Jenis-Jenis Centrifuge, Pengertian, Prinsip, dan Aplikasinya

Centrifuge menggunakan gaya sentrifugal untuk memisahkan komponen yang berbeda dari cairan. Ini dilakukan dengan memutar cairan dengan kecepatan tinggi di dalam wadah. Ini kemudian dapat memisahkan cairan dengan kepadatan berbeda (mis. Krim dari susu, atau cairan dan padatan. Ini menyebabkan partikel dan zat yang lebih padat bergerak ke arah radial. Sebaliknya, benda dengan kepadatan lebih rendah dipindahkan dan dipindahkan ke tengah. A sentrifugal laboratorium menggunakan tabung sampel menyebabkan percepatan radial menyebabkan partikel yang lebih padat mengendap di dasar tabung sementara zat dengan kerapatan rendah naik ke atas. Sentrifugal adalah filter kuat yang dapat memisahkan kontaminan dari cairan utama.

Dalam pembuatan dan pengolahan limbah, sentrifugal industri digunakan untuk menghilangkan padatan tersuspensi atau memisahkan cairan yang tidak dapat bercampur. Salah satu contohnya adalah pemisah krim yang digunakan pada pabrik susu. Ultrasentrifugal dan sentrifugal berkecepatan tinggi yang dapat memberikan akselerasi tinggi mampu memisahkan partikel halus hingga skala nano dan molekul dengan massa berbeda. Misalnya, sentrifugal besar dapat digunakan untuk mensimulasikan lingkungan dengan akselerasi tinggi atau gravitasi (untuk pelatihan pilot). Untuk ekstraksi air dari kain, sentrifugal berukuran sedang dapat ditemukan di mesin cuci dan juga di kolam renang. Sentrifugal gas dapat digunakan untuk memisahkan isotop, seperti memperkaya bahan bakar nuklir untuk elemen fisil.

Benjamin Robins (1707-1751), seorang insinyur militer Inggris, menemukan alat lengan berputar untuk mengukur hambatan. Antonin Prandtl, seorang penemu centrifuge susu yang memisahkan krim dari susu pada tahun 1864, mengusulkan gagasan tersebut. Alexander Prandtl, saudara laki-lakinya, mempraktikkan ide tersebut dan memamerkan mesin ekstraksi lemak mentega yang berfungsi pada tahun 1875.

Definisi Sentrifugasi

Sentrifugasi adalah proses yang melibatkan penggunaan sentrifus untuk memisahkan partikel dari larutan berdasarkan ukuran, bentuk, kerapatan, atau sifat fisik lainnya. Centrifuge adalah alat yang memutar sampel dengan kecepatan tinggi untuk menghasilkan gaya sentripetal, yang menyebabkan partikel yang lebih berat mengendap ke dasar tabung atau rotor sementara partikel yang lebih ringan tetap tersuspensi.

Ada beberapa jenis sentrifugal, termasuk sentrifugal kecepatan tinggi, sentrifugal kecepatan rendah, dan ultrasentrifugal. Sentrifugal berkecepatan tinggi digunakan untuk memisahkan sel dan bahan biologis lainnya, sedangkan sentrifugal berkecepatan rendah digunakan untuk memisahkan bahan non-biologis seperti suspensi kristal atau tinta. Ultrasentrifugal digunakan untuk memisahkan partikel yang sangat kecil atau untuk mengukur ukuran, bentuk, dan kerapatan partikel.

Sentrifugasi adalah teknik yang banyak digunakan dalam penelitian, industri, dan laboratorium klinis, dan memiliki banyak aplikasi, termasuk pemurnian sampel biologis, pemisahan sel dan organel, analisis protein dan asam nukleat, dan persiapan spesimen diagnostik.

Definisi sentrifuse

Centrifuge adalah perangkat yang menggunakan gaya sentrifugal untuk memisahkan partikel dari larutan berdasarkan ukuran, bentuk, kerapatan, atau sifat fisik lainnya. Ini terdiri dari motor, kepala atau rotor yang berputar, dan serangkaian tabung atau cangkir yang menampung sampel. Ketika rotor diputar dengan kecepatan tinggi, gaya sentripetal yang dihasilkan menyebabkan partikel yang lebih berat mengendap di bagian bawah tabung atau cangkir sementara partikel yang lebih ringan tetap tersuspensi.

Ada beberapa jenis sentrifugal, termasuk sentrifugal kecepatan tinggi, sentrifugal kecepatan rendah, dan ultrasentrifugal. Sentrifugal berkecepatan tinggi digunakan untuk memisahkan sel dan bahan biologis lainnya, sedangkan sentrifugal berkecepatan rendah digunakan untuk memisahkan bahan non-biologis seperti suspensi kristal atau tinta. Ultrasentrifugal digunakan untuk memisahkan partikel yang sangat kecil atau untuk mengukur ukuran, bentuk, dan kerapatan partikel.

Sentrifugal banyak digunakan dalam penelitian, industri, dan laboratorium klinis, dan memiliki banyak aplikasi, termasuk pemurnian sampel biologis, pemisahan sel dan organel, analisis protein dan asam nukleat, dan persiapan spesimen diagnostik.

Apa itu Gaya Sentrifugal Relatif (RCF)?

• Gaya sentrifugal relatif adalah pengukuran laju kekuatan pada rotor yang memiliki ukuran dan jenis yang berbeda.
• Gaya adalah yang diberikan pada bagian dalam rotor oleh gaya putaran rotor.
• RCF adalah gaya tegak lurus terhadap permukaan yang diterapkan pada sampel, yang selalu berhubungan dengan gravitasi bumi.
• RCF dari sentrifugal yang berbeda adalah alat yang baik untuk analisis rotor dan memungkinkan untuk memilih sentrifugal terbaik untuk memenuhi tugas tertentu.

Rumus yang digunakan untuk menghitung gaya relatif sentrifugal (RCF) dapat ditulis sebagai berikut:

RCF (gaya g)= 1.118 × 10-5 × r × (RPM)^2

di mana r adalah jari-jari rotor (dalam sentimeter), dan RPM adalah kecepatan rotor dalam putaran per menit.

Tujuan Sentrifugasi

Tujuan utama sentrifugasi adalah untuk memisahkan partikel dari larutan berdasarkan ukuran, bentuk, kerapatan, atau sifat fisik lainnya, dan untuk memurnikan atau mengisolasi komponen tertentu dari sampel. Sentrifugasi adalah teknik yang banyak digunakan dalam penelitian, industri, dan laboratorium klinis, dan memiliki banyak aplikasi, termasuk yang berikut:

1. Pemisahan sel dan organel: Sentrifugasi dapat digunakan untuk memisahkan sel dari sampel jaringan, atau untuk mengisolasi organel tertentu seperti mitokondria, inti, atau ribosom.
2. Pemurnian sampel biologis: Sentrifugasi dapat digunakan untuk menghilangkan kontaminan atau bahan yang tidak diinginkan dari sampel, seperti sel, protein, atau asam nukleat.
3. Analisis protein dan asam nukleat: Sentrifugasi dapat digunakan untuk memisahkan protein atau asam nukleat berdasarkan ukuran, muatan, atau sifat fisik lainnya, memungkinkan analisis molekul tertentu.
4. Persiapan spesimen diagnostik: Sentrifugasi digunakan di laboratorium klinis untuk menyiapkan spesimen diagnostik, seperti darah atau urin, untuk dianalisis.
5. Klarifikasi suspensi: Sentrifugasi dapat digunakan untuk menghilangkan partikel tersuspensi dari suatu larutan, menghasilkan sampel yang lebih jernih.
6. Pemisahan cairan yang tidak bercampur: Sentrifugasi dapat digunakan untuk memisahkan cairan yang tidak bercampur, seperti minyak dan air, berdasarkan densitasnya.

Prinsip Sentrifugasi / bagaimana cara kerja sentrifugasi?

• Prinsip sentrifugasi didasarkan pada konsep bahwa partikel dalam larutan yang memiliki kerapatan lebih tinggi dari pelarut sekitarnya cenderung tenggelam atau mengendap, sedangkan partikel dengan kerapatan lebih rendah cenderung mengapung atau naik ke atas. Kecepatan pergerakan partikel berbanding lurus dengan perbedaan kerapatan. Dalam kondisi isopycnic, dimana tidak ada perbedaan densitas, partikel tetap diam.
• Sentrifugasi memanfaatkan perbedaan densitas ini untuk memisahkan berbagai partikel dalam suatu larutan. Alih-alih mengandalkan gravitasi, yang mungkin relatif lemah, sentrifugasi menggunakan gaya sentrifugal yang jauh lebih kuat yang dihasilkan oleh sentrifugal. Centrifuge adalah peralatan khusus yang dirancang untuk memutar objek di sekitar sumbu tetap, menerapkan gaya luar yang kuat tegak lurus terhadap sumbu putaran.
• Sentrifugal beroperasi berdasarkan prinsip sedimentasi, di mana percepatan sentripetal yang disebabkan oleh rotasi sentrifugal menyebabkan zat dan partikel yang lebih padat bergerak keluar dalam arah radial. Secara bersamaan, objek yang kurang padat dipindahkan dan bergerak menuju pusat.
• Dalam sentrifugal laboratorium yang dilengkapi dengan tabung sampel, percepatan radial yang diberikan pada larutan menyebabkan partikel yang lebih padat mengendap di dasar tabung, membentuk pelet, sementara zat dengan kerapatan lebih rendah naik ke atas. Pemisahan ini memungkinkan peneliti untuk mengisolasi dan mengumpulkan berbagai komponen larutan berdasarkan kerapatan relatifnya.
• Dengan menggunakan sentrifugasi, ilmuwan dan peneliti dapat memisahkan dan memurnikan berbagai bahan, termasuk sel, organel, protein, asam nukleat, dan partikel lainnya. Ini adalah teknik mendasar yang digunakan di berbagai bidang seperti biologi, biokimia, kimia, dan diagnostik klinis, memungkinkan pemisahan dan analisis campuran kompleks yang efisien dan tepat.

Faktor apa saja yang mempengaruhi sentrifugasi :

• Kepadatan kedua sampel serta solusinya
• Suhu/viskositas
• Perpindahan jarak partikel
• Kecepatan putaran

Contoh sentrifugasi

Sentrifugasi menemukan aplikasi dalam berbagai proses sehari-hari dan disiplin ilmu. Berikut adalah beberapa contoh bagaimana sentrifugasi digunakan dalam konteks yang berbeda:

1. Ekstraksi lemak dari susu: Sentrifugasi digunakan dalam produksi susu skim. Susu utuh mengalami sentrifugasi, yang menyebabkan pemisahan krim (mengandung lemak) dari sisa susu. Gaya sentrifugal mendorong gumpalan lemak yang lebih padat ke arah tepi luar, memungkinkan pengangkatannya dan produksi susu skim selanjutnya.
2. Penghapusan air dari selada: Pemintal salad adalah alat dapur umum yang menggunakan sentrifugasi untuk menghilangkan kelebihan air dari selada yang sudah dicuci atau sayuran berdaun lainnya. Dengan memutar keranjang berisi selada dengan kecepatan tinggi, gaya sentrifugal yang dihasilkan mengeluarkan air, membuat selada menjadi lebih kering dan siap untuk dikonsumsi atau diolah lebih lanjut.
3. Spin-drying di mesin cuci: Mesin cuci menggabungkan siklus pengeringan yang menggunakan sentrifugasi untuk menghilangkan air dari pakaian setelah siklus pencucian. Dengan memutar drum dengan kecepatan tinggi, gaya sentrifugal mengekstraksi air dari pakaian, membuangnya melalui sistem drainase. Proses ini mengurangi waktu pengeringan yang diperlukan untuk cucian.
4. Pemisahan bahan darah dan urin di laboratorium: Sentrifugasi memainkan peran penting dalam laboratorium klinis dan forensik untuk pemisahan komponen padat dari sampel darah dan urin. Ketika darah atau urin mengalami sentrifugasi, komponen yang lebih padat seperti sel darah merah, trombosit, dan bahan sedimen mengendap di bagian bawah tabung, membentuk pelet. Cairan yang tersisa, dikenal sebagai plasma dalam kasus darah, atau supernatan dalam kasus urin, dipisahkan dari bahan padat untuk analisis atau pengujian lebih lanjut.

