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A centrifugação é um processo de separação em que a força centrífuga relativa gerada pela rotação da amostra é usada para sedimentar sólidos em líquidos

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A centrifugação é um processo de separação em que a força centrífuga relativa gerada pela rotação da amostra é usada para sedimentar sólidos em líquidos, ou líquidos imiscíveis de diferentes densidades, separando-os. É usada em diferentes aplicações laboratoriais, industriais e domésticas. Princípio físico A força centrífuga relativa (FCR) é gerada quando uma partícula ou conjunto de partículas é sujeito a um movimento circular. De acordo com a primeira lei de Newton, uma partícula em movimento
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  A centrifugação é um processo de separação em que aforça centrífuga relativagerada pelarotaçãoda amostra é usada parasedimentar  sólidosemlíquidos, ou líquidos imiscíveisde diferentes densidades, separando-os. É usada em diferentes aplicações laboratoriais,industriaise domésticas. Princípio físico A força centrífuga relativa (FCR) é gerada quando uma partícula ou conjunto de partículas é sujeito a ummovimento circular .De acordo com a primeira lei de Newton, uma partícula em movimento uniforme linear não perturbada por forçasexteriores continuará com este tipo de movimento. Istosignifica que terá uma velocidade constante e uma trajectóriarectilínea. Quando a partícula é forçada a descrever uma trajectóriacircular (tomando portantouma determinadavelocidade angular ), uma força é exercida na partícula de modo atentar continuar na trajectória rectilínea. Essa é a força centrífuga relativa, cujaintensidade aumenta com o quadrado da velocidade angular, sendo directamente proporcional ao raio da circunferência descrita e à massa da partícula. Esta relação ématematicamentedescrita da seguinte forma:F = mv²/R = 4 π ² m n²R,em que F é omóduloda intensidade da força centrífuga, m é amassada partícula, R o seuraioe n o número de rotações por segundo. Isto significa que quanto maior for o número de rotações por segundo, maior será a força centrífuga aplicada na partícula. Domesmo modo, quanto maior for o raio da circunferência descrita pela partícula, maior será a força centrífuga.A força centrífuga relativa é calculada da seguinte forma:FCR = 0.00001118 × R × N²onde R é o raio de centrifugação, em centímetros, e N a velocidade de centrifugação emrotações por minuto (rpm). A unidade de medida da força centrífuga relativa é o g ,sendo 1g equivalente à aceleração da gravidade na superfície da terra.Usualmente mede-se a velocidade de centrifugação em rotações por minuto (rpm),apesar de tratar-se de uma informação indireta da eficiência da centrifugação. Centrífugas ou Centrifugadores São equipamentos que aplicam a força centrífuga relativa em determinado objetoatravés da rotação do mesmo em torno de um eixo. …  Em Biologia, Bioquímica e Química Uma centrífuga de bancada.A centrifugação é uma técnica fundamental usada em diversos ramos da Química, BiologiaeBioquímicapara a separação de amostras. Em geral, estas são introduzidas em tubos de diferentes tamanhos, que são dispostos num rotor de centrífuga. Ascentrífugas estão normalmente adaptadas para a utilização de diferentes tipos etamanhos de rotores, conforme a velocidade e aplicação desejadas. Enquanto quemicrocentrífugas de bancada podem centrifugar tubos entre os 200 μL e os 2 mL devolume, centrífugas de grande porte podem usar tubos de volume muito variável,tipicamente até 1 L. Separação de diferentes fases Uma das aplicações mais frequentes da centrifugação é na separação de diferentesfasesde uma amostra, em especial uma fase sólida de uma aquosa. Partículas insolúveis numa amostra sedimentam no fundo do tubo de centrífuga, restando o chamado sobrenadante(fase líquida) por cima do sedimento. O sobrenadante é então aspirado ou decantado e osedimento retirado do tubo.Esta técnica é usada, por exemplo, na separação de membranas celulares(insolúveis em água) ecitoplasma(solvente celular aquoso) após ruptura decélulas. Também é usada  para a separação doselementos figuradosdosangue e o  plasma sanguíneo,em que as células (eritrócitos,leucócitos, plaquetas) são depositados no tubo, podendo o plasma ser separado e analisado.  Centrifugação diferencial A centrifugação diferencial foi desenvolvida nosanos 60doséculo XXpor  Christopher John Champerline e Juan Burdettee. Consiste em sujeitar uma amostra feitahomogénea (homogenato) de um tecidoouórgão(por exemplo,fígado) a repetidas centrifugações, aumentando de cada vez a força centrífuga. Hoje em dia esta técnica élargamente substituída pela centrifugação isopícnica. Esta técnica permite a separaçãode diferentesorganeloscelulares deeucariontes, como mitocôndrios,núcleo celularese microssomas(resíduos doretículo endoplasmático). Usando esta técnica, as partículas mais densas sedimentam primeiro; nas centrifugaçõessubsequentes, as partículas de menor densidade sedimentam então. Centrifugação isopícnica ou de equilíbrio A centrifugação