ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ

ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ — метод разделения смеси частиц, основанный на различии в скорости их осаждения под действием центробежной силы. В тех случаях, когда ускорение центробежной силы превышает ускорение силы тяжести (g) в сотни тысяч раз, центрифугирование называют ультрацентрифугированием (см.).

В медицине центрифугирование используют для разделения проб крови на плазму и форменные элементы, в том числе для определения гематокритного числа (см.), отделения осадка мочи и др. В медико-биологических исследованиях центрифугирование широко применяют для разделения на фракции гомогенатов тканей, в качественном и количественном анализе и др.

При центрифугировании центробежная сила (F), действующая на частицу массой m, зависит от скорости вращения ротора и расстояния (r) частицы от оси вращения:

где ω — угловая скорость вращения ротора центрифуги (рад/сек), n — скорость вращения ротора (об/мин).

Кроме центробежной силы на частицу действует еще выталкивающая сила (плавучесть), равная V • ρ₀ • ω² • r, и сила трения, равная f • v, где ρ — плотность частицы, ρ₀ — плотность растворителя, V — объем частицы, v — скорость ее движения и f — коэффициент трения. При установившемся режиме центрифугирования силы, действующие на частицу, взаимно уравновешиваются и тогда скорость движения частицы вычисляется по формуле:

Из формулы, следует, что скорость оседания частицы зависит от ее массы и плотности, плотности растворителя, величины коэффициента трения. Седиментационные свойства частиц обычно характеризуются коэффициентом седиментации (S):

измеряемым в сведбергах (см. Седиментация). Объем, плотность и коэффициент трения связаны с массой частиц. На основании эмпирически установленных зависимостей этих величин и теоретических расчетов представляется возможным, определив коэффициент седиментации, рассчитать массу частиц или, для молекул, их молекулярную массу.

В зависимости от цели различают препаративное и аналитическое центрифугирование. При препаративном центрифугировании исходный биологический материал берут в больших количествах (от нескольких десятков миллилитров до нескольких литров) и выделенные компоненты используют для дальнейших исследований. При аналитическом центрифугировании исходный биологический материал, прошедший, как правило, предварительную очистку, берут в небольших количествах (не более 1 мл) и подвергают центрифугированию на аналитических ультрацентрифугах (см. Центрифуга). Полученные в результате такого центрифугирования данные могут дать объективное представление о чистоте, молекулярном весе (массе) и структуре исследуемого вещества или веществ.

Центрифугирование так же, как и ультрацентрифугирование, делится на дифференциальное, зонально-скоростное и равновесное (изопикническое). В медицине используется, как правило, дифференциальное центрифугирование, основанное на разных скоростях осаждения частиц на дно пробирки. Большое применение этот метод нашел в гематологии для разделения крови (см.) на плазму и форменные элементы. Так, с помощью дифференциального центрифугирования из донорской крови получают фракцию, обогащенную тромбоцитами. Специально сконструированные аппараты используют для избирательного удаления из крови эритроцитов, тромбоцитов, лейкоцитов или плазмы путем использования центрифуг-фракционаторов крови. Однако фракции, полученные с помощью дифференциального центрифугирования, могут содержать также примеси других фракций, что следует считать недостатком метода.

Библиогр.: См, библиогр. к ст. Центрифуга.

И. Я. Востриков.