Contoh-contoh ini mengilustrasikan bagaimana sentrifugasi digunakan dalam berbagai skenario praktis, mulai dari pemrosesan makanan hingga penatu dan penelitian ilmiah. Kemampuan sentrifugasi untuk memisahkan zat berdasarkan kerapatannya menjadikannya teknik penting dalam berbagai industri dan bidang ilmiah.

Proses Sentrifugasi 

1. Centrifuge adalah wadah di mana campuran cair dan padat atau dua cairan ditempatkan. Kemudian, wadah tersebut diputar dengan kecepatan yang sangat tinggi. Saat wadah berputar dengan kecepatan tinggi, campuran dipisahkan menjadi komponen-komponennya oleh pengaruh gaya sentrifugal pada densitasnya.
2. Cairan atau padatan dengan berat jenis lebih besar dilemparkan ke dalam kata dengan gaya lebih besar.

Prinsip Sedimentasi Centrifuge

Dalam larutan, partikel dengan massa jenis lebih besar dari sink (sedimen) dan yang lebih ringan dari sink, mengapung ke atas. Kepadatan yang lebih berbeda, semakin cepat mereka bepergian. Jika tidak ada perbedaan antara intensitas (kondisi isopiknik), partikel tetap dalam keadaan stabil.

Untuk memanfaatkan variasi kecil dalam kerapatan, untuk membedakan partikel yang berbeda dalam larutan, gravitasi digantikan oleh "gaya sentrifugal" yang lebih kuat yang disediakan oleh sentrifugal.

Gaya bekerja selama sentrifugasi

Dua gaya menentang gaya sentrifugal yang bekerja pada partikel tersuspensi:

• Gaya apung: kekuatan dimana partikel harus menjauh dari media cair di mana mereka menetap.
• Gaya gesekan: gaya yang diciptakan oleh partikel ketika mereka bergerak di seluruh cairan.

Partikel dapat bergerak dari bidang gerak di medan gaya sentrifugal hanya ketika gaya gaya sentrifugal melebihi gaya apung dan penahan gesekan, menghasilkan sedimentasi partikel dalam laju yang stabil.

Relative Centrifuge Force (RCF) dinyatakan dalam xg (kelipatan gaya gravitasi bumi)

RFC = 1,118 x R x (rpm /1000)²

R adalah jari-jari dalam cm

rpm : Kecepatan dalam Putaran per menit

Hasilnya, untuk kecepatan yang sama, radius 20% lebih besar memberikan angka xg 20% ​​lebih tinggi. 

Bagaimana mengkonversi antara waktu gravitasi (×g) dan kecepatan rotor centrifuge (RPM)?

Prosedur tertentu memerlukan parameter sentrifugasi khusus, yang perlu didefinisikan menggunakan istilah gaya sentrifugal relatif (RCF) yang diukur dalam satuan gravitasi (kali gravitasi, atau gram). Sebagian besar mikrosentrifugal dilengkapi dengan kemampuan untuk mengatur kecepatan (revolusi per menit (RPM, juga dikenal sebagai RPM) tetapi bukan gaya sentrifugal absolut. Oleh karena itu, rumus konversi diperlukan untuk memastikan pengaturan yang benar digunakan dalam percobaan. Kaitannya dengan RPM dan juga RCF adalah sebagai berikut:

g = (1.118 × 10-5) x R x S²

Di mana g adalah rasio gaya sentrifugal dan itu adalah jari-jari rotor yang diukur dalam sentimeter sedangkan S mewakili kecepatan dalam rotasi per menit. Nilai RCF dalam satuan waktu gravitasi (xg) untuk radius rotor mikrosentrifugal yang paling umum ditunjukkan pada tabel di bawah ini. Pada contoh di bawah ini, sentrifugasi pada 5,000 RPM di dalam microcentrifuge dengan rotor berjari-jari 7 cm akan menghasilkan kekuatan sentrifugal sebesar 1 x gram.

Kecepatan dan durasi sentrifugasi biasanya bukan merupakan faktor terpenting dalam prosedur rutin untuk menangani sampel menggunakan penggunaan mikrosentrifugal benchtop. Secara umum, kecepatan dan waktu memadai untuk memastikan bahwa sel, kotoran, atau resin dipeletkan secara efektif. Tidak masalah apakah kecepatannya lebih besar atau durasinya lebih lama dari waktu yang dibutuhkan. Untuk alasan yang sama, sebagian besar protokol tidak menentukan gaya sentrifugal spesifik yang harus digunakan, melainkan pedoman keseluruhan, seperti "sentrifugasi dengan kecepatan tinggi selama satu menit".

Jenis Sentrifugasi

1. Mesin Sentrifugal Berkecepatan Rendah

• Sentrifugal berkecepatan rendah adalah sentrifugal paling umum yang biasa digunakan di laboratorium untuk melakukan pemilahan partikel secara teratur.
• Sentrifugal dioperasikan pada kecepatan maksimum 4000-5000 rpm.
• Mereka biasanya dioperasikan pada suhu sekitar karena tidak memiliki mekanisme kontrol untuk mengatur kecepatan atau suhu proses.
• Jenis rotor fixed angle dan swinging bucket digunakan dalam sentrifugal ini.
• Mereka kompak dan mudah digunakan sentrifugal, yang bagus untuk analisis sampel darah serta sampel biologis yang berbeda.
• Centrifuge yang beroperasi pada kecepatan rendah mengikuti prinsip yang sama yang digunakan di semua sentrifugal lainnya, namun aplikasinya terbatas pada pemindahan antara solusi yang lebih sederhana dan lebih efisien.

2. Sentrifugal Berkecepatan Tinggi

• High-speed centrifuge sesuai dengan namanya adalah jenis centrifuge yang dapat beroperasi pada kecepatan yang sedikit lebih tinggi.
• Kecepatan centrifuge dengan kecepatan tinggi dapat bervariasi antara 15,000 dan 30,000 rpm.
• Centrifuge berkecepatan tinggi biasanya digunakan di laboratorium yang lebih canggih untuk aplikasi biokimia dan membutuhkan kecepatan operasi yang cepat.
• Sentrifugal berkecepatan tinggi memiliki instrumen untuk mengontrol suhu dan kecepatan prosedur yang sangat penting untuk menganalisis molekul biologis yang sensitif.
• Sentrifugal berkecepatan tinggi dilengkapi dengan adaptor yang berbeda agar sesuai dengan tabung sampel dengan dimensi dan volume yang berbeda.
• Tiga jenis rotor dapat digunakan untuk membuat proses sentrifugasi sentrifugal ini.