isopícnica , também chamada centrifugação de equilíbrio , é usada naseparação demacromoléculas recorrendo a gradientesdeconcentraçãodasoluçãobase usada para a separação das partículas.Uma das aplicações deste tipo de centrifugação é na separação de moléculas de DNA  usandocloreto de césio(CsCl). É uma técnica sensível, capaz de separar moléculas deDNA de igual dimensão mas diferindo apenas na sua proporção AT/GC (proporçãoentre as bases adeninaetiminae as basesguaninaecitosina). Neste tipo de centrifugação, a amostra de DNA a separar é misturada com CsCl e posta a centrifugar acerca de 10 000 g durante um prolongado período de tempo (tipicamente entre dois etrês dias). O cloreto de césio é usado numa concentração em que toma uma densidademuito próxima da do DNA. Após este tempo, um gradiente de cloreto de césio seráformado e o DNA separa-se segundo as suas proporções AT/GC em diferentes bandasao longo do tubo.Os gradientes desacarosesão utilizados na separação de partículas como organeloscelulares evírus, sendo uma alternativa à centrifugação diferencial. Nestes, umgradiente de densidade de sacarose é obtido adicionando cuidadosamente no tubo decentrífuga camadas de soluções de sacarose de diferentes concentrações, começando pela mais alta. Um gradiente típico usa 70% a 20% (p/v), com decrementos de 10%,mas estes valores dependem largamente da amostra a separar. A amostra é colocada notopo do tubo e ultracentrifugada. As partículas migram em direcção ao fundo do tubo eestacionam nas zonas do gradiente com densidade idêntica. A amostra assim divididaem diferentes camadas ao longo do tubo pode ser retirada aspirando cuidadosamentecada camada.Uma modificação do gradiente de sacarose consiste na utilização de soluções de apenas70% e 20%(p/v). A solução de 70% é depositada no fundo do tubo e a de 20% preencheo restante tubo; a amostra é também depositada no topo, migrando durante acentrifugação para a interface com a solução de 70%. Esta técnica permite aconcentração de partículas de uma amostra sem que estas entrem em contacto com a parede do tubo, evitando um  stress mecânico que muitas vezes provoca a desintegraçãodessas partículas.  Ultracentrifugação O termo ultracentrifugação aplica-se à centrifugação que necessita de um tipoespecífico de centrífuga ( ultracentrífuga ). As velocidades alcançadas pelos rotoresnestas centrífugas são muito elevadas, obtendo-se acelerações até 500 000 g. Neste tipode centrífuga, a câmara onde se situa o rotor é refrigerada e encontra-se sob vácuo,para evitar o sobreaquecimento por atritocom oar e para permitir que altas velocidades sejam atingidas.A ultracentrifugação é usada para a sedimentação de macromoléculas; sob determinadascondições, acontece também uma distribuição não uniforme de moléculas de menoresdimensões ao longo do tubo. A sedimentação depende da massa, forma e densidade dasmoléculas, bem como da densidade do solvente. O rotor e velocidade de rotaçãoapropriados são usados dependendo da utilização.É possível calcular o coeficiente de sedimentação (unidade: Svedberg, S) através daultracentrifugação. Este coeficiente é proporcional à massa e à densidade da substância,dependendo também da forma das suas moléculas. Assim sendo, partículas de grandemassa molecular e densidade sedimentam mais facilmente, enquanto que partículas comforma alongada sedimentam mais lentamente (devido ao maior atrito com o solvente).Uma aplicação clássica deste coeficiente é visível na classificação de subunidades dosribossomasque, dependendo do seu tamanho, têm diferentes coeficientes desedimentação: por exemplo, a subunidade pequena dos ribossomas  bacterianos é chamada 16S e a sua sequência nucleotídica serve de base em estudos filogenéticos. A ultracentrífuga foi inventada em1925por Theodor Svedberg, que ganhou o prémio  Nobel da Químicaem1926pelo seu trabalho emsistemas coloidais,em que usou a sua invenção. Em Astronáutica As centrífugas humanas são usadas por agências de exploração espacial, como a NASAe a ESA, para o treino deastronautas. A NASA possui um equipamento que imprime uma aceleração de até 20 g aos indivíduos testados.Este treino serve para testar a reacção e tolerância dos astronautas ao processo dedescolagem dos vaivéns espaciais,em que elevadas forças são sentidas. Os astronautas são colocados nas extremidades do braço da centrífuga e sofrem uma acelerada rotaçãoaté atingir o desejado valor de g's.Um tipo especial de centrífuga, chamada de raio curto (  short radius centrifuge ) é usada pela NASA no estudo do efeito terapêuticoda força centrífuga aplicada a indivíduos sujeitos a períodos mais ou menos prolongados demicrogravidade.Os indivíduos testados são sujeitos a um período de descanso que mimetiza condições demicrogravidade e sujeitos durante curtos períodos a centrifugação (até 2,5 g). Esteestudo pretende estabelecer uma terapêutica de combate aos efeitos nocivos do estágio prolongado na ausência da gravidade terrestre (atrofia muscular edescalcificação óssea), por exemplo na preparação de missões tripuladas aMarte.
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