Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Энгельгард Х. -> "Руководство по капилярному электрофорезу" -> 115

Руководство по капилярному электрофорезу - Энгельгард Х.

Энгельгард Х. Руководство по капилярному электрофорезу — Москва, 1996. — 112 c.
Скачать (прямая ссылка): rukovodstvopokapilyaram1996.pdf
Предыдущая << 1 .. 109 110 111 112 113 114 < 115 > 116 117 118 119 120 121 .. 130 >> Следующая

Иногда имеет смысл провести преформирование градиента, заведомо отличающегося от равновесного для выбранной скорости центрифугирования, и, тем не менее, в нем осуществить равновесное центрифугирование. Например, можно преформиро-вать пологий градиент, а частоту вращения ротора задать большую, но центрифугировать непродолжительное время — так, чтобы частицы успели собраться в полосу на пологом участке градиента, прежде чем он успеет измениться. При этом используется уже отмеченное выше обстоятельство: изменения градиента (в соответствии со скоростью вращения) начинаются с его концов, а средняя часть довольно долго остается неизменной.
Время сохранения преформированного градиента в таких неравновесных условиях должно зависеть от длины пробирки, подобно тому как от нее зависит время формирования градиента. Действительно, можно показать, что в центральной трети пробирки преформированный градиент любого профиля сохранится неизменным в течение времени /с=0,15 (гмакс — гмин)2 (в часах). Для нормального случая истинно равновесного центрифугирования, независимо от использования преформирования, скорость вращения выбранного ротора однозначно определяется заданным интервалом плотностей градиента Др. Приведенную выше формулу для Др в практических целях можно переписать, выразив угловую скорость вращения ротора <о (рад/с) через число тысяч оборотов в минуту N(<a*= 1,09- 10‘iV8) следующим образом:
Др = N2 (r^c - rlw).
Ро
Следовательно,
0,545-10* (^-ги '
Для приведенного выше примера Ар = 0,24 г/см®, гятс = = 10,73 см, гмин —5,97 см (ротор SW50.1). Начальному значению р0 = 1,7 г/см3 из таблицы для градиента CsCl соответствует р0= 1,14• 10е. Подставляя эти значения в формулу, получаем: Л/2— 630, т. е. М=У630*»25 тыс. об/мин.
Из графиков фирмы для ротора SW50.1 находим, что такая частота вращения ротора вполне допустима с точки зрения перегрузок и опасности кристаллизации CsCl. Если бы мы хотели вести центрифугирование на холоду, то ее следовало бы увеличить, так как на холоду при равновесии образуется более пологий градиент, однако из тех же графиков следует, что на холоду частота вращения 25 тыс. об/мин является предельной и значение Др = 0,24 г/см* при р0= 1,7 г/см3 в этом роторе получить нельзя. Пришлось бы пойти на неполное заполнение пробирок ротора.
Равновесное центрифугирование в угловых роторах
Только что рассмотренный пример касался бакет-ротора, однако равновесное центрифугирование в градиенте плотности растворов CsCl лучше вести в угловых роторах. Рассмотрим процесс образования градиента в этом случае (рис. 65).
Пусть первоначально пробирка заполнена раствором CsCl одинаковой концентрации по всему объему. Выделим мысленно три молекулы 1, 2 и 3, находящиеся на разных уровнях внутри пробирки. Каждая из них будет испытывать действие центробежной силы, направленной перпендикулярно оси вращения ротора. Пока они находятся вдали от наружной стенки пробирки, их поведение будет точно таким же, как поведение молекул в пробирке бакет-ротора. На каждом из уровней начнет формироваться градиент плотности раствора. В сечениях 1 и 3, удаленных от стенки пробирки, со временем установится равновесие седиментации и диффузии молекул, как было описано для бакет-ротора. Очевидно, что равновесная плотность в сечении / будет ниже, чем в сечении 3, поскольку сечение 1 находится ближе к оси вращения ротора.
Что же будет происходить в сечении 2, прилегающем к стенке пробирки? Следует помнить, что мы имеем дело с ионами или молекулами (в случае метризамида), не склонными слипаться и образовывать осадок на стенке. Под действием центробежной силы они будут стремиться, независимо друг от друга, соскользнуть вниз по наклонной стенке пробирки. Но внизу располагается область более высокой плотности раствора, сформировавшаяся в соответствии с большим значением максимального радиуса вращения для этого слоя жидкости. Диффузия
Рис. 65. Частицы на разных уровнях (1—3) пробирки .углового ротора (см. текст)
Рис. 66. Сопоставление расслоения жидкости в пробирках бакет-ротора (а) и углового ротора (б)
Рис. 67. Изменение расположения слоев жидкости в пробирке при вращении углового ротора
а — исходное положение; б —в неподвижном роторе; в —во вращающемся роторе
идет во всех направлениях, в том числе и вдоль стенки пробирки. Она будет компенсировать соскальзывание ионов и молекул таким образом, что оба процесса уравновесят друг друга и в областях жидкости, прилегающих к стенке; на каждом из уровней установится равновесное значение плотности, соответствующее максимальному радиусу вращения для этого уровня. В результате распределение плотностей градиента в пробирке углового ротора окажется таким же, как в пробирке бакет-ротора, но как бы послойно сдвинутым в осевом направлении. На рис. 66 ради наглядности это изображено для четырех дискретных зон разной плотности, соответственно заштрихованных.
Такое послойное смещение будет реально иметь место в том случае, если преформировать ступенчатый градиент плотности в пробирке углового ротора. Начнем, очевидно, с наслаивания растворов разной плотности в вертикально стоящей пробирке (рис. 67, а). Затем установим ее наклонно в ротор (рис. 67, б). Границы раздела слоев разной плотности, очевидно, останутся горизонтальными. По мере ускорения вращения ротора и нарастания центробежной силы более плотные слои жидкости будут стремиться занять наиболее удаленную от оси вращения часть объема пробирки, вытесняя оттуда менее плотную жидкость. Аналогичным образом поведут себя и остальные слои, в каждом случае уступая удаленную часть объема пробирки более плотному слою жидкости. В результате при достаточно большой скорости вращения ротора (когда центробежные силы во много раз превысят силу тяжести) все слои расположатся в том же порядке, что и вначале,, но границы между ними будут проходить вертикально (рис. 67, в). Произойдет переориентация слоев.
Предыдущая << 1 .. 109 110 111 112 113 114 < 115 > 116 117 118 119 120 121 .. 130 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed