Частицы в растворе осаждаются (седиментация), когда их плотность выше плотности раствора, или всплывают (флотация), когда их плотность ниже плотности раствора. Чем больше разница в плотности, тем быстрее идёт распределение частиц. Когда плотности частиц и раствора одинаковые (изопикнические условия), частицы остаются неподвижными. При малой разнице в плотности частицы можно разделить только в центрифуге, которая создаёт центробежную силу, во много раз превышающую силу земного притяжения.
Роторы. Возникающая в центрифуге центробежная сила, которая, строго говоря, создаётся ускорением, обычно выражается числом, кратным ускорению свободного падения g (g = 9,81 м/с2). Величины до 10 000 g получают с помощью простой настольной центрифуги, высокоскоростные рефрижераторные центрифуги позволяют достигнуть 50 000 g, а ультрацентрифуги, работающие с охлаждением и в вакууме, — 500 000 g. Существуют два типа роторов — угловые и свободно подвешенные, так называемые бакет-роторы. Последние используются обычно в высокоскоростных центрифугах и ультрацентрифугах.
Скорость седиментации частицы (v) зависит от угловой скорости (ω), эффективного радиуса ротора rэфф (расстояние от оси вращения) и седиментационных свойств частиц.
Седиментационные свойства частицы характеризуются коэффициентом седиментации S и выражаются в единицах Сведберга (1S = 10-13 с). На схеме справа показано соотношение между плотностью и коэффициентом седиментации для различных частиц в растворе хлорида цезия (CsCl). Величина S может колебаться в широких пределах. Для сравнения коэффициентов седиментации в различных средах их обычно корректируют по плотности и вязкости воды при 20 °С (S20w).
Коэффициент седиментации зависит от молекулярной массы (М) частицы, её формы (коэффициент трения f), парциального удельного объёма v (величина, обратная плотности частицы). Из рисунка видно, что белки, ДНК (DNA) и РНК (RNA) сильно различаются по плотности.
Роторы. Возникающая в центрифуге центробежная сила, которая, строго говоря, создаётся ускорением, обычно выражается числом, кратным ускорению свободного падения g (g = 9,81 м/с2). Величины до 10 000 g получают с помощью простой настольной центрифуги, высокоскоростные рефрижераторные центрифуги позволяют достигнуть 50 000 g, а ультрацентрифуги, работающие с охлаждением и в вакууме, — 500 000 g. Существуют два типа роторов — угловые и свободно подвешенные, так называемые бакет-роторы. Последние используются обычно в высокоскоростных центрифугах и ультрацентрифугах.
Скорость седиментации частицы (v) зависит от угловой скорости (ω), эффективного радиуса ротора r
Седиментационные свойства частицы характеризуются коэффициентом седиментации S и выражаются в единицах Сведберга (1S = 10-13 с). На схеме справа показано соотношение между плотностью и коэффициентом седиментации для различных частиц в растворе хлорида цезия (CsCl). Величина S может колебаться в широких пределах. Для сравнения коэффициентов седиментации в различных средах их обычно корректируют по плотности и вязкости воды при 20 °С (S20w).
Коэффициент седиментации зависит от молекулярной массы (М) частицы, её формы (коэффициент трения f), парциального удельного объёма v (величина, обратная плотности частицы). Из рисунка видно, что белки, ДНК (DNA) и РНК (RNA) сильно различаются по плотности.
Статьи раздела «Центрифугирование»:
- А. Основы метода центрифугирования
- Б. Центрифугирование в градиенте плотности
Структура:
Списки:
Сложность материала:
Величины и единицы:
Книги Список книг
Биофизическая химия. В 3 томах. Том 3 В книге изложены представления о биологических макромолекулах и методах ...
Структура и стабильность биологических макромолекул В книге рассмотрены строение и свойства биополимеров — в основном белков. Такие ...
Asphaltenes: Chemical Transformation during Hydroprocessing of Heavy Oils (Chemical Industries) During the upgrading of heavy petroleum, asphaltene is the most problematic impurity since it is the main cause of catalyst deactivation and sediments ...