ultracentrifugálást

Az ultracentrifugálás olyan centrifugálási eljárás, amelyben a minta rendkívül nagy centrifugális erőnek van kitéve, gyakran 100 000 g feletti értékeken. Ennek köszönhetően kis méretű részecskéket és makromolekulákat lehet elkülöníteni sűrűség vagy méret szerint. A módszer különösen fontos a biokémiában és molekuláris biológiában, ahol fehérjéket, riboszómákat, vírusokat, lipoproteineket és sejtszervecskéket isolálnak.

Berendezés és működés: az eszköz egy ultracentrifuga, amelyben a mintát tartalmazó csöveket egy rotorban forgatják. A rotor típusa lehet fix-angled vagy swinging-bucket. A hőmérséklet gyakran szabályozott, mert a nagy erők felforrósíthatják a mintát. A megosztó erő mértéke a rotor sugárától függ, és gyakran 100 000–300 000 g körül mozog.

Elválasztási módok: két fő megközelítés létezik. A rate-zonal ultracentrifugálás a süllyedési sebesség alapján választ el komponenseket; az isopycnikus (sűrűség-alapú) ultracentrifugálás a részecskéket saját sűrűségük körül helyezi el egy sűrűségi gradiensekben. Gradientekkel, például cukor- vagy cesium-klorid alapúakkal, finom felbontás érhető el.

Alkalmazások: izolálás és tisztítás, például sejtszervecskék, fehérjék, riboszómák, vírusok, lipoproteinek és nukleinsavak szétválasztása; a molekuláris komplexek vizsgálata és méret- vagy sűrűség-alapú analízis is lehetséges.

Biztonság és korlátok: a nagy erők miatt a működtetés szigorú protokollokat igényel; rotorhiba vagy csőrepedés súlyos sérülést okozhat. A hőmérséklet-szabályozás és a megfelelő egyensúly e fontos. A költség és a berendezés igényessége is tényező.

Historikus megjegyzés: az ultracentrifugálást a 20. század elején kezdték fejleszteni, és mára nélkülözhetetlen eszköz a biológiai kutatásokban.