СОВРЕМЕННАЯ УЛЬТРАЦЕНТРИФУГА

Для проведения седиментометрического анализа кинетически устойчивых систем (золей, растворов ВМВ) с целью определения размеров и массы их частиц недостаточно силы земного тяготения. Последнюю заменяют более значительной центробежной силой центрифуг и ультрацентрифуг. Идея этого метода принадлежит А. В. Думанскому (1912), который впервые применил центрифугу для осаждения коллоидных частиц. Затем Т. Сведберг разработал специальные центрифуги с огромным числом оборотов, названные ультрацентрифугами. В них развивается центробежная сила свыше 250 ООО Современная ультрацентрифуга представляет собой сложный аппарат, центральной частью которого является ротор (с частотой вращения 60 000 об/мин и выше), с тончайшей регулировкой температуры и оптической системой контроля за процессом осаждения. Кюветы для исследуемых растворов вмещают всего 0,5 мл раствора. В ультрацентрифуге оседают не только частицы тонкодисперсных золей, но и макромолекулы белков и других ВМВ, что позволяет производить определение их молекулярной массы и размеров частиц. Скорость седиментации частиц в ультрацентрифуге рассчитывают также по уравнению (23.9), заменяя в нем g на о) х, где (О — угловая скорость вращения ротора л — расстояние от частицы до оси вращения. [c.378]

Первые роторы были круглыми, что лучше обеспечивает установление теплового равновесия. Такая форма ротора и сейчас используется в некоторых современных ультрацентрифугах, однако при высокоскоростном центрифугировании стали применять роторы овальной формы, в которых напряжение распределяется более равномерно. Для материала, из которого изготавливается ротор, существенна величина отношения прочности на разрыв к удельной массе материала. Следует, однако, иметь в виду, что существует определенный предел, меньше которого ячейка весить не должна. Именно по этой причине роторы Сведберга были сделаны из стали, а не из алюминиевых сплавов, уже известных в то время. Однако другие конструкторы (их имена будут упомянуты ниже) предпочли тем не менее роторы, сделанные из сплавов алюминия. [c.21]

Современная ультрацентрифуга представляет собою сложный прибор, конструкция которого обеспечивает равномерное вращение ротора и отсутствие вибраций, исключает малейшие температурные колебания в кювете и т. д. В новейших ультрацентрифугах ротор диаметром всего в несколько сантиметров, изготовленный обычно из хромоникелевой стали, вращается в токе разреженного водорода. Водород, обладающий высокой теплопроводностью, обеспечивает быстрый отвод тепла, выделяющегося вследствие трения, и таким образом уменьшает возможность тепловой конвекции в кювете. Такие ультрацентрифуги приводятся во вращение с помощью масляных турбин. Существуют и воздушные ультрацентрифуги, ротор которых приводится во вращение и поддерживается во взвешенном состоянии потоком воздуха. [c.80]

Современная ультрацентрифуга представляет собой довольно сложное устройство. [c.63]

В современных ультрацентрифугах достигаются скорости вращения порядка 10 об/с. Получаемые при этом ускорения, которые в сотни тысяч раз превосходит ускорение земного тяготения, вызывают седиментацию макромолекул с измеримой скоростью. [c.64]

Ультрацентрифугирование. Идея этого метода впервые была высказана еще в 1913 г. А, В. Думанским, который применил центрифугу для осаждения коллоидных частиц. За последние годы, с изобретением шведским ученым Сведбергом ультрацентрифуги, этот метод получил исключительно широкое применение в коллоидной химии. Современная ультрацентрифуга (рис. 84) представляет собой сложный аппарат, в котором ротор вращается в толстостенном металлическом корпусе в вакууме или в атмосфере водорода (для улучшения теплоотдачи) со скоростью до 60 ООО об/мин и выше. [c.294]

В современных ультрацентрифугах обеспечивается вращение ротора до 75 ООО об/мин, причем специальные устройства поддерживают аппаратуру с точностью до 0,Г. [c.155]

