Gradientcentrifugering

Gradientcentrifugering is een scheidingstechniek die gebruikmaakt van een gevormde dichtheids- of viscositeitsgradiënt in een buis onder invloed van een centrifugale kracht. Door het roteren worden componenten met verschillende densiteiten of sedimentatie-eigenschappen langs elkaar heen verplaatst, waardoor ze in aparte lagen of fractioneren.

Er bestaan twee hoofdtypes van gradientcentrifugering. Bij isopycnische (evenwicht) centrifugatie bewegen de deeltjes naar de positie waar hun buoyante dichtheid overeenkomt met die van de gradient; deeltjes vormen banden op hun isopycnische punt. Bij rate-zonale (kinetische) centrifugatie wordt scheiding bereikt door verschillen in sedimentatiesnelheid in een vooraf gevormde gradient, waarbij deeltjes nog niet hun uiteindelijke dichtheid hebben bereikt. Gladde of stepwise gradienten van media zoals sucrose, cesiumchloride, Percoll of iodixanol kunnen worden gebruikt, afhankelijk van de aard van het monster en de gewenste resolutie.

Toepassingen omvatten de zuivering van eiwitten, nucleïnezuren, virussen en organellen, evenals de scheiding van ribosomale subunits en lipoproteïnen. In de biomedische onderzoeksgoren worden gradienten vaak ingezet om monsters te fractioneren met hoog-resolutie, terwijl de ze kwetsbare moleculen zo min mogelijk beschadigen. In klinische laboratoria en biotechnologie dient gradientcentrifugering als stap in purificatieroutes en kwaliteitscontrole.

Procesbeschrijving: een monster wordt bovenop een gradient geplaatst en ondergaat centrifugatie in een ultracentrifuge of hoge-snelheidscentrifuge. Na centrifugatie worden de gradienten fractioneerd en de inhoud geanalyseerd, bijvoorbeeld via absorbantie of massa-analyse, om de gewenste component te bepalen. Het systeem vereist gespecialiseerde uitrusting, training en veiligheidsmaatregelen vanwege de hoge rotatiesnelheden.