3. Ultrasentrifugal

• Ultrasentrifugal berjalan dengan kecepatan sangat tinggi yang memungkinkan pemisahan molekul yang lebih kecil seperti protein, ribosom, dan bahkan virus.
• Ini adalah jenis centrifuge paling canggih yang memungkinkan untuk memisahkan molekul yang tidak dapat dipisahkan oleh sentrifugal lain.
• Sistem pendingin ditemukan di sentrifugal ini untuk membantu mengontrol panas yang dihasilkan oleh pemintalan.
• Mereka bisa mencapai 150,000 rpm.
• Ini dapat digunakan untuk membantu pekerjaan analitis dan persiapan.
• Ultrasentrifugal dapat digunakan untuk memisahkan molekul dalam batch besar, dan dalam aliran kontinu.
• Selain pemisahan, ultrasentrifugal juga dapat digunakan untuk analisis karakteristik makromolekul, termasuk bentuk, ukuran, dan densitas.

4. Mikrosentrifugal

• Mikrosentrifugal dapat digunakan untuk memisahkan volume kecil sampel yang berkisar dari 0.5 dan 2 ul.
• Mikrosentrifugal biasanya beroperasi pada sekitar 12,000-13,000 rpm.
• Ini digunakan untuk memisahkan organel molekuler dalam sel seperti DNA, inti dan inti serta untuk ekstraksi dengan fenol.
• Microcentrifuges juga disebut sebagai microfuge, menggunakan tabung reaksi yang lebih kecil dibandingkan dengan tabung reaksi tradisional yang digunakan dalam sentrifugal yang lebih besar.
• Mikrosentrifugal tertentu memiliki adaptor yang memungkinkan penggunaan tabung yang lebih besar dengan tabung yang lebih kecil.
• Mikrosentrifugal dengan kontrol suhu tersedia untuk pengoperasian sampel yang sensitif terhadap suhu.

5. Centrifuge di atas meja

• Sentrifugal Benchtop adalah sentrifugal kompak, yang banyak digunakan dalam penelitian dan laboratorium klinis.
• Ini didukung melalui motor listrik. tabung berputar di sekitar sumbu yang tidak ditentukan, yang menghasilkan gaya tegak lurus terhadap tabung.
• Karena kecil, mereka dapat berguna untuk laboratorium kecil yang memiliki ruang lebih kecil.
• Berbagai sentrifugal untuk penggunaan benchtop tersedia di pasaran untuk berbagai kegunaan.
• Centrifuge benchtop dilengkapi dengan rotor yang memiliki rak untuk tabung yang digunakan untuk menguji dan penutup yang menutupi unit yang digunakan untuk mengoperasikan centrifuge.

6. Sentrifugal aliran kontinu

• Sentrifugal aliran kontinu dapat digambarkan sebagai sentrifugal yang memungkinkan sentrifugasi sampel dalam jumlah besar, tanpa memengaruhi laju sedimentasi.
• Jenis sentrifugal ini memungkinkan pemisahan sejumlah besar sampel dengan gaya sentrifugal tinggi, sehingga menghilangkan tugas melelahkan untuk mengosongkan dan mengisi tabung setelah setiap siklus.
• Mereka memiliki panjang jalur yang lebih pendek yang membuatnya lebih mudah untuk mendapatkan bagian padat dari supernatan sehingga memungkinkan kecepatan operasi yang lebih cepat dapat dilakukan.
• Mereka juga memiliki kapasitas yang lebih besar, yang dapat mempercepat proses karena sampel tidak perlu dimuat dan dibongkar berulang kali, seperti pada sentrifugal konvensional.
• Satu liter sampel dapat dihilangkan menggunakan centrifuge ini dalam waktu 4 jam atau kurang.

7. Mesin sentrifuse gas

• Gas centrifuge dapat digambarkan sebagai perangkat yang dirancang khusus untuk pemisahan gas berdasarkan isotop.
• Mesin sentrifugal bekerja dengan prinsip gaya sentrifugal yang sama dengan sentrifugal lain yang memungkinkan untuk memisahkan molekul berdasarkan massanya.
• Centrifuge digunakan terutama untuk mengekstraksi dan memisahkan uranium-238 dan uranium-235.
• Centrifuge gas didasarkan pada rencana aliran konstan gas masuk dan keluar dari centrifuge tidak seperti sentrifugal lain yang bekerja dengan pemrosesan batch.
• Mereka ditempatkan dalam kaskade agar dapat dibagi menjadi dua bagian berdasarkan isotopnya. Mereka kemudian dipindahkan ke centrifuge berikutnya untuk melanjutkan pemrosesan.
• Sentrifugal gas menggantikan teknik difusi gas lainnya karena menghasilkan lebih banyak konsentrasi gas daripada metode sebelumnya.

8. Alat sentrifuse hematokrit

• Sentrifugal hematokrit adalah sentrifugal yang dirancang khusus yang digunakan untuk menentukan jumlah fraksi volume eritrosit (sel darah merah) dalam sampel darah tertentu.
• Centrifuge dapat memberikan tingkat hematokrit yang dapat digunakan untuk tes dalam biokimia, tes kekebalan tubuh serta tes darah, di antara tes lain dalam penggunaan klinis umum.
• Sentrifugal hematokrit dapat digunakan untuk menentukan penyebab perdarahan serta polisitemia (peningkatan jumlah eritrosit ke tingkat yang lebih tinggi dari normal), anemia, disfungsi sumsum tulang, leukemia, dan mieloma.
• Centrifuge mikrohematokrit mampu mencapai kecepatan sekitar 11,000 rpm, dan RCF hingga 15,000 g untuk tabung spin dengan sampel.
• Bagian centrifuge hematokrit untuk hematokrit mirip dengan centrifuge benchtop, namun centrifuge khusus ini dirancang khusus untuk bekerja dengan sampel darah.