В настоящее время современные ультрацентрифуги — это сложные агрегаты, роторы которых развивают скорость до 50 000 — 60 000 об мин. Мощность таких центрифуг характеризуется количеством g, которое показывает, во сколько раз превышается ускорение силы тяжести, например, 105 000 g, 140 000 g и т. д. [c.148]

Наиболее проверенным и теоретически обоснованным методом определения молекулярного веса ВМС, а также размеров частиц суспензий и золей является метод ультрацентрифугирования. Современная ультрацентрифуга — весьма сложный прибор, приводится во вращение с помощью масляных турбин или потоком воздуха. [c.386]

Седиментационный метод состоит в осаждении макромолекул под действием центробежной силы в ультрацентрифуге, ротор которой вращается со скоростью до 10 —10 об/мин. Центробежное ускорение много больше ускорения свободного падения g — в современных ультрацентрифугах оно доходит до 350 000 g (70 000 об/мин). Кювета с раствором полимера, представляющая собой цилиндр с прозрачными окнами из кристаллического квар- [c.79]

Современная ультрацентрифуга представляет собой сложное устройство, позволяющее получить очень большую частоту вращения ротора (до 60000 об/мин). Принципиальная схема ультрацентрифуги приведена на рис. 8 (Л — ротор В — кюветы С — корпус центрифуги D — источник света —фотоаппарат). Исследуемый раствор помещают в кюветы, которые наблюдают через специальные отверстия. Для определения концентрации на различных расстояниях от оси вращения через кювету пропускают луч света, который затем анализируют. Обыкновенно используют зависи- [c.34]

Мы не будем описывать здесь в деталях [6] современную ультрацентрифугу (рис. 35). Ограничимся лишь тем, что перечислим ее важнейшие узлы. Электромотор, осуществляющий привод, может быть либо высокочастотным асинхронным мотором, раскручиваемым непосредственно до требующихся оборотов, либо мотором обычной конструкции на 10 000—15 000 об./мин. с шестереночной передачей, повышающей число оборотов в 4— [c.123]

Для дальнейшего развития этого метода весьма ценным было предложение А. В. Думанского об ускорении седиментации с помощью центрифугирования. Используя огромную центробежную силу, развивающуюся при вращении ультрацентрифуги и действующую на частицы коллоида аналогично силе тяжести, но с гораздо большей интенсивностью, можно значительно ускорить достижение седиментационного равновесия. В современных ультрацентрифугах удается ускорить достижение равновесия примерно в миллион раз. Это позволило определить частичный вес и размер частиц ряда лиофильных коллоидов (табл. 61). [c.366]

Современная ультрацентрифуга представляет собой слож- [c.41]

Современная ультрацентрифуга имеет очень сложное устройство. В наиболее мощных ультрацентрифугах ротор диаметром несколько сантиметров, изготовленный из высокопрочного материала, вращается в водородном вихре. Водород обеспечивает быстрый отвод теила, выделяющегося вследствие трения, и уменьшение тепловой кон- [c.82]

Все это было проверено и подтверждено точными опытами с золями золота. Применение современных ультрацентрифуг, способных развивать центробежную силу, в сотни и тысячи раз большую, чем сила земного притяжения, позволяет достигать за короткий срок—часы и даже минуты— седиментационного равновесия не только в высокодисперсных золях, но даже в растворах высокомолекулярных соединений, хотя достижение равновесия в последних значительно удлиняется и усложняется благодаря малой разности ё— ц. [c.42]

Современные ультрацентрифуги по своему назначению делятся на препаративные и аналитические. В отличие от первых, используемых для различных разделений (эта методика представляет сейчас большую отдельную область молекулярной биологии), в аналитической ультрацентрифуге седиментацию макромолекул наблюдают непосредственно в процессе эксперимента. [c.152]

Если учесть, что в некоторых современных ультрацентрифугах значение Рг достигает величины 750 ООО, то, принимая г = Н, получаем = 866 [c.30]

