Седиментация центробежное ускорение

Чрезвычайное значение центробежного поля для физики и физической химии основано на том факте, что в ультрацентрифугах, сконструированных впервые Сведбергом (1924), можно достигнуть ускорений примерно до 10 g. При этих условиях седиментационное равновесие, не имеющее значения в поле тяготения, используется для того, чтобы либо разделить компоненты смеси (препаративная ультрацентрифуга), либо по уравнению (54.8) определить молекулярный вес (аналитическая ультрацентрифуга). По экспериментальным причинам для последней цели используют почти исключительно измерение скорости седиментации. Теория этого последнего метода основана на термодинамике необратимых процессов. Поэтому не будем здесь останавливаться на подробностях и отошлем читателя к специальным учебникам. [c.282]

Метод равновесной седиментации в градиенте плотности основан на следующем. Если поместить в ячейку центрифуги смесь низкомолекулярных жидкостей (растворителей) различной плотности, то при сильном центробежном ускорении (более 10 м/с ) через некоторое время в кювете установится седиментационное равновесие, т.е. в радиальном направлении возникнет постоянный во времени градиент плотности. Если в таком бинарном растворителе содержится полимерный компонент с плотностью, промежуточной между плотностями элементов растворителя, то полимер начнет собираться в полосы в тех местах кюветы, где его плотность равна плотности бинарного растворителя. Чем ниже молекулярная масса, тем больше коэффициент диффузии и тем сильнее размывается эта полоса (изоденса). Для сополимеров (если сомономеры имеют разные плотности) в результате установления равновесия могут появиться несколько полос макромолекулы с различной плотностью соберутся в разные полосы. Следует отметить, что метод применим для молекулярных масс выше критической, иначе ширина полосы становится соизмеримой с длиной ячейки. [c.325]

Конечно, все эти закономерности сохраняются и при седиментации в гравитационном поле, но вследствие того, что ускорение силы тяжести на Земле сравнительно мало, частицы с малой массой в таком поле трудно исследовать. С другой стороны, центробежное ускорение можно менять в широких пределах. Это привело к созданию широко распространенного сейчас метода исследования коллоидных и высокомолекулярных растворов с помощью ультрацентрифуги. [c.34]

При первом способе раствор центрифугируется до тех пор, пока не наступит при данной скорости вращения равновесие между седиментацией и диффузией. Для этого используют центрифуги с центробежным ускорением 10 —10 , время достижения равновесия составляет десятки часов. [c.109]

При работе по второму способу определяют константу седиментации в поле с центробежным ускорением 10 —10" . Константу седиментации 5 рассчитывают по уравнению [c.109]

Далее используем новую величину, называемую коэффициентом седиментации s, который равен отношению скорости линейного перемещения частицы в радиальном направлении к вызывающему это перемещение центробежному ускорению, т. е. [c.153]

Скорость седиментации зависит от размеров и плотности частиц, от их заряда, вязкости раствора и т. п. Частицы, находящиеся в изоэлектрическом состоянии, оседают быстрее, так как заряд не препятствует их коагуляции и седиментации. Для ускорения процесса широко используются центрифуги. Развивающаяся в них центробежная сила заставляет частицы оседать быстрее. При достаточном [c.156]

Коэффициент седиментации (S) — это скорость седиментации (vs) на единицу поля (со г), он называется также центробежным ускорением [c.112]

Для грубого предварительного разделения клеточных фрагментов достаточно кратковременного последовательного центрифугирования при нескольких разных скоростях (с разным центробежным ускорением) (разд. 3.1. а). Однако, чтобы получить максимально чистые препараты органелл или молекул, используют центрифугирование в градиенте плотности. Например, для разделения РНК на несколько фракций, различающихся по константам седиментации, сначала в пластмассовой центрифужной пробирке создают градиент концентраций раствора сахарозы (от 25% на дне до 5% на поверхности). Затем сверху аккуратно наслаивают препарат РНК и проводят центрифугирование с очень высокой скоростью в течение нескольких часов. Препарат РНК разделяется на ряд медленно седиментирующих резких полос, стабилизируемых градиентом сахарозы. Затем пробирку прокалывают снизу и собирают фракции по каплям в пробирки с помощью коллектора фракций. Далее определяют положеиие каждой фракции и содержание в ней РНК. [c.163]

Если р > Ро, то капля будет опускаться на дно под действием силы тяжести. Таким образом, осаждение капель в эмульсии — седиментация — есть следствие образования больших капель и большого различия в плотностях жидкостей. Для типичных эмульсий г я 1 мкм Ро - р 0,2 г/см Т1 = 0,01 Па и скорость имеет порядок нескольких сантиметров в сутки. Чтобы ускорить процесс, например, для получения масла, обычно применяют центрифугирование, где центробежное ускорение более чем в 100 раз превышает ускорение свободного падения. [c.256]

При скорости вращения (4—6)-10 об/мин в ультрацентрифуге развивается центробежное ускорение, равное 10 g. При таких ускорениях макромолекулы с М 10 в течение нескольких часов оседают на дно кюветы. В процессе осаждения образуется граница между раствором концентрации с и растворителем (см. рис. 4.26). Если бы на макромолекулы действовала только центробежная сила, то для монодисперсного полимера наблюдалась бы резкая граница. Однако наличие диффузионного потока, связанного с градиентом концентрации, а также и полидисперсность образца приводят к размыванию границы с увеличением времени седиментации. Такой способ проведения эксперимента — наблюдение за неравновесным процессом седиментации — называют скоростной седиментацией. Измерение положения границы и ее смещения во времени проводится с помощью оптических схем (см. стр. 160), что позволяет рассчитать коэффициент седиментации [c.150]

Седиментация — оседание частиц дисперсной фазы в гравитационном или центробежном поле, обусловленное различием плотностей этой фазы и дисперсионной среды. При исследовании полимеров изучают оседание макромолекул в ультрацентрифуге (УЦ) при центробежных ускорениях до сотен тысяч g. [c.197]

В анализе полимеров под седиментацией подразумевают оседание макромолекул в ультрацентрифуге при центробежных ускорениях до сотен тысяч единиц ускорения земного притяжения. В аналитических ультрацентрифугах за движением макромолекул наблюдают непосредственно в процессе их оседания. [c.13]

Ранний период исследований, в результате которых были получены очень большие центробежные ускорения, описан в опубликованной в 1940 г. классической монографии Сведберга и Педерсена [4], которая и сейчас еще служит ценным руководством. Первые ультрацентрифуги были созданы еще в период между первой и второй мировыми войнами. Что же касается роторов и ячеек, то многие из предложенных тогда разработок не утратили своей актуальности и по сей день. Это был поистине героический период, широко раздвинувший границы старой инженерной науки. Еще в 1913 г. Ду-манский [5] попытался исследовать размер частиц с помощью обычной лабораторной центрифуги. Однако сравнение полученных результатов с данными микроскопии показало, что обычная центрифуга для этих целей не годится, так как не обеспечивает необходимых условий седиментации. В начале 20-х годов Сведберг и его сотрудники сконструировали первые центрифуги, условия седиментации в которых были ближе к идеаль- [c.16]

Сведберг показал, что уравнение (И, 34) может быть использовано для определения молекулярных весов высокомолекулярных соединений. Для этого необходимо привлечь дополнительные соотношения. Введем новую величину — коэффициент седиментации s, представляющий собой отношение скорости линейного перемещения частицы в радиальном направлении к центробежному ускорению [c.46]

В ультрацентрифуге происходит осаждение не только мельчайших гидрофобных коллоидов, но и молекул белков и высокомолекулярных веществ. Скорость седиментации V сферических частиц в ультрацентрифуге определяется такн е уравнением (XIV,8), в котором вместо g подставляется центробежное ускорение со ,т, где со—угловая скорость вращения ротора и ж—расстояние от частицы до оси вращения. Следовательно, в поле земного тяготения ускорение, действующее на частицу, остается постоянным, а в ультрацентрифуге оно увеличивается ио мере оседания [c.210]

Для нахождения скорости седиментации сферических частиц при центрифугировании необходимо заменить в уравнении Стокса центробежным ускорением со л (со — угловая скорость вращения ротора, X — расстояние от оси вращения), которое в отличие от ц зависит от X. Следовательно, скорость седиментации макромолекул будет возрастать по мере их оседания [c.411]

