Santrifüjleme nedir? Kullanılan yöntem ne için? "Santrifüjleme" terimi, bir maddenin sıvı veya katı parçacıklarının merkezkaç kuvvetleri kullanılarak çeşitli fraksiyonlara ayrılması anlamına gelir. Bu maddelerin ayrılması, özel aparat - santrifüjler kullanılarak gerçekleştirilir. Yöntemin prensibi nedir?
Santrifüj prensibi
Tanımı daha ayrıntılı olarak ele alalım. Santrifüjleme, özel bir aparatta ultra yüksek hızlı rotasyonun maddeler üzerindeki etkisidir. Herhangi bir santrifüjün ana parçası, ayrı fraksiyonlara ayrılacak malzeme ile test tüplerinin yerleştirilmesi için yuvalar içeren rotordur. Rotorun yüksek hızlarda dönmesi sırasında merkezkaç kuvveti devreye girer. Test tüplerine konulan maddeler yoğunluk derecelerine göre farklı maddelere ayrılmaktadır. Örneğin, yer altı suyu numunelerinin santrifüj edilmesi sıvıyı ayırır ve içerdiği katıları çökeltir.
Yazaryöntem
İlk kez bilim adamı A. F. Lebedev'in yaptığı deneylerden sonra santrifüjün ne olduğu anlaşıldı. Yöntem, toprak suyunun bileşimini belirlemek için bir araştırmacı tarafından geliştirilmiştir. Daha önce, bu amaç için sıvı çökeltme ve ardından katı numunelerin ondan ayrılması kullanılıyordu. Santrifüj yönteminin geliştirilmesi, bu görevle çok daha hızlı başa çıkmayı mümkün kıldı. Bu ayırma sayesinde, maddelerin katı fraksiyonunu sıvıdan kuru halde dakikalar içinde çıkarmak mümkün oldu.
Santrifüjlemenin adımları
Farklı santrifüjleme, araştırılacak maddelerin çökeltilmesiyle başlar. Malzemenin bu şekilde işlenmesi, çökeltme tanklarında gerçekleşir. Yerleşme sırasında, madde parçacıkları yerçekimi etkisi altında ayrılır. Bu, maddelerin merkezkaç kuvvetleri kullanılarak daha iyi ayrılma için hazırlanmasını sağlar.
Ayrıca, test tüplerindeki maddeler filtrelenir. Bu aşamada, sıvı partikülleri katı olanlardan ayırmak için tasarlanmış delikli tamburlar kullanılır. Sunulan aktiviteler sırasında tüm tortu santrifüjün duvarlarında kalır.
Yöntem avantajları
Filtreleme veya çökeltme gibi tek tek maddeleri ayırmaya yönelik diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında, santrifüjleme minimum nem içeriğine sahip bir çökelti elde etmeyi mümkün kılar. Bu ayırma yönteminin kullanılması, ince dağılmış süspansiyonların ayrılmasını mümkün kılar. sonuç5-10 mikron büyüklüğünde partiküllerin elde edilmesi. Santrifüjlemenin bir diğer önemli avantajı, küçük hacimli ve boyutlu ekipman kullanılarak gerçekleştirilme olasılığıdır. Yöntemin tek dezavantajı cihazların yüksek enerji tüketimidir.
Biyolojide santrifüjleme
Biyolojide, maddelerin ayrı maddelere ayrılması, mikroskop altında inceleme için hazırlıklar hazırlamak gerektiğinde kullanılır. Buradaki santrifüjleme, karmaşık cihazlarda - sitotoratörlerde gerçekleştirilir. Bu tür cihazlar, test tüpleri için yuvalara ek olarak, karmaşık bir tasarıma sahip her türlü cam slayt olan numune tutucularla donatılmıştır. Elde edilen malzemelerin kalitesi ve buna bağlı olarak, analiz sonuçlarından toplanabilecek faydalı bilgilerin miktarı, biyolojide araştırma yaparken doğrudan santrifüj tasarımına bağlıdır.
Petrol arıtma endüstrisinde santrifüjleme
Yağ üretiminde santrifüj yöntemi vazgeçilmezdir. Damıtma sırasında suyun tamamen serbest bırakılmadığı hidrokarbon fosilleri vardır. Santrifüjleme, yağın bileşiminden fazla sıvının çıkarılmasını sağlayarak kalitesini artırır. Bu durumda, yağ benzen içinde çözülür, daha sonra 60 oC'ye ısıtılır ve daha sonra merkezkaç kuvvetine tabi tutulur. Son olarak maddede kalan su miktarını ölçün ve gerekirse işlemi tekrarlayın.
Kan santrifüjü
Bu yöntem tıpta yaygın olarak kullanılmaktadır.hedefler. Tıpta, aşağıdaki sayıda sorunu çözmenizi sağlar:
- Plazmaferez için saflaştırılmış kan örneklerinin alınması. Bu amaçlar için, kan hücreleri bir santrifüjde plazmasından ayrılır. Operasyon, kandaki virüslerden, aşırı antikorlardan, patojenik bakterilerden, toksinlerden kurtulmayı mümkün kılar.
- Kanın donör nakli için hazırlanması. Vücut sıvısı santrifüj ile ayrı fraksiyonlara ayrıldıktan sonra, kan hücreleri donöre geri verilir ve plazma transfüzyon için kullanılır veya daha sonra kullanılmak üzere dondurulur.