Хотя современные ультрацентрифуги крайне отличаются от тех довоенных центрифуг, о которых говорилось в предыдущей главе, размеры роторов и ячеек в основном определились еще тогда, и размеры роторов и [c.25]

Заметное оседание частиц может происходить даже в системах с высокой кинетической устойчивостью, если силу тяжести заменить более значительной центробежной силой. Эта идея была впервые высказана А. В. Думанским в 1913 г., применившим центрифугу для оседания коллоидных частиц, и затем особенно развита Сведбергом, разработавшим так называемые ультрацентрифуги, дающие большую центробежную силу. В современной ультрацентрифуге можно осуществить седиментацию не только мельчайших гидрофобных коллоидов, но и молекул белков и высокомолекулярных веществ. [c.312]

Если учесть, что в современных ультрацентрифугах значение Р, достигает величины 750 ООО, то, принимая г = А, получим [c.20]

В современных ультрацентрифугах удается ускорить достижение равновесия примерно в миллион раз. Это позволило определить частичный вес и размер частиц некоторых лиофильных коллоидов (табл. 68). [c.405]

Заметное оседание частиц в системе, обладающей высокой кинетической устойчивостью, можно вызвать, если использовать значительные по величине центробежные силы. Впервые это сделал А, В, Думанский (1913), применивший центрифугу для осаждения коллоидных частиц. В 1923 г. Т. Сведберг разработал специальную центрифугу с большим числом оборотов, называемую ультрацентрифугой (рис. 111). Для центрифугирования требуются приборы, которые позволяют работать при точно известных скоростях с малыми отклонениями без температурных колебаний. Современные ультрацентрифуги работают при больших ускорениях до 420 ООО zh lOOg с контролем температуры в пределах десятой градуса. Существует два типа приборов — аналитические и препаративные. Аналитические центрифуги снабже- [c.306]

Современная ультрацентрифуга представляет собой сложный аппарат, в котором число оборотов ротора достигает 60 ООО об/мин и больше (вращение осуществляется с помощью масляной турбины). Имеются более новые конструкции, в которых вращение производится воздушной турбиной или высокочастотными моторами. Вращение ротора производится в толстостенном металлическом корпусе, в вакууме или в атмосфере водорода (для лучшей теплоотдачи). Постоянство температуры при вращении ротора поддерживается до 0,02°. В роторе имеется два сквозных отверстия, заполняемых кюветами с коллоидным раствором, емкостью всего на 0,5 мл. При оседании частиц изменяется показатель преломления или поглощения света на высоте кюветы, находящейся на пути луча, что измеряется оптическими методами на экране. [c.210]

Советский ученый А, В. Думанский первым предложил подвергать коллоидные системы центрифугированию, чтобы вызвать их седиментацию. Свед-берг (1923) сконструировал первую ультрацентрифугу. Современные ультрацентрифуги дают возможность получить центробежную силу, в 10 раз превышающую ускорение силы тяжести. Кинетически устойчивы дымы, туманы, высокодисперсные стабилизованные эмульсии, [c.325]

E. Б. Кофман, Конструкции современных ультрацентрифуг. Успехи физических наук, 25, 340, 1941. [c.562]

При выводе этих выражений предполагается, что ни конвекция, ни электростатическое поле, возникающее вследствие разделения ионов, не действуют на частицы. В современных ультрацентрифугах регулирование температуры устраняет конвекцию при применяемых концентрациях, а электростатические потенциалы могут быть снижены до ничтожной величины благодаря применению соответствующих буферов. Анализы, проводимые с помощью ультрацентрифуги, представляют собой поэтому один из немногих основных методов определения абсолютного значения молекулярного веса или размера частиц. [c.464]