Скорость седиментации, деленная на центробежное ускорение т г, называется коэффициентом седиментации з [c.615]

Скорость седиментации сферических частиц зависит не только от центробежного ускорения, но и от плотности и радиуса самих частиц и от вязкости среды суспендирования. Время, необходимое для осаждения сферической частицы в жидкой среде от мениска жидкости до дна центрифужной пробирки, обратно пропорционально скорости седиментации и определяется следующим уравнением [c.44]

Этот метод основан на различиях в скоростях седиментации частиц, отличающихся друг от друга размерами и плотностью. Разделяемый материал, например гомогенат ткани, центрифугируют при ступенчатом увеличении центробежного ускорения, которое выбирается так, чтобы на каждом этапе на дно пробирки осаждалась определенная фракция. В конце каждой стадии осадок отделяют от надосадочной жидкости и несколько раз промывают, чтобы в конечном итоге получить чистую осадочную фракцию. К сожалению, получить абсолютно чистый (гомогенный) осадок практически невозможно чтобы понять, почему это происходит, обратимся к рассмотрению процесса,. происходящего в центрифужной пробирке в начале каждой стадии центрифугирования. [c.45]

Сначала все частицы гомогената распределены по объему центрифужной пробирки равномерно (рис. 2.2, а), поэтому получить чистые препараты осадков самых тяжелых частиц за один цикл центрифугирования невозможно первый образовавшийся осадок содержит в основном самые тяжелые частицы, но, кроме этого, также некоторое количество всех исходных компонентов. Получить достаточно чистый препарат тяжелых частиц можно лишь при повторном (двух- трехкратном) суспендировании и центрифугировании исходного осадка. Дальнейшее центрифугирование супернатанта при последующем увеличении центробежного ускорения приводит к седиментации частиц средних размеров и плотности, а затем и к осаждению самых мелких частиц, имеющих наименьшую плотность. На рис. 2.3 изображена схема фракционирования гомогената печени крысы. [c.45]

Определение молекулярной массы белка гравиметрическим методом ведут в аналитических ультрацентрифугах (рис. 15). Принцип количественного изучения размеров взвешенных частиц в центробежном поле А. В. Думан-ский выдвинул еще в 1913 г., и он же пытался определить размеры частиц по скорости оседания в обычных лабораторных центрифугах. Однако первая ультрацентрифуга с оптической приставкой, позволяющей наблюдать и фотографировать процесс седиментации (оседания) частиц, была построена шведским физико-химиком Т. Сведбергом десятью годами позже. При вращении ее ротора развивалось центробежное ускорение, превышающее ускорение силы тяжести всего в 150 раз. [c.35]

В первом случае измеряют скорость перемещения в ячейке ультрацентрифуги границы растворитель—белок, относя ее к величине развиваемого центробежного ускорения,. т. е. находят константу седиментации 5=у/о) г, где V—скорость перемещения границы растворитель—белок, см/с, ю г—центробежное ускорение, см/с . Размерность 5 выражают в секундах. Величина константы седиментации, равная 10 с, принята за единицу и названа сведбергом (8, или Св). Вводя значение экспериментально найденной константы седиментации в формулу, рассчитывают молекулярную массу белка [c.36]

Основной измеряемой величиной в этом методе служит ко-эффициент седиментации, который зависит от формы частицы в данном растворе и его молекулярного веса. Принцип метода седиментации сводится к изучению поведения растворенных частиц в искусственно созданном гравитационном поле. Современные ультрацентрифуги позволяют достичь центробежного ускорения в 420000 [c.15]

Один из распространенных методов определения молекулярной массы белков и других высокомолекулярных веществ основан на измерении скорости седиментации (осаждения) веш еств при ультрацентрифугировании. Во враш аюш емся роторе ультрацентрифуги центробежное ускорение достигает 100 000-500 ООО g (g — ускорение свободного падения). На поверхность буферного раствора, налитого в кювету ультрацентрифуги, наносят тонкий слой раствора белка и кювету помешкают в ротор. При враш ении ротора молекулы белка, более плотные, чем растворитель, начинают перемеш аться в направлении от оси вращения. Положение белковой зоны в кювете в ходе центрифугирования регистрируется специальной оптической системой по показателю преломления, который больше в зоне белка, чем в буферном растворе. [c.43]

