Ультрацентрифуги аналитические

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]

Как известно, разделение смеси молекул различной величины, близких по строению и составу, представляет весьма сложную задачу даже для низкомолекулярных продуктов, для которых относительная разница в физических свойствах между гомологами значительна. Для высокомолекулярных соединений разница в физических свойствах индивидуальных полимергомологов ничтожна и, кроме того, задача разделения их осложняется невозможностью применения обычных методов органической химии, как фракционная разгонка, кристаллизация и возгонка, Поэтому многими исследователями делаются попытки найти иные, специальные, методы разделения высокомолекулярных соединений, и количество теоретических и экспериментальных работ, посвященных вопросам фракционирования, все возрастает. Значительное усилие делается также в части развития методов, позволяющих установить функцию МВР аналитическими методами, без выделения узких фракций. Некоторые из аналитических методов (как, например исследование седиментации в ультрацентрифуге) позволяют выяснить истинную картину МВР с большой достоверностью, хотя метод этот еще в настоящее время не доступен для большинства лабораторий. Другие аналитические методы, как турбидиметрическое титрование, менее разработаны. [c.21]

Различают аналитические и препаративные ультрацентрифуги. Аналитические ультрацентрифуги имеют оптическую систему, которая позволяет регистрировать на фотопленках результаты ультрацентрифугирования. В аналитических ультрацентрифугах производится также определение констант седиментации частиц, что позволяет затем рассчитывать их молекулярные веса. [c.125]

Это соотношение описывает распределение концентраций частиц вдоль оси пробирки при установлении равенства встречных потоков диффузии и седиментации, т. е. при седиментационном равновесии. Нетрудно видеть, что, измеряя концентрацию исследуемого вещества вдоль ячейки после установления равновесия (это можно сделать в аналитической ультрацентрифуге), легко определить молекулярную массу полимера. Действительно, из (18.20) следует, что если концентрация исследуемого полимера в точках, находящихся на расстоянии r и Га от оси ротора, равна соответственно i и Сг, то [c.336]

Аналитические ультрацентрифуги состоят из следующих частей (рис. 8.16) [c.125]

Рис. 4.24. Аналитический ротор ультрацентрифуги

Определение молекулярной массы с помощью аналитической ультрацентрифуги основано на работах Сведберга, шведского химика, специалиста в белковой химии, разработавшего в 1925 г. центрифугу. Молекулярная масса может быть вычислена по следующей формуле [c.360]

Поскольку при наличии аналитической ультрацентрифуги константы седиментации легко определяются путем фотографирования границы седиментации исследуемого биополимера при нескольких различных временах от начала седиментации, то константы седиментации часто используют как физико-химические характеристики биополимеров и их комплексов. Применительно к рибосомам это уже отмечалось в 3.8. [c.243]

Если перед исследователем стоит задача изучения зависимости механических, химических или иных свойств от молекулярного веса и степени полидисперсности, то необходимо применять один из первых пяти методов, так как для этих целей необходимо выделить определенное количество узкой фракции полимера. Поскольку ультрацентрифуга остается малодоступной для большинства лабораторий, а другие аналитические методы разработаны слабо, то в обычной практике чаще приходится иметь дело с препаративными методами для самых различных целей в повседневной исследовательской работе большинства лабораторий. [c.22]

Центрифугирование газов. Известно широкое применение процессов центрифугирования для разделения жидких и твердых веществ, а также различных эмульсий. Эти процессы центрифугирования применяют в промышленности в. аналитических работах. В последнем случае используют центрифуги малых размеров. Для решения наиболее сложных задач используют ультрацентрифуги, скорость вращения которых составляет десятки тысяч оборотов в минуту. [c.252]

Аналитическая ультрацентрифуга. Большие центробежные поля создаются в УЦ вследствие вращения ротора с высокими скоростями V (обычно до 75 ООО об мин сконструированы УЦ с v>10 об мин). [c.197]

Количественный анализ процесса связывания фермент — кофермент можно проводить с помощью препаративных и аналитических ультрацентрифуг [87, 104, 105, 107]. [c.408]

Взаимодействующие системы- могут быть исследованы количественно также с помощью аналитической ультрацентрифуги, если за связыванием лиганда можно проследить с помощью абсорбционной оптической системы [105, 107]. На рис. 9 представлены седиментационные диаграммы серии опытов с различными смесями НАД-Н (ДПМ-Н) лактатдегидрогеназы. Диаграмма, относящаяся к раствору НАД-Н (слева), показывает, что весь материал, поглощающий свет при длине волны 340 нм, мигрирует медленно, тогда как после добавления фермента часть или весь кофермент, в зависимости от концентрации фермента, седиментирует с тем же коэффициентом седиментации, что и нативный фермент. Из распределения поглощения света в кювете ультрацентрифуги в процессе седиментации можно рассчитать концентрацию связанного и свободного кофермента на основе этих данных рассчитывается среднее число связанных с ферментом молекул кофермента и по уравнению (3)—число связывающих, участков и константы диссоциации. [c.409]