9. Sentrifugal berpendingin

• Sentrifugal yang didinginkan yang dilengkapi dengan kontrol suhu mulai dari -20degC hingga 30degC.
• Jenis centrifuge yang berbeda tersedia dengan kontrol suhu yang sangat penting untuk berbagai proses yang memerlukan suhu lebih rendah.
• Sentrifugal berpendingin dilengkapi dengan instrumen untuk mengontrol suhu serta rak dan rotor untuk tabung reaksi.
• Sentrifugal ini menawarkan RCF yang dapat mencapai 60,000 xg yang sempurna untuk pemisahan molekul biologis yang berbeda.
• Mereka biasanya digunakan untuk mengumpulkan zat-zat yang dipisahkan dengan cepat, seperti ragi sel, kloroplas dan eritrosit.
• Ruang centrifuge yang didinginkan ditutup oleh penghalang untuk memastikannya cocok untuk operasi.

10. Centrifuge / Konsentrator vakum

• Vacuum centrifuge memanfaatkan gaya sentrifugal dan panas vakum untuk mempercepat penguapan sampel di lab.
• Sentrifugal ini dapat digunakan untuk memproses sampel dalam jumlah besar (hingga 148 sampel sekaligus).
• Jenis centrifuge ini dapat digunakan di laboratorium biologi dan kimia untuk memfasilitasi ekstraksi pelarut yang efisien dari sampel, sehingga konsentrasi sampel.
• Ini sering digunakan di laboratorium throughput tinggi untuk sampel yang mungkin mengandung banyak pelarut.
• Rotary evaporator dapat digunakan untuk menghilangkan pelarut yang tidak diperlukan dan mengurangi bumping pada pelarut.
• Centrifuge berfungsi dengan menurunkan tekanan chamber dan juga menurunkan suhu sampel.
• Pelarut akan menguap, menyebabkan partikel dan menyebabkannya terpisah.

Jenis Sentrifugasi

1. Sentrifugasi Analitis

• Sentrifugasi analitik adalah teknik pemisahan yang kuat yang memungkinkan analisis dan karakterisasi partikel dalam sampel berdasarkan kerapatannya dan gaya sentrifugal yang mereka hadapi. Salah satu metode yang umum digunakan untuk sentrifugasi analitik adalah ultrasentrifugasi analitik (AUC). AUC adalah pendekatan serbaguna dan kuat yang dirancang khusus untuk analisis kuantitatif makromolekul dalam larutan.
• Dalam AUC, sampel yang mengandung makromolekul seperti protein, asam nukleat, atau kompleks dimasukkan ke dalam rotor khusus, yang kemudian ditempatkan di dalam ultrasentrifus. Rotor mengalami rotasi kecepatan tinggi, menghasilkan medan sentrifugal yang kuat. Saat rotor berputar, gaya sentrifugal yang bekerja pada sampel menyebabkan partikel mengendap, bergerak menuju bagian bawah sel sentrifugal.
• Tingkat di mana partikel sedimen dipengaruhi oleh ukuran, bentuk, dan kepadatan. Partikel yang lebih berat mengendap lebih cepat, sedangkan partikel yang lebih ringan mengendap lebih lambat. Dengan memantau proses sedimentasi dari waktu ke waktu, informasi berharga tentang sifat dan perilaku partikel dapat diperoleh.
• Teknik utama yang digunakan dalam AUC adalah analisis kecepatan sedimentasi. Ini melibatkan pemantauan terus menerus posisi batas partikel atau meniskus saat mengendap di sel sentrifus. Pergerakan batas memberikan data yang dapat digunakan untuk menghitung koefisien sedimentasi partikel. Koefisien sedimentasi terkait dengan ukuran dan bentuk partikel, memungkinkan penentuan berat molekul, bentuk, dan bahkan keberadaan beberapa komponen dalam campuran yang kompleks.
• Pendekatan lain dalam AUC adalah analisis kesetimbangan sedimentasi. Dalam metode ini, kesetimbangan tercapai antara sedimentasi dan difusi partikel, menghasilkan gradien konsentrasi yang stabil. Dengan mengukur konsentrasi partikel melintasi gradien, informasi tentang berat molekul, konstanta asosiasi atau disosiasi, dan interaksi molekuler dapat ditentukan.
• Sentrifugasi analitik, khususnya AUC, menawarkan beberapa keunggulan dalam bidang analisis molekuler. Ini memberikan informasi kuantitatif tentang ukuran, bentuk, dan berat molekul makromolekul dalam keadaan aslinya, tanpa perlu pelabelan atau modifikasi. Ini juga dapat digunakan untuk mempelajari interaksi protein-protein, interaksi protein-asam nukleat, dan interaksi molekuler lainnya. Selain itu, AUC sangat serbaguna, mengakomodasi berbagai jenis sampel dan memungkinkan analisis campuran kompleks.
• Secara keseluruhan, sentrifugasi analitik, terutama AUC, adalah teknik yang berharga untuk mempelajari makromolekul, memberikan wawasan penting ke dalam struktur, perilaku, dan interaksinya dalam larutan. Ini memiliki aplikasi yang signifikan dalam biokimia, biofisika, penelitian farmasi, dan bidang ilmiah lainnya di mana pemahaman komprehensif tentang sifat makromolekul sangat penting.

