الطرد المركزي التحليلي
الطرد المركزي التحليلي هو تقنية تحليلية تجمع بين جهاز الطرد المركزي الفائق وأنظمة المراقبة البصرية.
في جهاز الطرد المركزي التحليلي فائق السرعة (AUC)، تتم مراقبة ترسب العينة في الوقت الفعلي بواسطة نظام كشف بصري. يتم الكشف عن العينة عبر امتصاص الأشعة فوق البنفسجية و/أو نظام حساس لمعامل الانكسار البصري التداخلي ، ويتم رصده بواسطة مصفوفة ثنائية ضوئية حساسة للضوء أو بواسطة فيلم في الأجهزة القديمة. وبذلك، يستطيع المشغل ملاحظة تغير تركيز العينة مع محور الدوران بمرور الوقت نتيجةً للمجال الطارد المركزي المُطبق. أما في الأجهزة الحديثة، فتُحوّل هذه الملاحظات إلى بيانات رقمية وتُخزن لإجراء المزيد من التحليلات الرياضية.
تشمل المعلومات التي يمكن الحصول عليها من جهاز الطرد المركزي التحليلي فائق السرعة الشكل العام للجزيئات الكبيرة، والتغيرات البنيوية فيها، وتوزيع أحجامها. وباستخدام هذا الجهاز، يُمكن الحصول على معلومات حول عدد ونسبة الوحدات الفرعية للمركبات غير التساهمية، وثوابت التوازن للجزيئات الكبيرة مثل البروتينات ، والحمض النووي ، والجسيمات النانوية، أو غيرها من التجمعات من فئات جزيئية مختلفة. أبسط قياس يُمكن الحصول عليه هو معامل الترسيب ، الذي يعتمد على حجم الجزيئات المترسبة. وهو نسبة سرعة ترسيب الجسيم إلى التسارع المُطبق المُسبب للترسيب.
شهدت تقنية الطرد المركزي التحليلي مؤخرًا زيادة في الاستخدام بسبب سهولة التحليل المتزايدة باستخدام أجهزة الكمبيوتر الحديثة وتطوير البرامج، بما في ذلك حزمة البرامج المدعومة من المعاهد الوطنية للصحة ، SedFit.
تاريخ
الأجهزة
يحتوي جهاز الطرد المركزي التحليلي فائق السرعة على مصدر ضوئي وكواشف بصرية. وللسماح للضوء بالمرور عبر العينة أثناء تشغيل الجهاز، يلزم استخدام خلايا متخصصة ذات معايير بصرية عالية، بالإضافة إلى قدرتها على مقاومة قوى الطرد المركزي. تتكون كل خلية من غلاف، ونافذتين مصنوعتين من زجاج كوارتز نقي بصريًا، وجزء مركزي يحتوي على قطاع واحد أو قطاعين وفتحات لملء هذه القطاعات، ويُغلق بسدادة لولبية في الغلاف. توضع هذه الخلايا داخل تجويف دوار ذي فتحة مستمرة، مع وجود طوق في الأسفل لتثبيت الخلية.
نظرية
أنواع التجارب
باستخدام معدات محددة وتكييف معايير القياس، يمكن إجراء أنواع عديدة من التجارب. ومن أكثر تجارب التحليل الفائق للترسيب شيوعًا تجارب سرعة الترسيب وتجارب توازن الترسيب .