Приготовление образцов (на примере каталазы [54]). На 1 мл ЮМ раствора гуанидингидрохлорида (растворенного в 67 мМ калий-натриевом фосфатном буфере, pH 7,6 с 0,2 М р-меркапто-этанолом) наслаивают 1 мл раствора каталазы (концентрация белка 10—20 мг/мл в 67 мМ фосфатном буфере, pH 7,6) быстро перемешивают. При этом раствор белка достигает концентрации 5 М по гуанидингидрохлориду. Затем диализуют его в течение 48 ч против 100 мл 5 М гуанидингидрохлорида, растворенного в 67 мМ калий-натриевом фосфатном буфере, pH 7,6 с 0,1 М р-меркаптоэтанолом. Во время диализа необходимо следить, чтобы вода не испарялась из отделений диализной системы. По окончании диализа все операции должны совершаться с максимальной быстротой, чтобы избежать испарения воды. В противном случае в аналитической ультрацентрифуге, кроме градиента. [c.427]

Существуют и другие конструкции центрифуг, например центрифуги с разгрузкой при помощи пульсирующего поршня. Трубчатые центрифуги отличаются малым диаметром и большим числом оборотов. Для препаративных и аналитических работ сконструированы ультрацентрифуги (чис о оборотов 10 ) с плавающими роторами и приводом от турбины. В ультрацентрифугах можно разделять даже высокомолек>лярные вещества на фракции с различным молекулярным весом. [c.266]

Оценка чистоты. — Шведские химики Сведберг и Тизелиус внесли большой вклад в развитие химии белка разработкой аналитических методов, чрезвычайно удобных для характеристики этих, высокомолекулярных соединений. Метод ультрацентрифугирования Сведберга служит для определения молекулярного веса. При вращении с очень большой скоростью ячейки, содержащей раствор белка, молекулы белка под действием центробежных сил движутся от центра со-скоростью, зависящей от величины молекулярного веса. Специальная оптическая система дает возможность наблюдать и фотографировать ячейку во время центрифугирования. Молекулярный вес может быть, найден либо из определения седиментационного равновесия, либо по-скорости седиментации- Хотя теоретически первый метод точнее, для достижения равновесия требуется длительное время, и поэтому более точные значения получают, исходя из определения скорости седиментации. При применении ультрацентрифуги можно установить также гомогенность молекул (по величине и форме). Тизелиус предложил (1937) электрофоретический метод разделения молекул белка в электрическом поле молекула белка движется со скоростью, определяющейся величиной молекулы, ее формой, количеством и типом ионизированных групп. Материал, кажущийся гомогенным по растворимости, может содержать компоненты, отличающиеся по электрофоретической подвижности. Жестким критерием чистоты является профиль кривой распределения, получаемой при противоточном распределении молекул (Крейг, см. 31.29). [c.674]

До недавнего времени наиболее надежным средством разделения белков с разными молекулярными весами являлось скоростное центрифугирование в ультрацентрифугах, применявшееся как для определения констант седиментации (осаждения) белка в аналитических исследованиях, так и для препаративного получения некоторых белков. [c.55]

В лабораторной практике применяют различные типы центрифуг с ручным или электрическим приводом, настольные (переносные), передвижные и стационарные. По величине фактора разделения центрифуги подразделяются на обычные (с фактором разделения <3 500), суперцентрифуги и ультрацентрифуги (с фактором разделения 3500). Обычные центрифуги используют преимущественно для разделения низкодисперсных (крупность >10—50 мкм) суспензий различной концентрации. Супер-центрифуги, в основном, применяют для разделения эмульсий и высокодисперсных суспензий (крупность <10 мкм). Для разделения и исследования высокодисперсных систем и высокомолекулярных соединений распространены аналитические и препаративные ультрацентрифуги с фактором разделения >100000. Аналитические центрифуги используются для определения молекулярной массы и степени полимеризации высокомолекулярных соединений, препаративные —для выделения веществ из растворов. [c.219]

Аналитическая кювета состоит из цилиндрического вкладыша с секторной полостью. Полость герметически закрывается кварцевыми (или сапфировыми) окошками. В настоящее время разработано несколько типов кювет (вкладышей) односекторные, двухсекторные, с искусственным граничным слоем и т. д. Конструкции кювет и работа с ними подробно освещена, в инструкции к ультрацентрифугам. [c.181]

К аналитическим методам фракционирования относятся методы седиментации в ультрацентрифуге, гель-фильтрации и др. Метод седиментации в ультрацентрифуге дает наиболее точные результаты, но как уже отмечалось выше, он очень сложен в аппаратурном оформлении. Широкое применение получил метод гельфильтрации, при котором разделение полимера осуществляется по принципу молекулярного сита . [c.57]

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]