Наилучшим абсолютным методом измерения м. в. и молекулярно-весовых распределений, особенно широко применяемым в биофизике, биохимии и молекулярной биологии, является се-диментационный. Метод состоит в осаждении макромолекул под действием центробежной силы в ультрацентрифуге, вращающейся со скоростью порядка 10 —10 об мин. Центр обежное ускорение при этом во много раз превышает ускорение силы тяжести g. В современных ультрацентрифугах оно доходит до 350 ООО g (число оборотов в минуту 70 ООО). Кювета с раствором полимера помещается в ротор центрифуги. Кювета представляет собой цилиндр с прозрачными окнами из кристаллического кварца. Через кювету проходит пучок света, и наблюдение за седиментацией производится оптичес1шт методами. Впервые седиментация в ультрацентрифуге была применена к изучению полимеров Сведбергом в 1925 г. Подробное описание экспериментальных методов приведено в [48, 58]. [c.150]

Одним из основных узлов ультрацентрифуги (рис. 4.23) является металлический ротор, представляющий собой сплюснутый эллипсоид вращения (рис. 4.24) и приводимый во вращение воздушной турбинкой, электрическим или механическим приводом. Ротор вращается в вакууме, в результате чего уменьшается трение и нагрев ротора при вращении. Температуру ротора поддерживают с точнос1ью 0,1° в интервале О—50° С, в некоторых случаях 0—150° С. В современных ультрацентрифугах может быть создана постоянная скорость вращения в пределах 1000—70 ООО об/мин. При таких скоростях вращения развиваются силы, которые перемещают макромолекулы в определенном направлении наблюдается седиментация (осаждение при г ро < 1, г — удельный пар- [c.137]

В современных ультрацентрифугах, оснащенных оптической системой Фильпота — Свенсона, роль наклонной щели выполняет фазоконтрастная пластинка. Приведенная схема регистрации dnldr широко используется во многих моделях ультрацентрифуг вследствие ее хорошей точности и относительной простоты. [c.162]

В современных ультрацентрифугах достигает 70 ООО об мин, что соответствует центробежному ускорению в 500 ООО g (g — величина ускорения силы тяжести). Такие мощные поля быстро осаждают макромолекулы и могут вызывать асимметрическое распределение низкомолекулярных соединений (например, сахарозы или хлористого цезия) в кювете ультрацентрифуги. (Хороший обзор но ультрацентрифугам опубликован ШахАШНохМ, внесшим [c.65]

В 1923 г. Сведберг создал первую ультрацентрифугу, за которую он получил в 1926 г. Нобелевскую премию. В дальнейшем конструкция ультрацентрифуг была усовершенствована в частности, вместо масляных и воздушных турбин в них стали применять электрические приводы. В настоящее время обычно применяются дюралюминиевые роторы эллипсоидальной формы, что позволяет уменьшить их вес и предотвратить локализацию напряжений на отверстиях для ячеек. Скорость вращения достигает 60 ООО об/мин. В современных ультрацентрифугах вставки в ячейках имеют рабочие полости секториальной формы, что сводит к минимуму конвекцию седиментируемого материала. [c.184]

В 1912 г. русский ученый Думанский предложил подвергать кол.тоидные системы действию искусственного центробежного поля, чтобы вызвать седиментацию таких высокодпсперсных систем. Эта идея была осуществлена в 1923 г. Сведбергом, применявшим вначале центробежные ноля с ш ж 100 g ири 10 ООО—12 ООО об/мин, а позднее— центробежные но.тя с 10 g и более. При помощи современных ультрацентрифуг можно достигать измеримой седиментации не только в золях и растворах высоконолимеров, но и в растворах низкомолекулярных веществ. [c.82]

Современная ультрацентрифуга (рис. 12) представляет собой сложный аппарат, в котором вращение ротора происходит со скоростью до 60 ООО об1мин и выше при помощи масляной турбины имеются более новые конструкции с использованием воздушной турбины или высокочастотных электрических моторов. Ротор вращается в толстостенном металлическом корпусе в вакууме или в атмосфере водорода (для лучшей теплоотдачи) постоянство температуры при вращении ротора поддерживается до 0,02°. В роторе имеется два сквозных отверстия, в которых помещаются кюветы с коллоидным раствором емкостью всего на 0,5 мл. По мере оседания частиц изменяется пока- [c.38]

