Sentrifugasi dalam apa itu terdiri, jenis, kepentingan, contoh



itu sentrifugasi adalah teknik, metode atau prosedur yang secara mekanis atau fisik memisahkan molekul atau partikel dengan kepadatan berbeda dan yang juga ada dalam media cair. Landasannya adalah aplikasi gaya sentrifugal, diterapkan oleh tim yang disebut sentrifugal.

Dengan sentrifugasi, komponen-komponen sampel fluida dapat dipisahkan dan dianalisis. Di antara komponen-komponen ini adalah kelas molekul atau partikel yang berbeda. Sebagai partikel, fragmen sel yang berbeda disebut, ke organel sel, bahkan untuk beberapa jenis sel, antara lain..

Theodor Svedger dianggap sebagai salah satu pelopor utama penelitian sentrifugasi. Hadiah Nobel pada tahun 1926, menentukan bahwa molekul atau partikel dengan ukurannya sendiri, memiliki koefisien sedimentasi S. yang berbeda. "S" berasal dari Svedger, untuk menghormati karyanya..

Partikel-partikel itu, karenanya, memiliki laju sedimentasi yang khas. Ini berarti bahwa tidak semua berperilaku dengan cara yang sama di bawah aksi gaya sentrifugal yang dinyatakan dalam putaran per menit (rpm), atau sebagai fungsi jari-jari rotor (gaya sentrifugal relatif)., g).

Di antara faktor-faktor yang menentukan S dan kecepatannya, adalah, misalnya, karakteristik molekul atau partikel; sifat-sifat medium; teknik atau metode sentrifugasi; dan jenis centrifuge yang digunakan, di antara aspek-aspek lainnya.

Sentrifugasi diklasifikasikan menurut kegunaan yang sama. Secara preparatif, bila terbatas pada pemisahan komponen sampel; dan dalam analitik, ketika itu juga berupaya menganalisis molekul atau partikel yang terpisah. Di sisi lain, itu juga dapat diklasifikasikan sesuai dengan kondisi proses.

Sentrifugasi dalam berbagai jenisnya sangat penting untuk kemajuan pengetahuan ilmiah. Digunakan di pusat-pusat penelitian, telah memfasilitasi pemahaman tentang proses biokimia dan biologis yang kompleks, di antara banyak lainnya.

Indeks

  • 1 Apa itu? (proses)
    • 1.1 Yayasan sentrifugasi
    • 1.2 Gaya sentrifugal
  • 2 Jenis sentrifugal
    • 2.1 Jenis rotor
  • 3 Jenis sentrifugasi
    • 3.1 Sentrifugasi preparatif
    • 3.2 Sentrifugasi analitik
    • 3.3 Sentrifugasi diferensial
    • 3.4 Zona atau sentrifugasi strip
    • 3.5 Sentrifugasi isopycnic dan jenis lainnya
  • 4 Aplikasi
    • 4.1 Partikel terpisah
    • 4.2 Sebagai teknik karakterisasi
  • 5 Contoh sentrifugasi
  • 6 Referensi

Terdiri dari apa itu? (proses)

Dasar sentrifugasi

Proses sentrifugasi didasarkan pada fakta bahwa molekul atau partikel yang membentuk sampel dalam larutan, akan berputar ketika berputar dalam perangkat yang disebut centrifuge. Hal ini menyebabkan pemisahan partikel-partikel dari media sekitarnya ketika mengendapkan pada kecepatan yang berbeda.

Proses ini didasarkan secara khusus pada teori sedimentasi. Menurut ini, partikel yang memiliki kepadatan lebih besar akan mengendap, sedangkan sisa zat atau komponen medium akan tetap tersuspensi..

Mengapa Karena molekul atau partikel memiliki ukuran, bentuk, massa, volume, dan kepadatannya sendiri. Oleh karena itu, tidak semuanya mengelola sedimen dengan cara yang sama, yang diterjemahkan ke dalam koefisien sedimentasi S yang berbeda; dan karenanya, pada laju sedimentasi yang berbeda.

Sifat-sifat inilah yang memungkinkan untuk memisahkan molekul atau partikel dengan gaya sentrifugal pada kecepatan sentrifugasi tertentu.

Gaya sentrifugal

Gaya sentrifugal akan dipengaruhi oleh beberapa faktor yang akan menentukan sedimentasi: faktor-faktor yang melekat pada molekul atau partikel; dengan karakteristik lingkungan di mana mereka ditemukan; dan faktor-faktor yang terkait dengan sentrifugal tempat prosedur sentrifugasi dilakukan.

Dalam kaitannya dengan molekul atau partikel, massa, volume spesifik, dan faktor flotasi yang sama adalah faktor yang mempengaruhi sedimentasi..

Mengenai lingkungan sekitarnya, massa pelarut yang dipindahkan, densitas medium, ketahanan terhadap gerak maju dan koefisien gesekan adalah penting..

Adapun centrifuge, faktor paling penting yang mempengaruhi proses sedimentasi adalah jenis rotor, kecepatan sudut, gaya sentrifugal dan, akibatnya, kecepatan sentrifugal.

Jenis sentrifugal

Ada beberapa jenis sentrifugal dimana sampel dapat mengalami kecepatan sentrifugasi yang berbeda.

Tergantung pada kecepatan maksimum yang mereka capai, diekspresikan dalam akselerasi sentrifugal (Gaya sentrifugal relatif g), dapat diklasifikasikan hanya sebagai sentrifugal, memiliki kecepatan maksimum sekitar 3.000 g.

Sementara di yang disebut supercentrifuges, Kisaran kecepatan yang lebih besar dekat 25.000 g dapat dicapai. Dan di ultrasentrifugal, kecepatannya jauh lebih besar, mencapai 100.000 g.

Menurut kriteria lain, ada mikrokentrifugal  atau sentrifugal meja, yang khusus untuk melakukan proses sentrifugasi pada volume sampel yang kecil, mencapai kisaran 12.000 hingga 15.000 g.

Ada sentrifugal berkapasitas tinggi yang memungkinkan sentrifugasi sampel yang lebih besar dan berkecepatan tinggi, seperti ultrasentrifugal..

Secara umum, beberapa faktor harus dikontrol untuk melindungi rotor dan sampel dari panas berlebih. Untuk ini, ultrasentrifugal telah dibuat dengan kondisi khusus vakum atau pendinginan, antara lain.

Jenis rotor

Salah satu elemen penentu adalah jenis rotor, perangkat yang berputar dan di mana tabung ditempatkan. Ada berbagai jenis rotor. Di antara yang utama adalah rotor miring, rotor sudut tetap dan rotor vertikal.

Dalam rotor miring, ketika menempatkan tabung di perangkat rotor jenis ini dan ketika berputar, tabung akan memperoleh pengaturan tegak lurus terhadap sumbu rotasi.

Pada rotor sudut tetap, sampel akan ditempatkan di dalam struktur padat; seperti yang terlihat pada gambar dan di banyak sentrifugal.

Dan di rotor vertikal di beberapa ultrasentrifugal, tabung akan berputar sejajar dengan sumbu rotasi.

Jenis sentrifugasi

Jenis-jenis sentrifugasi bervariasi sesuai dengan tujuan penerapannya dan kondisi di mana proses dilakukan. Kondisi ini mungkin berbeda tergantung pada jenis sampel dan sifat apa yang ingin Anda pisahkan dan / atau analisis.

Ada kriteria klasifikasi pertama berdasarkan tujuan atau tujuan realisasinya: sentrifugasi preparatif dan sentrifugasi analitis.

Sentrifugasi preparatif

Ini menerima nama ini ketika sentrifugasi digunakan terutama untuk mengisolasi atau memisahkan molekul, partikel, fragmen sel atau sel, untuk digunakan atau dianalisis nanti. Jumlah sampel yang umumnya digunakan untuk tujuan ini relatif besar.

Sentrifugasi analitik

Sentrifugasi analitik dilakukan dengan tujuan mengukur atau menganalisis sifat fisik, seperti koefisien sedimentasi dan massa molekul partikel sedimen.

Sentrifugasi berdasarkan tujuan ini dapat dilakukan dengan menerapkan berbagai kondisi standar; seperti halnya, misalnya, dari salah satu teknik analitik ultra sentrifugasi, yang memungkinkan untuk menganalisis molekul atau partikel yang terpisah, bahkan ketika terjadi sedimentasi..

Dalam beberapa kasus tertentu, penggunaan tabung centrifuge kuarsa mungkin diperlukan. Dengan demikian, mereka memungkinkan lewatnya cahaya tampak dan ultraviolet, karena selama proses sentrifugasi, molekul-molekul diamati dan dianalisis dengan sistem optik..

Tepatnya, ada kriteria klasifikasi lain tergantung pada karakteristik atau kondisi di mana proses sentrifugasi dijalankan. Ini adalah: sentrifugasi diferensial, sentrifugasi zonal atau pita dan sentrifugasi sedimentasi isopiknik atau kesetimbangan.

Sentrifugasi diferensial

Jenis sentrifugasi ini terdiri atas sampel sentrifugasi, umumnya dengan rotor sudut, untuk waktu dan kecepatan yang ditentukan..

Ini didasarkan pada pemisahan partikel oleh perbedaan dalam kecepatan sedimentasi, yang secara langsung berkaitan dengan ukurannya. Mereka yang memiliki ukuran lebih besar dan S yang lebih besar, sedimen di bagian bawah tabung; sementara yang lebih kecil, akan tetap ditangguhkan.

Pemisahan endapan yang ditangguhkan sangat penting dalam jenis sentrifugasi ini. Partikel tersuspensi harus dikeluarkan atau dikeluarkan dari tabung, sehingga pelet atau pelet dapat ditangguhkan dalam pelarut lain untuk pemurnian lebih lanjut; yaitu disentrifugasi lagi.

Jenis teknik ini tidak berguna untuk memisahkan molekul. Sebaliknya, dapat digunakan untuk melakukan pemisahan, misalnya, organel sel, dari sel, di antara partikel-partikel lainnya.

Sentrifugasi zona atau pita

Sentrifugasi zonal atau pita melakukan pemisahan komponen-komponen sampel berdasarkan perbedaan S ketika melintasi suatu media dengan gradien densitas yang telah dibentuk sebelumnya; sebagai Ficoll, atau sukrosa, misalnya.

Sampel ditempatkan di atas gradien tabung reaksi. Selanjutnya, ia melanjutkan ke centrifuge dengan kecepatan tinggi dan pemisahan terjadi pada pita-pita berbeda yang diatur sepanjang medium (seolah-olah itu adalah gelatin dengan banyak lapisan).

Partikel dengan nilai S yang lebih rendah berada di awal media, sedangkan partikel yang lebih besar atau memiliki S yang lebih tinggi diarahkan ke bagian bawah tabung..

Dengan prosedur ini, komponen yang ditemukan di pita sedimentasi yang berbeda dapat dipisahkan. Penting untuk mengontrol waktu dengan baik untuk mencegah semua molekul atau partikel dalam sampel menetap di bagian bawah tabung.

Sentrifugasi isopycnic dan jenis lainnya

-Ada banyak jenis sentrifugasi lainnya, seperti isopycnic. Ini mengkhususkan diri dalam memisahkan makromolekul, bahkan jika mereka dari jenis yang sama. DNA sangat cocok dalam jenis makromolekul ini, karena ia menyajikan variasi dalam urutan dan jumlah basa nitrogennya; dan karenanya, endapan pada kecepatan yang berbeda.

-Ada juga ultrasentrifugasi, di mana karakteristik sedimentasi biomolekul dipelajari, suatu proses yang dapat dipantau dengan menggunakan sinar ultraviolet, misalnya.

Ini telah berguna dalam pengetahuan struktur subseluler, atau organel. Ini juga memungkinkan kemajuan dalam biologi molekuler dan pengembangan polimer.

