования.
• Супернатант: Осветленная жидкость над осадком.
• Адаптер: Устройство, используемое для установки небольших пробирок или центробежных устройств в полости ротора.
• об/мин: оборотов в минуту (скорость).
• R _max : Максимальный радиус от оси вращения в сантиметрах.
• R _мин : Минимальный радиус от оси вращения в сантиметрах.
• RCF: Относительная центробежная сила. RCF = 11,17 x Rmax (об/мин/1000) ²
• К-фактор: Эффективность гранулирования ротора. Чем меньше К-фактор, тем выше эффективность гранулирования.
• Значение S: Коэффициент седиментации — это число, которое дает информацию о молекулярном весе и форме частицы. Значение S выражается в единицах Сведберга.Чем больше значение S, тем быстрее отделяется частица. Для получения дополнительной информации о коэффициентах седиментации, пожалуйста, обратитесь к разделу литературы и рекомендуемой литературы в этой статье.
• Время гранулирования: времени, необходимое для гранулирования данной частицы. T = K/S, где T = время гранулирования в часах. K = К-фактор ротора, а S = коэффициент седиментации.
• Формула преобразования ротора: Если известно время осаждения образца в вашем «старом» роторе, можно определить время, которое потребуется для того, чтобы тот же образец осаждался в «новом» роторе.Формула для этого определения выглядит следующим образом:
  
• Где:
  T1 = время образования гранул в «новом» роторе
  T2 = время образования гранул в «старом» роторе
  K1 = К-фактор «нового» ротора ” ротор
  K2 = К-фактор «старого» ротора

Пример преобразования ротора:

Старый ротор (Beckman® JA-10) – Новый ротор (Sorvall® SLC-1500)

T2 = 20 мин; К2 = 3610; T1 = ( ? ) мин; K1 = 1676

Старое время гранулирования = 20 мин – Новое время гранулирования = 9.2 мин

VII. Ссылки и рекомендуемая литература.

1. Биологическое центрифугирование, Д. Риквуд, Дж. М. Грэм (2001). Спрингер Верлаг; ISBN: 0387915761
2. Субклеточное фракционирование: практический подход, Джон М. Грэм (редактор) и Д. Риквуд (редактор) (1997). Издательство Оксфордского университета. ISBN: 0199634947
3. Центрифугирование: основные данные, Дэвид Риквуд, Т. Форд, Йенс Стинсгаард (1994). 128 страниц. John Wiley & Son Ltd. ISBN: 0471942715
4. Центрифугирование: практический подход, Дэвид Риквуд, (редактор) (1992) ASIN: 0
755X.
5. Введение в центрифугирование, автор TC. Форд и Дж. М. Грэм (1991). 118 страниц. BIOS Scientific Publishers, Ltd. ISBN 1 872748 40 6

Отказ от ответственности. Продукция Cole-Parmer не одобрена и не предназначена для использования в медицинских, клинических, хирургических или других целях, ориентированных на пациента, и не должна использоваться ими.

.