Apa itu sentrifugasi? Untuk apa metode yang digunakan? Istilah "sentrifugasi" berarti pemisahan partikel cair atau padat dari suatu zat menjadi berbagai fraksi menggunakan gaya sentrifugal. Pemisahan zat ini dilakukan melalui penggunaan peralatan khusus - sentrifugal. Apa prinsip metodenya?
Prinsip sentrifugasi
Mari kita pertimbangkan definisinya secara lebih rinci. Sentrifugasi adalah dampak pada zat dengan rotasi kecepatan ultra-tinggi dalam peralatan khusus. Bagian utama dari setiap centrifuge adalah rotor, yang berisi slot untuk memasang tabung reaksi dengan bahan yang akan dipisahkan menjadi fraksi terpisah. Selama rotasi rotor pada kecepatan tinggi, gaya sentrifugal ikut bermain. Zat yang ditempatkan dalam tabung reaksi dipisahkan menjadi zat yang berbeda sesuai dengan tingkat kepadatannya. Misalnya, sampel air tanah sentrifugasi memisahkan cairan dan mengendapkan padatan yang dikandungnya.
Penulismetode
Untuk pertama kalinya diketahui apa itu sentrifugasi, setelah eksperimen yang dilakukan oleh ilmuwan A. F. Lebedev. Metode tersebut dikembangkan oleh seorang peneliti untuk menentukan komposisi air tanah. Sebelumnya, pengendapan cair diikuti dengan pemisahan sampel padat darinya digunakan untuk tujuan ini. Pengembangan metode sentrifugasi memungkinkan untuk mengatasi tugas ini lebih cepat. Berkat pemisahan ini, menjadi mungkin untuk mengekstrak fraksi padat zat dari cairan dalam bentuk kering dalam hitungan menit.
Langkah-langkah sentrifugasi
Sentrifugasi diferensial dimulai dengan pengendapan zat yang akan diselidiki. Pemrosesan material semacam itu terjadi di tangki pengendapan. Selama pengendapan, partikel materi dipisahkan di bawah pengaruh gravitasi. Hal ini memungkinkan zat disiapkan untuk pemisahan yang lebih baik menggunakan gaya sentrifugal.
Selanjutnya, zat-zat dalam tabung reaksi disaring. Pada tahap ini, yang disebut drum berlubang digunakan, yang dirancang untuk memisahkan partikel cair dari yang padat. Selama kegiatan yang disajikan, semua sedimen tetap berada di dinding centrifuge.
Manfaat metode
Dibandingkan dengan metode lain untuk memisahkan zat individu, seperti penyaringan atau pengendapan, sentrifugasi memungkinkan untuk mendapatkan endapan dengan kadar air minimum. Penggunaan metode pemisahan ini memungkinkan untuk memisahkan suspensi yang terdispersi halus. Hasilnya adalahmendapatkan partikel dengan ukuran 5-10 mikron. Keuntungan penting lainnya dari sentrifugasi adalah kemungkinan penerapannya menggunakan peralatan dengan volume dan dimensi kecil. Satu-satunya kelemahan metode ini adalah konsumsi energi perangkat yang tinggi.
Sentrifugasi dalam biologi
Dalam biologi, pemisahan zat menjadi zat yang terpisah digunakan bila perlu untuk menyiapkan sediaan untuk pemeriksaan di bawah mikroskop. Sentrifugasi di sini dilakukan pada perangkat kompleks - cytorotor. Perangkat semacam itu, selain slot untuk tabung reaksi, dilengkapi dengan tempat sampel, semua jenis slide kaca dengan desain yang rumit. Kualitas bahan yang diperoleh dan, karenanya, jumlah informasi berguna yang dapat diperoleh dari hasil analisis secara langsung tergantung pada desain centrifuge saat melakukan penelitian di bidang biologi.
Sentrifugasi dalam industri penyulingan minyak
Metode sentrifugasi sangat diperlukan dalam produksi minyak. Ada fosil hidrokarbon dari mana air tidak sepenuhnya dilepaskan selama distilasi. Sentrifugasi memungkinkan untuk menghilangkan kelebihan cairan dari komposisi minyak, meningkatkan kualitasnya. Dalam hal ini, minyak dilarutkan dalam benzena, kemudian dipanaskan hingga 60 oC, dan kemudian dikenai gaya sentrifugal. Terakhir, ukur jumlah air yang tersisa dalam zat dan, jika perlu, ulangi prosedurnya.
Sentrifugasi darah
Metode ini banyak digunakan untuk medissasaran. Dalam kedokteran, ini memungkinkan Anda untuk memecahkan sejumlah masalah berikut:
- Memperoleh sampel darah murni untuk plasmapheresis. Untuk tujuan ini, sel-sel darah dipisahkan dari plasmanya dalam centrifuge. Operasi memungkinkan untuk membersihkan darah dari virus, kelebihan antibodi, bakteri patogen, racun.
- Menyiapkan darah untuk transfusi donor. Setelah memisahkan cairan tubuh menjadi fraksi terpisah dengan sentrifugasi, sel darah dikembalikan ke donor, dan plasma digunakan untuk transfusi atau dibekukan untuk digunakan nanti.