Prinsip Sentrifugasi Analitik

• Prinsip sentrifugasi analitik berakar pada sedimentasi diferensial partikel berdasarkan kerapatan dan ukurannya di bawah pengaruh gaya sentrifugal. Terlihat bahwa partikel dengan densitas lebih tinggi mengendap atau mengendap lebih cepat, sedangkan molekul yang lebih besar mengalami pergerakan yang lebih besar di medan sentrifugal dibandingkan molekul yang lebih kecil.
• Ultrasentrifugasi analitik adalah teknik yang biasa digunakan untuk menentukan massa molekul relatif makromolekul, dan dapat dilakukan melalui dua pendekatan utama: kecepatan sedimentasi dan kesetimbangan sedimentasi.
• Dalam analisis kecepatan sedimentasi, proses sedimentasi dipantau secara real-time. Pergerakan batas konsentrasi atau meniskus yang dibentuk oleh partikel dalam sel centrifuge dilacak. Laju sedimentasi memberikan data berharga untuk menghitung koefisien sedimentasi, yang merupakan ukuran sifat hidrodinamik makromolekul. Koefisien sedimentasi dapat digunakan untuk menentukan massa molekul relatif makromolekul dan juga dapat menunjukkan perubahan ukuran dan bentuk pada kondisi percobaan yang berbeda.
• Analisis kesetimbangan sedimentasi, di sisi lain, berfokus pada pencapaian keseimbangan antara sedimentasi dan difusi partikel. Kesetimbangan ini ditandai dengan gradien konsentrasi yang stabil. Dengan mengukur distribusi konsentrasi melintasi gradien, informasi tentang berat molekul makromolekul, konstanta asosiasi atau disosiasi, dan interaksi molekuler dapat diperoleh.
• Untuk memfasilitasi pengamatan yang tepat dan selektif dari proses sedimentasi secara real-time, ultrasentrifugal analitik menggunakan tiga sistem optik: absorbansi, interferensi, dan fluoresensi. Sistem optik ini memungkinkan pemantauan batas sedimentasi atau meniskus dan memberikan informasi rinci tentang sampel yang sedang dianalisis.
• Singkatnya, prinsip sentrifugasi analitik didasarkan pada pengendapan diferensial partikel menurut kerapatan dan ukurannya. Teknik ultrasentrifugasi analitik, seperti kecepatan sedimentasi dan kesetimbangan sedimentasi, memanfaatkan prinsip ini untuk menentukan massa molekul relatif dan sifat hidrodinamik makromolekul. Koefisien sedimentasi yang diperoleh dari analisis ini berguna untuk mengkarakterisasi ukuran, bentuk, dan perubahan makromolekul dalam berbagai kondisi percobaan. Sistem optik dalam ultrasentrifugal analitik memungkinkan pengamatan yang tepat dan selektif dari proses sedimentasi, membantu dalam analisis sampel secara real-time.

Tangga Sentrifugasi Analitik

Sentrifugasi analitik melibatkan beberapa langkah untuk menganalisis sifat-sifat biomolekul. Berikut adalah langkah-langkah kunci yang terlibat dalam proses:

1. Persiapan Sampel: Ukuran sampel kecil, biasanya berkisar antara 20-120 mm³, dikumpulkan dan disiapkan untuk analisis. Sampel ini mengandung biomolekul yang menarik dan ditempatkan dalam sel atau tabung analitik khusus.
2. Memuat Sel Analitis: Sampel yang disiapkan dimasukkan ke dalam sel analitik, yang dirancang untuk menahan kecepatan dan gaya tinggi yang dihasilkan selama sentrifugasi. Sel-sel ini kemudian ditempatkan dengan hati-hati di dalam rotor ultrasentrifus.
3. Sentrifugasi: Ultrasentrifugal dioperasikan untuk menghasilkan gaya sentrifugal yang menyebabkan biomolekul dalam sampel bermigrasi melalui pelarut. Migrasi ini terjadi secara radial keluar dari pusat rotasi. Sentrifugasi dilakukan pada kecepatan tinggi, biasanya dalam kisaran puluhan ribu hingga ratusan ribu putaran per menit (rpm).
4. Pengamatan Optik: Selama sentrifugasi, posisi biomolekul relatif terhadap pusat rotasi ditentukan menggunakan sistem optik, seperti sistem optik Schlieren. Sistem optik Schlieren memungkinkan visualisasi dan pengukuran gradien konsentrasi dan pergerakan zat terlarut dalam sampel.
5. Pengumpulan data: Saat biomolekul bermigrasi secara radial, jaraknya dari pusat rotasi dicatat atau dipantau menggunakan sistem optik. Data yang diperoleh meliputi konsentrasi zat terlarut dan kuadrat jarak radial dari pusat.
6. Analisis dan Penentuan: Berdasarkan data yang dikumpulkan, sebuah grafik dibuat, memplot konsentrasi zat terlarut terhadap kuadrat jarak radial dari pusat rotasi. Grafik ini, dikenal sebagai profil gradien konsentrasi, memberikan informasi berharga tentang massa molekul dan distribusi biomolekul dalam sampel.
7. Penentuan Massa Molekul: Dengan menganalisis profil gradien konsentrasi, massa molekul biomolekul dapat ditentukan. Ini dicapai dengan membandingkan data eksperimen dengan model teoritis atau standar referensi. Hubungan antara konsentrasi zat terlarut dan kuadrat jarak radial membantu dalam menghitung massa molekul biomolekul.

Langkah-langkah ini memungkinkan analisis biomolekul menggunakan sentrifugasi analitik. Dengan mengamati migrasi dan distribusi biomolekul di bawah pengaruh gaya sentrifugal, informasi berharga tentang massa molekul dan sifat lainnya dapat diperoleh. Teknik ini banyak digunakan dalam berbagai bidang penelitian, termasuk biokimia, biofisika, dan ilmu farmasi, untuk mempelajari makromolekul dan interaksinya.

Penggunaan Sentrifugasi Analitik

Sentrifugasi analitik adalah teknik serbaguna yang menemukan berbagai kegunaan dalam penelitian dan analisis ilmiah. Berikut adalah beberapa aplikasi utama sentrifugasi analitik:

1. Penentuan kemurnian: Sentrifugasi analitik dapat digunakan untuk menilai kemurnian makromolekul. Dengan menganalisis perilaku sedimentasi suatu sampel, dimungkinkan untuk mengidentifikasi dan mengukur pengotor atau kontaminan yang ada dalam preparat makromolekul. Informasi ini sangat penting untuk mengevaluasi kualitas dan integritas sampel.
2. Pemeriksaan Perubahan Massa Molekul: Sentrifugasi analitik memungkinkan pemeriksaan perubahan massa molekul kompleks supramolekul. Kompleks supramolekul terbentuk ketika banyak molekul berinteraksi untuk menciptakan struktur tingkat tinggi. Melalui sentrifugasi, peneliti dapat memantau perilaku sedimentasi kompleks ini dan menentukan apakah ada perubahan yang terjadi pada massa molekulnya dalam kondisi yang berbeda atau sebagai respons terhadap rangsangan tertentu.
3. Penentuan Massa Molekul Relatif: Salah satu aplikasi utama sentrifugasi analitik adalah penentuan massa molekul relatif zat terlarut dalam keadaan asalnya. Dengan memantau perilaku sedimentasi makromolekul dalam larutan, massa molekul relatif dapat dihitung berdasarkan koefisien sedimentasi. Informasi ini memberikan wawasan tentang ukuran, bentuk, dan komposisi makromolekul, membantu peneliti memahami hubungan struktur-fungsinya.
4. Karakterisasi Interaksi Makromolekul: Sentrifugasi analitik memungkinkan studi interaksi makromolekul. Dengan menganalisis perilaku sedimentasi sampel yang mengandung molekul yang berinteraksi, peneliti dapat memperoleh wawasan tentang stoikiometri, afinitas, dan kinetika dari interaksi ini. Informasi ini sangat penting untuk memahami mekanisme pengenalan molekul, pembentukan kompleks, dan asosiasi fungsional.
5. Penilaian Perubahan Konformasi Protein: Sentrifugasi analitik juga dapat digunakan untuk memeriksa perubahan konformasi pada protein. Dengan memberikan protein pada kondisi percobaan yang berbeda, seperti perubahan suhu, pH, atau pengikatan ligan, perilaku sedimentasi protein dapat dipantau. Pengamatan ini memberikan informasi berharga tentang transisi konformasi dan perubahan struktural pada protein molekul.

Contoh Sentrifugasi Analitik

Sentrifugasi analitik adalah teknik yang menggunakan sentrifus untuk mengukur ukuran, bentuk, dan kerapatan partikel dalam sampel. Beberapa contoh teknik sentrifugasi analitik adalah:

1. Sentrifugasi kecepatan sedimentasi: Teknik ini menggunakan centrifuge untuk mengukur ukuran dan bentuk partikel berdasarkan laju sedimentasinya. Sampel ditempatkan dalam tabung atau rotor dan diputar dengan kecepatan tinggi, menyebabkan partikel mengendap melalui cairan. Tingkat sedimentasi diukur menggunakan detektor, seperti laser atau interferometer, dan data digunakan untuk menghitung ukuran dan bentuk partikel.
2. Sentrifugasi kesetimbangan sedimentasi: Teknik ini menggunakan centrifuge untuk mengukur ukuran, bentuk, dan densitas partikel berdasarkan kesetimbangan sedimentasinya. Sampel ditempatkan dalam tabung atau rotor dan diputar dengan kecepatan tinggi, menyebabkan partikel mengendap melalui cairan hingga mencapai keadaan setimbang. Konsentrasi partikel diukur menggunakan detektor, seperti spektrofotometer UV, dan data digunakan untuk menghitung ukuran, bentuk, dan kerapatan partikel.
3. Ultrasentrifugasi analitik: Teknik ini menggunakan ultrasentrifus untuk mengukur ukuran, bentuk, dan kerapatan partikel yang sangat kecil, seperti protein atau asam nukleat. Sampel ditempatkan dalam tabung atau rotor dan diputar dengan kecepatan tinggi, menyebabkan partikel mengendap melalui cairan. Tingkat sedimentasi diukur menggunakan detektor, seperti laser atau interferometer, dan data digunakan untuk menghitung ukuran, bentuk, dan kerapatan partikel.
4. Hamburan cahaya dinamis: Teknik ini menggunakan laser untuk mengukur ukuran dan bentuk partikel berdasarkan hamburan cahayanya. Sampel ditempatkan dalam kuvet dan disinari dengan laser, dan cahaya yang tersebar dideteksi dan digunakan untuk menghitung ukuran dan bentuk partikel.
5. Hamburan cahaya elektroforesis: Teknik ini menggunakan laser untuk mengukur ukuran dan bentuk partikel berdasarkan mobilitas elektroforesisnya. Sampel ditempatkan dalam kuvet dan disinari dengan laser, dan cahaya yang tersebar dideteksi dan digunakan untuk menghitung ukuran dan bentuk partikel.

Keuntungan Sentrifugasi Analitik

1. Resolusi tinggi: Sentrifugasi analitik memungkinkan pengukuran ukuran, bentuk, dan kerapatan partikel dengan tingkat resolusi yang tinggi.
2. Multifungsi: Sentrifugasi analitik dapat digunakan untuk mengukur berbagai partikel, termasuk protein, asam nukleat, sel, dan organel.
3. Non-invasif: Banyak teknik sentrifugasi analitik bersifat non-invasif, artinya tidak mengubah atau merusak sampel selama proses pengukuran.
4. Sensitivitas tinggi: Teknik sentrifugasi analitik sangat sensitif dan dapat mendeteksi sampel dalam jumlah kecil sekalipun.

Kekurangan Sentrifugasi Analitik

1. Kompleksitas: Teknik sentrifugasi analitik bisa rumit dan membutuhkan peralatan dan keahlian khusus.
2. Terbatas untuk mengukur partikel berdasarkan ukuran, bentuk, dan densitas: Sentrifugasi analitik terbatas untuk mengukur partikel berdasarkan ukuran, bentuk, dan densitasnya, dan mungkin tidak cocok untuk mengukur sifat fisik lainnya.
3. Memakan waktu: Teknik sentrifugasi analitik dapat memakan waktu, terutama jika beberapa pengukuran diperlukan.
4. Biaya: Teknik sentrifugasi analitik memerlukan peralatan dan bahan habis pakai khusus, yang bisa jadi mahal.