Aplikasi

Ada banyak bidang pekerjaan sehari-hari di mana berbagai jenis sentrifugasi digunakan. Mereka melayani untuk layanan kesehatan, di laboratorium bioanalitik, di industri farmasi, di antara area lainnya. Namun, kepentingannya dapat diringkas dalam dua kata: terpisah dan dikarakterisasi. 

Memisahkan partikel

Dalam kimia, berbagai teknik sentrifugasi sangat penting karena berbagai alasan.

Ini memungkinkan untuk memisahkan dua molekul atau partikel yang larut. Membantu menghilangkan kotoran, zat atau partikel yang tidak diinginkan dalam sampel; misalnya, sampel di mana hanya protein yang diinginkan untuk dilestarikan.

Dalam sampel biologis, seperti darah, plasma dapat dipisahkan dari komponen seluler dengan sentrifugasi. Ini berkontribusi pada realisasi berbagai jenis tes biokimia atau imunologis dalam plasma atau serum, serta untuk studi rutin atau khusus.

Bahkan sentrifugasi memungkinkan untuk memisahkan jenis sel yang berbeda. Dari sampel darah, misalnya, sel darah merah dapat dipisahkan dari leukosit atau sel darah putih, dan juga dari trombosit..

Utilitas yang sama dapat diperoleh dengan sentrifugasi pada salah satu cairan biologis: urin, cairan serebrospinal, cairan ketuban, di antara banyak lainnya. Dengan cara ini beragam analisis dapat dilakukan.

Sebagai teknik karakterisasi

Ini juga memungkinkan penelitian atau analisis karakteristik atau sifat hidrodinamik dari banyak molekul; terutama molekul kompleks atau makromolekul.

Serta banyak makromolekul seperti asam nukleat. Ia bahkan memfasilitasi karakterisasi detail subtipe molekul yang sama dengan RNA, di antara banyak aplikasi lainnya.

Contoh sentrifugasi

-Berkat teknik sentrifugasi yang berbeda, kemajuan telah dibuat dalam pengetahuan yang tepat tentang proses biologis yang kompleks seperti infeksi dan metabolisme, antara lain..

-Melalui sentrifugasi, banyak aspek ultrastruktural dan fungsional dari molekul dan biomolekul telah dijelaskan. Di antara biomolekul tersebut, protein insulin dan hemoglobin dapat disebutkan; dan di sisi lain, asam nukleat (DNA dan RNA).

-Dengan dukungan sentrifugasi telah memperluas pengetahuan dan pemahaman banyak proses yang menopang kehidupan. Salah satunya adalah siklus Krebs.

Dalam bidang penggunaan yang sama ini, telah mempengaruhi pengetahuan tentang molekul-molekul yang membentuk rantai pernapasan. Dengan demikian, memberikan pemahaman tentang proses kompleks fosforilasi oksidatif, atau respirasi seluler sejati, di antara banyak proses lainnya.

-Akhirnya, telah berkontribusi pada studi berbagai proses seperti infeksi, dengan memungkinkan untuk menganalisis rute yang diikuti oleh DNA yang disuntikkan oleh fage (virus bakteri) dan protein yang dapat disintesis oleh sel inang..

Referensi

  1. Parul Kumar (s.f.). Centrifuge: Pendahuluan, Jenis, Penggunaan dan Detail Lainnya (Dengan Diagram). Diambil dari: biologydiscussion.com
  2. Bab 3 Sentrifugasi. [PDF] Diperoleh dari: phys.sinica.edu.tw
  3. Dasar-dasar Biokimia dan Biologi Molekuler Terapan. (Gelar dalam Biologi) Topik 2: sentrifugasi. [PDF] Diambil dari: ehu.eus
  4. Mathews, C. K. dan Van Holde, K. E. (1998). Biokimia, edisi ke-2. McGraw-Hill Interamericana.
  5. Wikipedia. (2018). Sentrifugasi Diambil dari: en.wikipedia.org