Аналитическое ультрацентрифугирование

В отличие от препаративного центрифугирования, в котором происходит разделение веществ и их очистка, аналитическое ультрацентрифугирование применяется для изучения седиментационных свойств биологических макромолекул и других структур. Поэтому в аналитическом центрифугировании роторы и регистрирующие системы позволяют непрерывно наблюдать за осаждением материала в центробежном поле.

Скорость вращения аналитических ультрацентрифуг достигает 150000 об/мин, центробежная сила до 800000 g. Ротор чаще всего имеет форму эллипсоида, соединяется с мотором посредством струны и вращается в вакуумной камере с холодильным устройством, что исключает нагрев ротора от трения о воздух. В роторе вертикально устанавливаются 2 ячейки (аналитическая и балансировочная) строго параллельно оси вращения. Аналитическая ячейка имеет секторальную форму и емкость порядка 1 мл. На торцах ячейки сделаны окошки из кварцевого стекла, благодаря которым оптическая система центрифуги детектирует оптическую плотность раствора на протяжении всей длины ячейки. Исследование седиментации белков и нуклеиновых кислот производят в ультрафиолетовом излучении.

Применение аналитического ультрацентрифугирования.

1. Определения молекулярной массы макромолекул по скорости седиментации является наиболее распространенным применением аналитического ультрацентрифугирования. Его проводят при скоростях, достаточных для разделения равномерно распределенных по объему частиц различной массы.
2. Метод седиментационного равновесия проводится при относительно небольших скоростях вращения для предотвращения осаждения больших молекул. Центрифугирование образца проводят до тех пор, пока в нем не установится равновесие диффузионных и центробежных сил. По градиенту концентрации в ячейке рассчитывается молекулярная масса исследуемого вещества. Основным недостатком данного метода является длительное время установления равновесия, которое может достигать нескольких недель.
3. Метод аналитического ультрацентрифугирования широко применяется для оценки чистоты препаратов ДНК, вирусов и белков, что является очень важным при определении молекулярных масс макромолекул.
4. Исследование конформационных изменений молекул нуклеиновых кислот под воздействием различных соединений можно проводить при помощи наблюдения за изменением скорости седиментации образца, которая обратно пропорциональна коэффициенту трения, который в значительной степени зависит от компактности молекулы.