- Trombosit kütlesinin izolasyonu. Madde trombositlerle zenginleştirilmiş kan plazmasından elde edilir. Ortaya çıkan kütle, tıbbi kurumların cerrahi ve hematolojik bölümlerinde, acil tedavide, ameliyathanelerde kullanılır. Tıpta trombosit kütlesinin kullanılması, kurbanlarda kan pıhtılaşmasını iyileştirmeyi mümkün kılar.
- Eritrosit kütlesinin sentezi. Kan hücrelerinin santrifüjü, fraksiyonlarının özel bir tekniğe göre hassas bir şekilde ayrılmasıyla gerçekleşir. Eritrosit bakımından zengin bitmiş kütle, kan kaybı, operasyonlar durumunda transfüzyon için kullanılır. Eritrosit kütlesi genellikle anemi ve diğer sistemik kan hastalıklarını tedavi etmek için kullanılır.
Modern tıp pratiğinde, dönen bir tamburu belirli bir hıza hızlandırmayı ve belirli bir anda durdurmayı mümkün kılan yeni nesil birçok cihaz kullanılmaktadır. Bu, kanı kırmızı kan hücreleri, trombositler, plazma, serum vepıhtılar. Diğer vücut sıvıları da benzer şekilde incelenir, özellikle idrarın bileşimindeki maddeler ayrılır.
Santrifüjler: ana tipler
Santrifüjlemenin ne olduğunu bulduk. Şimdi yöntemi uygulamak için hangi cihazların kullanıldığını bulalım. Santrifüjler, mekanik veya manuel tahrik ile kapalı veya açıktır. Manuel açık cihazların ana çalışma kısmı, dikey olarak yerleştirilmiş dönen bir eksendir. Üst kısmında, hareketli metal manşonların bulunduğu bir çubuk dikey olarak sabitlenmiştir. Altta dar altılmış özel test tüpleri içerirler. Manşonların altına pamuk yünü yerleştirilir, bu da metal ile temas halinde cam test tüpünün zarar görmesini önlemeyi mümkün kılar. Ardından, aparat harekete geçirilir. Bir süre sonra sıvı, askıdaki katılardan ayrılır. Bundan sonra manuel santrifüj durdurulur. Test tüplerinin dibinde yoğun, katı bir çökelti konsantre edilir. Üstünde maddenin sıvı kısmı var.
Mekanik kapalı tip santrifüjlerde, test tüplerini yerleştirmek için çok sayıda manşon bulunur. Bu tür cihazlar manuel olanlardan daha uygundur. Rotorları güçlü elektrik motorları tarafından tahrik edilir ve 3000 rpm'ye kadar hızlanma yeteneğine sahiptir. Bu, sıvı maddelerin katı maddelerden daha iyi ayrılmasını mümkün kılar.
Santrifüjleme sırasında tüp hazırlamanın özellikleri
için kullanılan tüplersantrifüjleme, aynı kütleye sahip test materyali ile doldurulmalıdır. Bu nedenle burada ölçümler için özel yüksek hassasiyetli teraziler kullanılmaktadır. Bir santrifüjde birden fazla tüpün dengelenmesi gerektiğinde aşağıdaki teknik kullanılır. Bir çift cam kap tartılıp aynı kütleye ulaştıktan sonra bir tanesi standart olarak bırakılır. Sonraki tüpler, aparata yerleştirilmeden önce bu numune ile dengelenir. Bu teknik, santrifüj için bir dizi tüp hazırlamak gerekirse, işi önemli ölçüde hızlandırır.
Test tüplerine asla çok fazla test maddesinin yerleştirilmediğini belirtmekte fayda var. Cam kaplar, kenara olan mesafe en az 10 mm olacak şekilde doldurulur. Aksi takdirde madde merkezkaç kuvvetinin etkisiyle deney tüpünden dışarı akacaktır.
Süpersantrifüjler
Son derece ince süspansiyonların bileşenlerini ayırmak için geleneksel manuel veya mekanik santrifüjler yeterli değildir. Bu durumda, merkezkaç kuvvetlerinden maddeler üzerinde daha etkileyici bir etki gereklidir. Bu tür işlemlerin uygulanmasında süpersantrifüjler kullanılır.
Sunulan planın cihazları, 240 mm'den fazla olmayan küçük çaplı bir tüp şeklinde kör bir tambur ile donatılmıştır. Böyle bir tamburun uzunluğu, kesitini önemli ölçüde aşar, bu da devir sayısını önemli ölçüde artırmayı ve güçlü bir merkezkaç kuvveti oluşturmayı mümkün kılar.
Süper santrifüjde test maddesi tambura girer, tüp boyunca hareket eder ve atılan özel reflektörlere çarparcihazın duvarlarında malzeme. Hafif ve ağır sıvıların ayrı ayrı çekilmesi için tasarlanmış hazneler de vardır.
Süpersantrifüj faydaları şunları içerir:
- mutlak sıkılık;
- en yüksek ayırma oranı;
- kompakt boyut;
- maddeleri moleküler düzeyde ayırma imkanı.
Kapanışta
Santrifüjün ne olduğunu öğrendik. Şu anda, yöntem, çözelti tortularını izole etmek, sıvıları arıtmak ve biyolojik olarak aktif ve kimyasal maddelerin bileşenlerini ayırmak gerektiğinde uygulamasını bulmaktadır. Ultrasantrifüjler, maddeleri moleküler düzeyde ayırmak için kullanılır. Santrifüj yöntemi kimya, petrol, nükleer, gıda endüstrilerinin yanı sıra tıpta da aktif olarak kullanılmaktadır.