Улыпрацентрифугирование. Идея этого метода впервые была высказана еще в 1913 г. А. В. Д у м а н с к и м, который применил центрифугу для осаждения коллоидных частиц. За последние годы, с изобретением Сведбергом ультрацентрифуги, этот метод получил исключительно широкое применение в коллоидной химии. Современная ультрацентрифуга (рис. 154) представляет собой сложный аппарат, в котором ротор вращается в толстостенном металлическом корпусе в вакууме или в атмосфере водорода (для улучшения теплоотдачи) со скоростью до 60 000 об/мин и выше. Как видно из рис. 154, в роторе есть два сквозных отверстия, в которых находятся кюветы с коллоидным раствором емкостью всего 0,5 мл. По мере оседания частий, дисперсной фазы поглощение света вдоль [c.375]

В задачу данной главы входит лишь краткое описание основных характеристик современных ультрацентрифуг. Вопросы, касающиеся деталей конструкции и эксплуатации, в ней не рассматриваются, поскольку такого рода сведения лучше получать из инструкций, издаваемых соответствующими фирмами. (Перечень этих фирм приведен в конце главы.) Более того, в ультрацентри-фуги постоянно вносятся отдельные изменения, о которых можно узнать только из проспектов фирм, рассылаемых потребителям. [c.25]

Такого рода сканирующую шлирен-систему можно было встретить в ранних типах аппаратов для электрофореза. В современных ультрацентрифугах принят более удобный вариант — шлирен-системы с цилиндрической линзой. Однако целесообразнее начать описание со сканирующего метода как более простого для двумерного изображения, а затем распространить рассуждения на модификацию с цилиндрической линзой. [c.43]

В обзоре Гостинга [19] детально описаны различные методы определения величины О. Наблюдение за процессом диффузии при помощи шлирен-оптики не дает достаточно высокой точности, однако мы рассмотрим именно этот метод, поскольку он основан на использовании оптической системы ультрацентрифуги. Другие оптические системы, применяемые для очень точных исследований диффузии, обычно не входят в стандартное оснащение ультрацентрифуг. Между растворителем и раствором создается резкая граница. За ее постепенным расширением наблюдают при помощи той или иной оптической системы рефрактометрической со шкалой Ламма [23] в старых ультрацентрифугах или шлирен-системы в современных ультрацентрифугах. О деталях этих измерений читатель может прочесть в упомянутой работе Гостинга [1б]. Здесь же, чтобы не усложнять изложения, мы опишем наиболее распространенный указанный метод — метод определения О по максимальной ординате и площади, чаще всего сочетающийся со шли-рен-оптикой. При помощи этой оптической системы получают кривую, приведенную в нижней части фиг. 19. По мере развития диффузионного процесса максимальная ордината уменьшается, однако площадь пика во времени не изменяется. Площадь пика является мерой перепада концентраций на границе, который в течение опыта должен оставаться постоянным. Если принять X —О (положение границы), то экспоненциальный сомножитель в уравнении (IV. 17) обращается в единицу и это уравнение упрощается [c.77]

Как видно, под действием силы тяжести коллоидные растворы не седиментируют, они кинетически устойчивы. Заменив гравитационное поле другим, более высокой напряженности, например центро- жным, можно заставить достаточно быстро оседать и коллоидные частицы. Использовать центрифугу для определения размеров коллоидных частиц впервые предложил А. В. Думанский (1910). Сведберг разработал несколько конструкций ультрацентрифуг, пригодных для определения размеров коллоидных частиц и молекул высокомолекулярных соединений. Современные ультрацентрифуги —это весьма совершенные приборы с большим числом оборотов. Их центробежная сила в десятки и сотни тысяч раз превышает поле земного тяготения д). Но они сложны, очень дороги и не предназначены для широкого применения. [c.236]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология