Une ultracentrifugeuse est un outil ou un instrument scientifique capable de faire tourner des objets ou des liquides très rapidement dans une petite chambre comprimée. Selon l’objectif spécifique, ces outils peuvent être très petits ou assez grands – beaucoup peuvent facilement tenir sur une table, tandis que d’autres occupent des pièces entières. Cependant, leurs méthodes de travail et leurs objectifs de base sont généralement les mêmes, peu importe les détails. En général, l’ultracentrifugation est effectuée à une vitesse supérieure à 20,000 XNUMX tr/min et est utilisée pour séparer de minuscules particules les unes des autres afin de déterminer leurs tailles et leurs poids moléculaires. Il est également largement utilisé pour étudier les hauts polymères, en particulier les protéines, les acides nucléiques, les virus et autres macromolécules biologiques. Il existe des versions préparatoires et analytiques de cet outil, et les deux sont utilisés en science des polymères, en biochimie et en biologie moléculaire. Bien que les machines soient généralement considérées comme sûres, les vitesses auxquelles elles fonctionnent peuvent présenter certains risques, en particulier pour les opérateurs qui ne font pas attention. Une formation approfondie est généralement requise de tous les chercheurs qui vont utiliser cet équipement et d’autres équipements connexes.
Concept de base et utilisations principales
Il existe généralement plusieurs manières de décomposer les matériaux composites en leurs composants individuels, mais le filage par centrifugation est souvent une méthode préférée dans de nombreuses sciences de la recherche. Faire tourner des composés autour d’un axe fixe tout en appliquant une force perpendiculaire utilise la physique pour isoler les particules et essentiellement faire tourner les choses dans leurs composants moléculaires. Les liquides et les solutions simples se séparent souvent dans une centrifugeuse standard, qui est un aliment de base dans de nombreuses salles de classe de physique et de chimie. Une ultracentrifugeuse fonctionne de la même manière, mais tourne généralement beaucoup plus rapidement et avec plus de force, ce qui la rend appropriée pour des composés et des substances plus complexes. Ces variétés ultra sont les plus courantes dans la recherche et le développement pharmaceutiques, et sont également utilisées dans de nombreuses ingénieries, souvent en ce qui concerne les applications chimiques et environnementales.
Modèles préparatoires
Une ultracentrifugeuse préparative est généralement le type le plus courant dans les laboratoires et les centres de recherche. Il est utilisé pour isoler des particules spécifiques en vue de leur réutilisation et est considéré comme un instrument hautes performances, fiable et efficace, qui fonctionne rapidement et silencieusement. Il comprend une variété de rotors adaptés à une gamme de tâches de séparation utilisées en biologie cellulaire, biochimie et biologie moléculaire. Un échantillon peut être centrifugé à grande vitesse jusqu’à ce que ses composants se séparent, moment auquel ils peuvent ensuite être isolés, mesurés et étudiés plus avant. La plupart des unités de préparation comprennent une gestion automatique de la durée de vie du rotor, un écran LCD couleur et des capacités de rétroaction positive. Beaucoup sont également capables de transférer numériquement les résultats vers des ordinateurs et des smartphones.
Centrifugeuse analytique
La centrifugation analytique est une autre utilisation possible de ce type d’outils. Cette technique mesure les propriétés physiques des particules en sédimentation et la façon dont elles se comportent à l’état de solution. Theodor Svedberg a inventé la version analytique de cet outil et a remporté le prix Nobel de chimie pour les recherches qu’il a menées avec. C’est le plus courant dans la recherche biomédicale.
Dans les scénarios analytiques, les échantillons sont centrifugés dans une cellule et un système optique projette une image de la cellule sur un ordinateur ou un film en temps réel. Les types d’expériences analytiques les plus courants sont ceux de la vitesse de sédimentation et de l’équilibre, qui offrent des informations sur les formes, les tailles et les changements de conformation des macromolécules.
Dangers et risques
L’utilisation d’une ultracentrifugeuse présente des dangers car elle fonctionne à des vitesses très élevées et utilise souvent des solutions impliquant des produits chimiques agressifs. Ces deux facteurs créent des contraintes mécaniques qui peuvent entraîner l’usure des rotors. De plus, les rotors doivent être correctement chargés et équilibrés, sinon ils peuvent se détacher, provoquant des dommages importants, des blessures et même une explosion. Chaque instrument doit faire l’objet d’un entretien régulier et les utilisateurs doivent être correctement formés pour le charger et l’équilibrer correctement. Un nettoyage régulier des rotors est également recommandé, pour la sécurité ainsi que la précision.