سرعة الترسيب
تُتيح تجارب سرعة الترسيب تحديد شكل وكتلة الجزيئات المراد تحليلها، بالإضافة إلى توزيع أحجامها. [ 2 ] تتناسب دقة تحديد الحجم في هذه الطريقة تقريبًا مع مربع نصف قطر الجسيمات، ويمكن تغطية نطاقات أحجام تتراوح من 100 دالتون إلى 10 جيجا دالتون عن طريق ضبط سرعة دوران جهاز التجربة. كما يمكن استخدام تجارب سرعة الترسيب لدراسة التوازنات الكيميائية العكوسة بين أنواع الجزيئات الكبيرة، إما عن طريق رصد عدد وكتلة المركبات الجزيئية الكبيرة، أو عن طريق الحصول على معلومات حول تركيب المركب من خلال تحليل الإشارات المتعددة الذي يستغل الاختلافات في الإشارة الطيفية لكل مكون، أو عن طريق تتبع اعتماد معدلات ترسيب النظام الجزيئي الكبير على التركيب، كما هو موضح في نظرية جيلبرت-جينكينز .
تهدف التجربة إلى مراقبة سلوك الترسيب عند سرعة زاوية ثابتة.
توازن الترسيب
تُقدّم تجارب توازن الترسيب معلومات عن الكتلة المولية للمواد المراد تحليلها وثوابت توازنها الكيميائي . [ 3 ] يتم ضبط سرعة الدوران بحيث يتشكل منحنى تركيز ثابت c(r) للعينة في الخلية، حيث يلغي الترسيب والانتشار بعضهما البعض.
الطرد المركزي بتدرج الكثافة
تقييم البيانات
انظر أيضاً
مراجع
- ↑ "دليل فني، جهاز الطرد المركزي فائق السرعة من طراز Spinco E" . مجموعات معهد تاريخ العلوم الرقمية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18-12-2018 .
- ↑ بيريز-راميريز، ب. وستيكرت، ج. ج. (2005). البروتينات العلاجية: الطرق والبروتوكولات. سي. إم. سميلز ودي. سي. جيمس، المحررون. المجلد 308: 301-318. دار هومانا للنشر، توتوا، نيوجيرسي.
- ↑ غيرلاندو، ر. (2011). "تحليل التفاعلات الجزيئية الكبيرة بواسطة توازن الترسيب" . الطرد المركزي التحليلي الحديث: الطرق . 58 (1): 145-156 . doi : 10.1016/j.ymeth.2010.12.005 . PMC 3090454. PMID 21167941 .
روابط خارجية
- الارتباطات العكسية في البيولوجيا الهيكلية والجزيئية (RASMB - منتدى الطرد المركزي التحليلي الفائق)
- الطرد المركزي التحليلي كأداة بحثية معاصرة في مجال البيولوجيا الجزيئية. مؤرشف بتاريخ 4 أغسطس 2002 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).
- نظرية جيلبرت-جينكينز (مؤرشفة بتاريخ 1 مايو 2007 في أرشيف الإنترنت )
- تقرير عن انفجار جهاز طرد مركزي فائق السرعة.
للمزيد من القراءة
- ليبويتز ج، لويس إم إس، شوك ب (يناير 2005). " الطرد المركزي التحليلي الحديث في علم البروتين: مراجعة تعليمية" . علم البروتين . 102 (9): 2067-2069 . doi : 10.1110/ps.0207702 . PMC 2373601. PMID 12192063 .
- بالبو أ، مينور كيه إتش، فيليكوفسكي سي إيه، ماريوزا آر إيه، بيترسون سي بي، شوك بي (يناير 2005). " دراسة معقدات البروتينات المتعددة باستخدام الطرد المركزي التحليلي متعدد الإشارات لسرعة الترسيب" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 102 (1): 81-86 . Bibcode : 2005PNAS..102...81B . doi : 10.1073/pnas.0408399102 . PMC 538923. PMID 15613487 .
- كول جيه، هانسن جيه (ديسمبر 1999). "الطرد المركزي التحليلي كأداة بحثية معاصرة في مجال البيولوجيا الجزيئية" . مجلة تقنيات البيولوجيا الجزيئية . 10 (4): 163-176 . PMC 2291609. PMID 19499023 .
- أجهزة الطرد المركزي
- الكيمياء التحليلية
- تقنيات المختبر
- الفيزياء الحيوية
- ديناميكا الموائع