1
РЕПУБЛИКА СРБИЈА
ВИСОКА ШКОЛА СТРУКОВНИХ СТУДИЈА
БЕОГРАДСКА ПОЛИТЕХНИКА
СЕМИНАРСКИ РАД
Назив теме :
''Примена технолошке операције центрифугирања
у биомедицини''
Студенти:
1.Николић Катарина 122/2014
2.Павловић Филип 106/2014
3.Цвијовић Петар 107/2014
4. Поповић Катарина 110/2014
5.Јовановић Јован 124/2014
6.Ракић Милица 117/2014
7.Тонковић Алекса 114/2014
8.Јеремић Јелица 113/2014
9.Самарџија Дејна 108/2014
10.Трашић Оливера 111/2014
11.Рашковић Тијана 112/2014
12.Коцић Стефан 115/2014
Ментор 13.Миљановић Младен 026/2013
__________________________ 14.Марјановић Александар 178/2012
Проф.Милорад Михајловић 15.Костић Марија 116/2014
Београд,2015.
2
Садржај:
1.
Увод............................................................................................................ 3.
1.2.
Основни принципи центрифугирања............................................... 4.
2.
Састав центрифуга.................................................................................... 5.
3.
Ротори са фиксним углом......................................................................... 7.
3.1
. Свингаутови ротори............................................................................7.
3.2
. Вертикални и готово вертикални ротори......................................... 10.
4.
Врсте центифугирања................................................................................ 11.
4.1.
Микро-центригуга............................................................................... 12.
4.1.1.
Микро-центрифуга велике брзине........................................... 13.
4.1.2.
Микро-центрифуга велике брзине са хлађењем..................... 14.
4.2.
Универзална центрифуга велике брзине........................................... 15.
4.2.1.
Универзална центрифуга велике брзине са хлађењем........... 16.
4.3.
Ултра-брза центрифуга са или без хлађења...................................... 17.
4.4.
Лабораторијска центрифуга................................................................ 18.
4.5.
Ултрацентрифуге.................................................................................. 19.
4.5.1.
Препаративна ултрацентрифуга................................................ 20.
5.
Сепарационе методе у биомедицини......................................................... 21.
6.
Произвођачи................................................................................................. 22.
7.
Сертификати................................................................................................. 24.
8.
Литература.....................................................................................................26.
4
1.2. Основни принципи центрифугирања:
Када се ротор заврти у центрифуги, центрифугална сила делује на сваку честицу у
узорку. Честице ће се тако исталожити брзином која је пропорционална јачини
центрифугалне силе која на њу делује. Вискозност раствора и физичке особине честица
такође утичу на брзину таложења честица. При фиксној центрифугалној сили и
вискозности раствора, брзина таложења честице је пропорционална величини честице
(молекулска маса) и разлици између густине честице и густине раствора.
Целокупна теорија центрифугирања почива на Штоксовом закону. Из њега се изводи
следеће:
1.
Брзина таложења честице је брзина пропорционална величини честице
2.
Брзина таложења је пропорционална разлици између густине честице и густине
течне компоненте
3.
Брзина таложења се смањује са повећањем вискозитета честице
4.
Брзина таложења се повећава са повећањем гравитационе силе
Такође, из тог закона даље произилази да је маса честица пропорцинална
коефицијенту таложења и обрнуто пропорционалан коефицијенту дифузије. То на
пример значи да ће бити честица мале молекулске масе коју желимо да исталожимо
имати мали коефицијент таложења, односно, показиваће тенденцију да се брзо
распрши у раствору ниског вискозитета.
Још један појам који се користи при центрифугирању и који је битан је :
Релативна центрифугална сила (РЦФ) , која се израчунава на следећи начин :
RCF=RIM² x 0,0112 r/ 10.000
*Где је
RIM
број обртаја у минути, а
r
пречник.
5
2. Састав центрифуга
Свака центрифуга се састоји од електромотора, ротора са носачем кивета односно
центрифужне епруете. Узорци се налазе у киветама које се постављају у носач.
Електромотор покреће ротор,обртање ротора ствара центрифугално поље.
Центрифуга се састоји из једног добоша,чији зидови могу бити перфорирани
(рупичасти), који се великом угаоном брзином обрће око вертикалне или
хоризонталне осовине.
Најбитнији део центрифуге јесте ротор.
Ротори који се користе у стоним центрифугама ,при мањем броју обртаја
направљени су од бронзе, челика, алуминијума, или пластике (полипропилен).
За потребе ултра брзог центрифугирања користе се ротори направљени од легура
алуминијума , титанијума или најновији угљен-фибер ротори.
Избор ротора зависи од запремине узорака, броја честица које треба раздвојити,
величине честица, жељеног времена центрифугирања густине честица и жељеног
квалитета одвајања честица.
7
Фиксни , угаони ротори се праве под различитим угловима, у распону од 17 до 34
степена, посматрано из хоризонтале. Овакви углови омугућавају ротору да сигурно
достигне највећу могућу брзину за најкраће време и уз малу радиону удаљеност.
Фиксни угаони ротори се користе и за центрифугирање на основу градијента за
густину. Ови су најприлагодљивији ротори. Код ових ротора честице се крећу по
тзв. Корилисовом ефекту , емигрирајући ка зиду епруете током центрифугирања,
све док иницијанли седимент испуњава хемисферно дно епруете.
Додатне седиментационе честице се скупљају на површини седимента под углом
који се поклапа са осом ротацији. Материјал који се исталожио на зиду епруете се
једино уочава ако је почетна концентрација узорка седиментисаних честица у
растовору екстремно велика.
3.1.
Свингаутови ротори ( Swing-out )
Овакви ротори се користе за седиментисање честица из раствора, проучавања
брзина формирања зона (сепарицја у зависности од величина честица и густине) и
проучавања на основу изопикнијског градијента (сепарација у зависности само од
густине).
И ако се сва три метода могу применити на овој врсти ротора најчешће се користи
метод заснован на формирању зона. Поменути метод одваја честице на бази
величина и коефицијанта седиментације. Неколико компоненти може бити одвојено
једним центрифугирањем , зато што се адаптер подигне до хоризанталног положаја
центрифугалном силом, а епруета и садржај у њима се простиру дуж осе. Пуна
дужина епруете обезбеђује радијалну удаљеност, или дужину пута за максималну
сепарацију поједних компоненти узорка.
