Центрифугалау әдістері: принциптері, түрлері және биологиялық зерттеулердегі қолданылуы

Центрифугалау әдістері

Орындаған : Адилбекова Асем.

Суспензиядағы бөлшектерді немесе сұйықтағы макромолекулаларды салмағы және пішіні бойынша бір-бірінен оңай бөлу үшін центрифугаларды пайдаланады.

Центрифуга негізінен электр моторынан, онымен жалғасқан ротордан және айналатын роторды сыртқы ортадан бөліп тұратын камерадан тұрады.

Ішіндегі компоненттерін бір-бірінен бөлу үшін қоспаны центрифуганың арнайы ыдысшасына (пробиркасына) құяды, содан кейін оны центрифуганың роторының арнайы ұяларына ендіріп орналастырады. Ротор дегеніміз - денесі қалың металдан жасалған, ішінде симметриялы түрде пробирка ендірілетін ұялары бар периметрі дөңгелек бөлшек. Оның ішіндегі ұялардың саны және үлкендігі айналымға түсетін ерітіндінің көлеміне байланысты 6-дан 24-ке дейін болады.

Центрифугалаудың нәтижесінде пробиркадағы суспензия негізінен екі фракцияға бөлінеді. Біріншісі тұнбаның өзі болса, екіншісі - тұнбаның жоғары бөлігіндегі тазаланған мөлдір сұйық. Жоғарыда айтып кеткендей, клеткадан алынған таза сұйықты экстракт дейді. Басқа жағдайларда, мысалы, сол экстракттың ішіндегі бірқатар белоктардың түрін қыздыру арқылы немесе тұндырғыш (мысалы, тұз) қосып тұнбаға түсіргеннен кейін центрифугалап алынған мөлдір сұйықты супернатант деп атайды.

Центрифугалау әдісінің принципі - центрифуга арқылы айналдыру кезінде орталықтан тебілетін күштің әсерінен сұйық қоспадағы түйіршіктер тұнбаға түседі немесе салмақтары әр түрлі макромолекулалар бір-бірінен бөлінеді. Центрифугалардың роторларының айналу жылдамдығы және оған сәйкес олардың заттарды бір-бірінен бөлу қабілеті байланысты олар баяу жылдамдықты, жоғары жылдамдықты және ультрацентрифугалар болып бөлінеді

Жылдамдығы жоғары центрифуганың роторлары

1- ұяшықтары тұрақты бұрышта жасалған, 2- ұяшықтары ілінген,

3- ұяшықтары вертикал орналасқан.

1. Препаративті центрифугалау. Бұл әдіс биологиялық материалдарды ары қарай биохимиялық жолмен зерттеулерге жиі қолданылады. Бастапқы биологиялық материалды, мысалы бактерия, өсімдік немесе жануарлардың клеткалары мен ұлпаларын белгілі кезеңдер аралығында немесе үздіксіз қайталап себу арқылы олардың культуралық массасын көп мөлшерде алуға болады.

Препаративті центрифугаларды негізгі үш топқа біріктіруге болады: жалпы мақсаттардағы, жылдамдығы жоғары және препаративтті ультрацентрифугалар.

2. Дифференциалды центрифугалау. Бұл әдіс үлкендігі және тығыздығына байланысты бір-бірінен өзгеше болатын бөлшектердің седиментация кезіндегі тұнбаға түсу жылдамдықтарына негізделген. Бөлуге арналған материалды, мысалы ұлпаның гомогенатын, центрден тебілу үдеуі сатылы кезекпен күшейтіліп отыратын жылдамдықта центрифугалайды. Ротордың әрбір берілген айналу жылдамдығында бөлшектердің белгілі бір түрі тұнбаға түсіп отырады. Яғни, оның нәтижесінде цетрифугалаудың әрбір кезеңінде бөлшектердің белгілі бір фракциясы тұнбаға түсіп отырады. Әрбір кезеңнен кейін тұнбаға түскен бөлшектердің фракциясы таза болуы үшін ол тұнба бірнеше рет жуылып, дәл сол жылдамдықпен цетрифугаланады.

Дифференциалды центрифугалау

1 - ұлпаның гомогенатын төменгі жылдамдықпен (1000g, 10 мин) центрифугалайды, 2 - одан алынған тұнбаның құрамында бүтін клеткалар, ядролар, клетка қабықшалары және плазма мембраналары болады. Оның супернатантын орташа жылдамдықпен центрифугалайды (20 000g, 20 мин), 3 - одан алынған тұнбаның құрамында митохондрия, лизосома және пероксисомалар болады. Оның супернатантын жоғары жылдамдықта центрифугалайды (80 000g, 1 сағ), 4 - одан алынған тұнбаның құрамында микросомалар немесе эндоплазматикалық тордың сынықтары және кіші түйіршіктер болады. Оның супернатантын өте жоғары жылдамдықта центрифугалайды (150 000g, 3 сағ) . 5 - одан алынған тұнбада рибосомалар мен макромолекулалар, ал супернатантында суда еритін белоктар және басқа биомолекулалар болады.

Изопикникті (сахароза-тығыздығындағы) центрифугалау

А - сұйық күйдегі биологиялық материалды центрифуга пробиркасының ішінде сахароза тығыздығының градиентін беретін сұйықтың бетіне ұқыптап құяды. В - центрифугалау кезінде тығыздығы төмен қосылыстар центрден тебілетін күштің әсерінен пробирканың түбіне қарай баяу қозғалады. Тығыздығы жоғары қосылыстар пробирка түбіне қарай жылдам қозғалады. С - центрифугалау аяқталғаннан кейін центрифуга пробиркасының ішіндегі сахароза градиенттері қатар қойылған пробиркалардың ішіне ұқыппен фракциялар түрінде кезегімен жиналады