Wat is een ultracentrifuge?
De ultracentrifuge is een instrument ontworpen voor het roteren van een object rond een vaste as terwijl een loodrechte kracht wordt uitgeoefend. Ultracentrifugatie wordt uitgevoerd met een snelheid hoger dan 20.000 rpm en wordt gebruikt om kleine deeltjes van elkaar te scheiden om hun afmetingen en molecuulgewichten te bepalen. Het wordt ook veel gebruikt om hoge polymeren te bestuderen, met name eiwitten, nucleïnezuren, virussen en andere biologische macromoleculen. Er zijn preparatieve en analytische ultracentrifuges, en beide worden gebruikt in de polymeerwetenschap, biochemie en moleculaire biologie.
Een preparatieve ultracentrifuge wordt gebruikt om specifieke deeltjes te isoleren voor hergebruik. Het wordt beschouwd als een krachtig instrument dat betrouwbaar en efficiënt is en snel en stil werkt. Het beschikt over een verscheidenheid aan rotors die geschikt zijn voor een reeks scheidingstaken die worden gebruikt in celbiologie, biochemie en moleculaire biologie. Een monster kan met hoge snelheid worden gesponnen totdat de componenten ervan scheiden, die vervolgens kunnen worden geïsoleerd. De meeste voorbereidende ultracentrifuge-eenheden omvatten automatisch rotorlevensduurbeheer, een kleuren LCD-scherm en positieve feedbackmogelijkheden.
Analytische centrifugatie is een veel gebruikte biomoleculaire onderzoekstechniek die de fysische eigenschappen van sedimenterende deeltjes en de manier waarop ze zich gedragen in een oplossingsstaat meet. Theodor Svedberg vond de analytische ultracentrifuge uit en won de Nobelprijs voor chemie voor het onderzoek dat hij ermee uitvoerde. In dit type ultracentrifuge wordt een monster in een cel gecentrifugeerd en projecteert een optisch systeem een afbeelding van de cel in realtime op een computer of film. De meest voorkomende soorten analytische ultracentrifuge-experimenten zijn die in sedimentatiesnelheid en evenwicht, die informatie bieden over de vormen, afmetingen en conformationele veranderingen van macromoleculen.
Er zijn gevaren verbonden aan het gebruik van een ultracentrifuge omdat deze met zeer hoge snelheden werkt en vaak oplossingen gebruikt waarbij agressieve chemicaliën zijn betrokken. Beide factoren veroorzaken mechanische spanning die ervoor kan zorgen dat rotors verslijten. Bovendien moeten rotoren correct worden geladen en in evenwicht worden gebracht, anders kunnen ze losbreken en aanzienlijke schade, letsel en zelfs explosie veroorzaken. Elk instrument moet regelmatig onderhoud krijgen en gebruikers moeten goed worden getraind om het correct te laden en te balanceren en om de rotors te reinigen.