Аналитическое ультрацентрифугирование является классическим методом исследования в биохимии, молекулярной биологии и физике полимеров. Во время центрифугирования происходит процесс седиментации (осаждения) – оседание частиц макромолекул и/или коллоидных частиц в растворе под действием центробежных сил. Ультрацентрифуга была создана шведским физико-химиком лауреатом Нобелевской премии Т. Сведбергом специально для того, чтобы создать большую, чем сила тяжести, седиментационную силу, способную воздействовать на растворенные в растворе частицы. Эта экспериментальная установка состоит из ротора, вращающегося вокруг оси с высокой постоянной скоростью, в который на некотором расстоянии от оси вращения помещается ячейка с исследуемым раствором. Центробежная сила, направленная по радиусу от центра вращения, приводит в движения частицы и по скорости движения частиц в растворе можно оценить их молекулярную массу.
Седиментация может быть использована для анализа поведения почти любых растворов с точки зрения их концентрации, молекулярной массы изучаемых молекул и используемого растворителя. К вышесказанному также следует добавить, что аналитическое ультрацентрифугирование является неразрушающим, быстрым и довольно простым методом изучения растворов.
Установка, приобретенная для РЦ "Диагностики функциональных материалов для медицины, фармакологии и наноэлектроники" позволяет изучать скоростную седиментацию на четырехячеечном титановом роторе (3 образца и 1 противовес).
Рисунок. Слева представлен общий вид аналитической центрифуги Beckman (ProteomeLab™ XL-I Protein CharacterizationSystem), справа – схематичное представление четырехъячеечного ротора.
В центрифугу встроены две оптические системы (интерференционная и поглощающая) для регистрации распределения концентрации в ячейке с раствором с течением времени во время седиментации. Результатом эксперимента является ряд профилей распределения концентрации в зависимости от времени с начала центрифугирования. Обработка полученных данных позволяет получить функции дифференциального распределения массовой доли вещества от коэффициента седиментации, откуда можно оценить среднее значение коэффициента седиментации изученного раствора.
1. Технические характеристики аналитической центрифуги (ProteomeLab™ XL-I Protein Characterization System)
2. Характеристики оптической системы для измерения поглощения в УФ- и видимом диапазоне
3. Характеристики интерференционной оптической системы