А. В. Думанский впервые применил (1910 г.) центрифугу для дисперсионно-аналитических целей. Позднее Сведберг сконструировал ультрацентрифугу — специальный центробежный прибор для количественного изучения оседания высокодисперсных и коллоидных систем. [c.269]

Применение ультрацентрифуги не описывается в этой книге вместе с другими аналитическими методами вследствие того, что этот метод требует дорогого и сложного оборудования, а также и потому, что он мало использовался для исследования рассматриваемых здесь полимеров. Турбидиметрическое титрование [40—42] является очень удОбны.м качественным методом, позволяющим быстро получить общие очертания кривой распределения однако в настоящее время он еще недостаточно разработан для применения в качестве количественного метода. Предложенный Бойером [13] метод объема геля с первого взгляда привлекает своей простотой, но по мере приближения к низкомолекулярному концу кривой распределения возникают значительные трудности. Этим методом было подробно исследовано только фракционирование полистирола поэтому пока еще нельзя сделать заключений о возможности его широкого применения в качестве количественного метода. [c.43]

Помимо аналитических целей (определение молекулярных масс) ультрацентрифуги применяют в препаративной работе для фракционирования веществ с различной молекулярной массой. [c.156]

Метод седиментации в ультрацентрифуге широко используется в настоящее время для аналитического разделения смесей полисахаридоа или для контроля их гомогенности (см. гл. 18). В то же время этот метод позволяет по скорости оседания вещества (метод скорости седиментации) [c.515]

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]

Молекулярные массы сульфатцеллюлозы были определены различными методами путем седиментации на ультрацентрифуге, по светорассеянию и т. д. На основании значений характеристической вязкости фракций и констант седиментации для их растворов были рассчитаны значения по формуле Флори—Менделькерна. Из зависимости lg [т ]=/ (Ig М ) аналитически найдены значения К ж а, которые оказались равными соответственно 2.1-Ю и 0.64. На основании этих данных средневязкостная молекулярная масса Ка-СЦ определяется по формуле [c.144]

Аналитическое центрифугирование основано на зависимости скорости седиментации макромолекул от их молекулярной массы в центробежном поле ультрацентрифуги. Под действием центробежной силы в начальный момент макромолекулы седиментируют в ячейке ультрацентрифуги с разными скоростями — более тяжелые быстрее. Появ.чяется полоса раздела между раствором и чистым растворителем, в которой оптическими методами можно зарегистрировать отставание малых молекул от больших ультрацентрифуга работает как масс-спектрометр, превращая спектр масс в спектр смещений. По этому спектру получают распределение по седиментационным коэффициентам, которое пересчитывают в распределение по молекулярным массам [114]. [c.26]

Ультрацентрифуги. УльтраценТрифуга является лабораторным прибором для осаждения и анализа высокодисперсных частиц, в том числе вирусов, протеинов, высоких полимеров и пигментов. Частицы эти весьма малы (до 100 нм в диаметре) и могут быть осаждены в ультрацентрифуге в течение определенного промежутка времени. Обычно, ротор имеет 12 целлулоидных аналитических кювет, каждая емкостью 5—40 см , которые вращаются при определенном угле наклона их оси к вертикали или в горизонтальной плоскости. В камере ротора во время работы создается вакуум. Выпускаемые ультрацентрифуги вращаются со скоростью до 40000 об1мин и создают фактор разделения до 173000. В некоторых ультрацентрифугах можно фотографировать содержимое кюветы через определенные интервалы времени с целью определения степени осаждения частиц.. [c.215]

Опыты по измерению седиментации и диффузии проводят в аналитической ультрацентрифуге. При высокой концентрации гуанидингидрохлорида коэффициет седиментации оказывается обычно в интервале —2 S [51, 64, 64, 146]. В случае ката- [c.424]

Разделение в ультрацентрифугах осуществляется как с препаративными, так и с аналитическими целями. По числу пиков на седиментограмме судят о числе компонентов смеси. Наличие одного симметричного пика является одним из важнейших критериев чистоты препарата. Асимметрия пика обычно свидетельствует о примесях в препарате. Чем более полидисперсно вещество, тем шире пик оно дает. [c.56]

Наиболее широкое распространение в СССР получили ультрацентрифуги фирмы МОМ (Венгрия). Они снабжены ротором с электрическим приводом. На серийных приборах может быть установлена оптика Фильпота-Свенсона, интерференционная и ультрафиолетовая абсорбционная [197, с. 38 198, с. 82]. Роторы современных аналитических ультрацентрифуг имеют приблизительно одинаковые размеры и форму. В роторе имеется два отверстия для размещения кювет рабочей и балансировочной. Расстояние от оси вращения х составляет примерно 6,5 см. Вращение ротора происходит в вакууме, сам ротор термостати-руется, обычно в интервале О—50 °С. В некоторых случаях ультрацентрифуги снабжены титановыми роторами с высокотемпературной приставкой, позволяющей проводить измерения до 150 °С. [c.181]