- Isolasi massa trombosit. Zat tersebut diperoleh dari plasma darah yang diperkaya dengan trombosit. Massa yang dihasilkan digunakan di departemen bedah dan hematologi institusi medis, dalam terapi darurat, ruang operasi. Penggunaan massa trombosit dalam pengobatan memungkinkan untuk meningkatkan pembekuan darah pada korban.
- Sintesis massa eritrosit. Sentrifugasi sel darah terjadi dengan pemisahan halus fraksinya menurut teknik khusus. Massa jadi, kaya eritrosit, digunakan untuk transfusi jika kehilangan darah, operasi. Massa eritrosit sering digunakan untuk mengobati anemia dan penyakit darah sistemik lainnya.
Dalam praktik medis modern, banyak perangkat generasi baru digunakan, yang memungkinkan untuk mempercepat drum yang berputar hingga kecepatan tertentu dan menghentikannya pada saat tertentu. Hal ini memungkinkan Anda untuk lebih akurat memisahkan darah menjadi sel darah merah, trombosit, plasma, serum dangumpalan. Cairan tubuh lainnya diperiksa dengan cara yang sama, khususnya zat-zat dalam komposisi urin dipisahkan.
Centrifuges: tipe utama
Kami menemukan apa itu sentrifugasi. Sekarang mari kita cari tahu perangkat apa yang digunakan untuk mengimplementasikan metode tersebut. Sentrifugal tertutup atau terbuka, dengan penggerak mekanis atau manual. Bagian kerja utama perangkat terbuka manual adalah sumbu putar yang terletak secara vertikal. Di bagian atasnya, sebuah batang dipasang secara tegak lurus, di mana selongsong logam yang dapat dipindahkan berada. Mereka berisi tabung reaksi khusus, menyempit di bagian bawah. Wol kapas ditempatkan di bagian bawah selongsong, yang memungkinkan untuk menghindari kerusakan pada tabung reaksi kaca yang bersentuhan dengan logam. Selanjutnya, peralatan mulai bergerak. Setelah beberapa waktu, cairan dipisahkan dari padatan tersuspensi. Setelah itu, centrifuge manual dihentikan. Endapan padat dan padat terkonsentrasi di bagian bawah tabung reaksi. Di atasnya adalah bagian cair dari zat tersebut.
Sentrifugal tipe tertutup mekanis memiliki banyak lengan untuk menampung tabung reaksi. Perangkat semacam itu lebih nyaman daripada yang manual. Rotor mereka digerakkan oleh motor listrik yang kuat dan mampu berakselerasi hingga 3000 rpm. Hal ini memungkinkan pemisahan zat cair dari zat padat dengan lebih baik.
Fitur persiapan tabung selama sentrifugasi
Tabung yang digunakan untuksentrifugasi, harus diisi dengan bahan uji dengan massa yang sama. Oleh karena itu, timbangan presisi tinggi khusus digunakan untuk pengukuran di sini. Saat menyeimbangkan beberapa tabung dalam centrifuge diperlukan, teknik berikut digunakan. Setelah menimbang sepasang wadah kaca dan mencapai massa yang sama, salah satunya dibiarkan sebagai standar. Tabung berikutnya diseimbangkan dengan sampel ini sebelum ditempatkan di peralatan. Teknik ini secara signifikan mempercepat pekerjaan jika perlu menyiapkan seluruh rangkaian tabung untuk sentrifugasi.
Perlu dicatat bahwa terlalu banyak zat uji tidak pernah ditempatkan dalam tabung reaksi. Wadah kaca diisi sedemikian rupa sehingga jarak ke tepi setidaknya 10 mm. Jika tidak, zat tersebut akan keluar dari tabung reaksi di bawah pengaruh gaya sentrifugal.
Supercentrifuges
Untuk memisahkan konstituen dari suspensi yang sangat halus, sentrifugal manual atau mekanis konvensional tidak cukup. Dalam hal ini, diperlukan efek yang lebih mengesankan pada zat dari gaya sentrifugal. Supercentrifuge digunakan dalam implementasi proses tersebut.
Perangkat dari rencana yang disajikan dilengkapi dengan drum buta dalam bentuk tabung berdiameter kecil - tidak lebih dari 240 mm. Panjang drum semacam itu secara signifikan melebihi penampang, yang memungkinkan untuk meningkatkan jumlah putaran secara signifikan dan menciptakan gaya sentrifugal yang kuat.
Dalam supercentrifuge, zat uji memasuki drum, bergerak sepanjang tabung dan mengenai reflektor khusus yang dibuangbahan di dinding perangkat. Ada juga ruang yang dirancang untuk memisahkan cairan ringan dan berat.
Manfaat supercentrifuge meliputi:
- keketatan mutlak;
- tingkat pemisahan tertinggi;
- ukuran ringkas;
- kemungkinan pemisahan zat pada tingkat molekuler.
Penutup
Jadi kami menemukan apa itu sentrifugasi. Saat ini, metode ini menemukan penerapannya ketika diperlukan untuk mengisolasi sedimen larutan, memurnikan cairan, dan memisahkan komponen zat aktif biologis dan kimia. Ultrasentrifugal digunakan untuk memisahkan zat pada tingkat molekuler. Metode sentrifugasi aktif digunakan dalam industri kimia, minyak, nuklir, makanan, serta obat-obatan.