Для 1 ахождения радиуса частиц по опытам в центробежном поле пользуются уравнением (У.9) для скорости седиментации, заменив в нем ускорение свободного падения центробежным ускорением (о%. [c.105]

Отношение скорости седиментации 1г1й1 к центробежному ускорению ( г называется коэффициентом седиментации 8 [c.614]

Зональное разделение можно также проводить с помощью седиментации биополимеров в центробежном поле в ультрацентрифугах. Величиной, характеризующей подвижность частиц в центробежном поле, является константа седиментации 5, представляющая собой отношение скорости перемещения седиментиру-ющей частицы к величине центробежного ускорения ш г, где ш — угловая скорость вращения ротора ультрацентрифуги, г — расстояние частицы до оси ротора. Константа седиментации может быть экспериментально определена в специальных аналитических центрифугах, позволяющих фиксировать положение зоны, содержащей исследуемый биополимер, в произвольный момент времени непосредственно во вращающемся роторе и тем самым измерять скорость перемещения частиц. Константа седиментации выражается уравнением [c.242]

В ультрацентрифуге, вращающейся со скоростью до 70 ООО об. /мин., где центробежное ускорение достигает 350 000 (где д — ускорение силы тяжести), они седиментируют и весь полимер осаждается на дно кюветы в течение немногих часов. За процессом седиментации можно следить оптически на ходу , не останавливая ротор ультрацептрифуги. [c.122]

К. eAHMeHxauHH. Отнощение скорости седиментации к центробежному ускорению. [c.205]

Поскольку скорость седиментации частицы постепенно снижается по мере достижения ею той области градиента, где она имеет плотность одинаковую с плотностью раствора, для достижения равновесия центрифугировать требуется очень долго. Это особенно важно для маленьких мембранных везикул, таких, как хрома-тофоры, или для фрагментов цитоплазматических мембран клеток, разрушенных на прессе Френча, так как скорость седиментации этих частиц низка даже в отсутствие градиента. Если применять центробежные ускорения порядка 100 000—200 000 для более или менее хорошего разделения требуется не меньше 24 ч, а для полного — 72 ч. [c.150]

Рассматриваемые методы можно разбить на несколько групп. В основе одних методов лежит изучение поступательного движения. Причиной диффузии в отсутствие вцещней силы является броуновское движение. Диффузию вещества определяют, измеряя поток макромолекул или флуктуацию их числа в малом объеме. Для создания дополнительного поступательного движения могут быть приложены внешние поля. Такими полями являются гравитационное поле в случае простой седиментации, электрическое поле при электрофорезе, а также центробежное ускорение при скоростной седиментации в ультрацентрифуге. [c.187]

Для того чтобы происходила заметная седиментация типичных белков или нуклеиновых кислот, нужны силы, значителыю превосходящие силу земного притяжения. Такие силы можно получить, поместив частицы в ускоряющее поле. В случае линейного ускорения сила определяется простым выражением F = та, однако трудно поддерживать постоянное линейное ускорение в течение длительного времени. Логической альтернативой является центробежное ускорение. Радиальная сила, возникающая при вращении предмета, имеющего массу т, равна [c.224]

Скорость седиментации зависит от центробежного ускорения (О), прямо пропорционального угловой скорости ротора (ю, в рад-с"1) и расстоянию меяаду частицей и осью вращения (г, в см) [c.42]

А на литическое ультрацентрифугирование это важнейший метод идентификации и оценки гомогенности вирусной суснензии в отношении размера частиц, их формы и плотности [375, 710, 715, 761]. В основе метода определения скорости седиментации лежит наблюдение за скоростью перемещения частиц под действием большого центробежного ускорения. Теория процесса седиментации за последние годы разработана детально Hojgiij,, ные сведения о методе аналитического ультрацентрифуГи-рования можно найти в ряде обзоров и руководств [128, 710, 715, 779], [c.151]

Явление ускорения седиментации в результате воздействия центробежной силы было известно сравнительно давно и нащло разнообразное практическое п )именение. На этом основана, например, работа молочного сепаратора в нем под действием центробежной силы содержащаяся в молоке эмульсия жира концентрируется в виде сливок несравненно быстрее, чем при естественном отстое молока. [c.515]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология