Che cos'è un'ultracentrifuga?
L'ultracentrifuga è uno strumento progettato per ruotare un oggetto attorno ad un asse fisso durante l'applicazione di una forza perpendicolare. L'ultracentrifugazione viene eseguita a una velocità superiore a 20.000 rpm e viene utilizzata per separare minuscole particelle tra loro al fine di determinare le loro dimensioni e pesi molecolari. È anche ampiamente usato per studiare alti polimeri, in particolare proteine, acidi nucleici, virus e altre macromolecole biologiche. Esistono ultracentrifughe preparative e analitiche, ed entrambe sono usate nella scienza dei polimeri, nella biochimica e nella biologia molecolare.
Un'ultracentrifuga preparativa viene utilizzata per isolare particelle specifiche per il riutilizzo. È considerato uno strumento ad alte prestazioni che è affidabile ed efficiente e funziona in modo rapido e silenzioso. È dotato di una varietà di rotori adatti per una serie di compiti di separazione utilizzati in biologia cellulare, biochimica e biologia molecolare. Un campione può essere fatto girare ad alta velocità fino a quando i suoi componenti si separano, che possono quindi essere isolati. La maggior parte delle unità preparatorie ultracentrifughe comprendono la gestione automatica della durata del rotore, uno schermo LCD a colori e capacità di feedback positivo.
La centrifugazione analitica è una tecnica di ricerca biomolecolare ampiamente utilizzata che misura le proprietà fisiche delle particelle sedimentanti e il modo in cui si comportano in uno stato di soluzione. Theodor Svedberg ha inventato l'ultracentrifuga analitica e ha vinto il premio Nobel per la chimica per le ricerche che ha condotto con esso. In questo tipo di ultracentrifuga, un campione viene centrifugato in una cella e un sistema ottico proietta in tempo reale l'immagine della cella su un computer o su una pellicola. I tipi più comuni di esperimenti analitici di ultracentrifuga sono quelli relativi alla velocità e all'equilibrio della sedimentazione, che offrono informazioni su forme, dimensioni e cambiamenti conformazionali delle macromolecole.
Ci sono pericoli associati all'uso di un'ultracentrifuga perché funziona a velocità molto elevate e spesso utilizza soluzioni che coinvolgono sostanze chimiche aggressive. Entrambi questi fattori creano stress meccanici che possono causare l'usura dei rotori. Inoltre, i rotori devono essere caricati e bilanciati correttamente, oppure possono staccarsi, causando danni significativi, lesioni e persino esplosione. Ogni strumento dovrebbe ricevere una manutenzione regolare e gli utenti dovrebbero essere adeguatamente formati per caricarlo, bilanciarlo correttamente e pulire i rotori.