2. Sentrifugasi gradien kepadatan

• Sentrifugasi gradien densitas adalah teknik ampuh yang digunakan untuk pemisahan dan pemurnian molekul berdasarkan densitasnya. Ini memanfaatkan prinsip bahwa molekul akan bermigrasi melalui gradien densitas ketika mengalami gaya sentrifugal, dengan laju migrasi ditentukan oleh densitasnya.
• Proses sentrifugasi gradien densitas melibatkan pembuatan gradien densitas di dalam tabung sentrifus. Gradien ini dicapai dengan melapisi larutan dengan kepadatan berbeda, biasanya dalam bentuk gradien sukrosa atau cesium klorida. Sampel yang mengandung molekul yang akan dipisahkan secara hati-hati dilapisi di atas gradien densitas.
• Ketika tabung ditempatkan di centrifuge dan diputar dengan kecepatan tinggi, molekul dalam sampel mengalami gaya sentrifugal yang mendorongnya melewati gradien densitas. Saat molekul bermigrasi, mereka menghadapi daerah gradien dengan kepadatan yang meningkat atau menurun, tergantung pada kepadatannya sendiri. Akibatnya, molekul dengan kepadatan berbeda akan mencapai posisi berbeda di dalam tabung dan membentuk pita atau zona yang berbeda.
• Pemisahan didasarkan pada prinsip bahwa molekul dengan kerapatan lebih tinggi akan mengendap atau bergerak menuju dasar tabung lebih cepat daripada molekul dengan kerapatan lebih rendah. Akibatnya, molekul dengan kepadatan berbeda pada akhirnya akan membentuk pita atau lapisan terpisah di sepanjang gradien.
• Setelah sentrifugasi, tabung dengan hati-hati dikeluarkan dari sentrifus, dan pita atau lapisan yang berbeda divisualisasikan dan dikumpulkan. Setiap pita mewakili populasi molekul tertentu dengan kerapatan yang sama. Teknik ini memungkinkan untuk pemurnian dan isolasi molekul dengan karakteristik kerapatan tertentu.
• Sentrifugasi gradien densitas memiliki berbagai aplikasi di berbagai bidang penelitian. Ini dapat digunakan untuk memisahkan dan memurnikan biomolekul yang berbeda, seperti protein, asam nukleat, lipid, dan organel subselular, berdasarkan kepadatannya. Ini juga digunakan untuk pemurnian dan isolasi virus, karena virus seringkali memiliki kepadatan berbeda yang dapat dimanfaatkan untuk pemisahan.
• Selanjutnya, sentrifugasi gradien kerapatan digunakan dalam studi biologi molekuler, biokimia, dan biofisika untuk menyelidiki struktur dan komposisi kompleks makromolekul. Dengan menganalisis distribusi molekul di sepanjang gradien densitas, peneliti dapat memperoleh wawasan tentang komposisi, interaksi, dan karakteristik molekulnya.
• Singkatnya, sentrifugasi gradien densitas adalah teknik yang mengeksploitasi perbedaan densitas molekul untuk mencapai pemisahannya. Dengan menciptakan gradien densitas dan mengarahkan sampel ke gaya sentrifugal, molekul bermigrasi melalui gradien dan membentuk pita atau lapisan berbeda berdasarkan densitasnya. Teknik ini banyak digunakan untuk pemurnian, isolasi, dan karakterisasi biomolekul, serta dalam studi kompleks molekuler dan partikel virus.

Prinsip sentrifugasi gradien Kepadatan

Prinsip sentrifugasi gradien kerapatan didasarkan pada perilaku molekul di bawah pengaruh gaya sentrifugal dan interaksinya dengan medium gradien kerapatan. Aspek kunci dari prinsip ini adalah sebagai berikut:

1. Sedimentasi di bawah Gaya Sentrifugal: Ketika sampel yang mengandung molekul dikenai gaya sentrifugal dalam sentrifugal, molekul mengalami gaya sedimentasi yang menyebabkannya bergerak melalui larutan sampel. Sedimentasi ini terjadi ketika molekul berusaha mencapai daerah dengan kerapatan yang sesuai dengan miliknya.
2. Media Gradien Kepadatan: Untuk memfasilitasi pemisahan berdasarkan kerapatan, media gradien kerapatan digunakan. Media ini dapat memiliki kerapatan yang menurun atau meningkat di sepanjang panjangnya. Biasanya, larutan sukrosa atau cesium klorida digunakan untuk membuat gradien densitas. Gradien dibentuk dengan melapisi solusi dengan kepadatan berbeda, dan sampel ditempatkan di atas gradien.
3. Migrasi melalui Gradien Densitas: Saat sampel dikenai gaya sentrifugal, molekul di dalamnya mulai bermigrasi melalui gradien densitas. Tingkat migrasi ditentukan oleh kerapatan molekul relatif terhadap kerapatan gradien di setiap titik.
4. Pemisahan berdasarkan Densitas: Molekul dengan densitas lebih tinggi dari media sekitarnya secara bertahap akan mengendap di bagian bawah tabung atau wadah saat mereka bergerak melalui gradien densitas. Saat mereka mencapai titik di mana kerapatannya sesuai dengan medium sekitarnya, mereka menjadi tersuspensi atau terdistribusi secara merata pada posisi itu. Molekul dengan kerapatan lebih rendah akan tetap tersuspensi pada tingkat yang lebih tinggi dalam gradien kerapatan.
5. Pembentukan dan Pemulihan Lapisan: Proses pemisahan menghasilkan pembentukan lapisan atau pita yang berbeda di sepanjang gradien kerapatan. Setiap lapisan mengandung molekul dengan kepadatan yang sama. Lapisan-lapisan ini dapat dipulihkan dengan hati-hati dengan berbagai metode seperti pengumpulan fraksi atau teknik fraksinasi gradien.

Sentrifugasi gradien densitas memungkinkan pemisahan dan pemurnian molekul berdasarkan densitasnya. Dengan mengeksploitasi prinsip bahwa molekul akan menetap di daerah dengan kerapatan yang cocok, molekul yang berbeda dapat dipisahkan menjadi lapisan atau pita yang berbeda dalam gradien kerapatan. Teknik ini banyak digunakan di berbagai bidang, termasuk biokimia, biologi molekuler, dan biologi sel, untuk isolasi biomolekul, pemurnian komponen subselular, dan karakterisasi kompleks makromolekul.

Langkah-langkah sentrifugasi gradien Kepadatan

Sentrifugasi gradien densitas melibatkan beberapa langkah untuk memisahkan partikel berdasarkan densitasnya. Berikut adalah langkah-langkah kunci yang terlibat dalam sentrifugasi gradien kepadatan:

1. Persiapan Gradien Densitas: Gradien densitas dibuat dengan melapisi media dengan berbagai konsentrasi zat terlarut dalam tabung sentrifus. Larutan dengan konsentrasi lebih rendah dilapisi dengan lembut di atas larutan dengan konsentrasi lebih tinggi untuk membentuk gradien. Media gradien densitas umum termasuk larutan sukrosa atau cesium klorida.
2. Aplikasi Sampel: Sampel yang mengandung partikel yang akan dipisahkan diterapkan dengan hati-hati di atas gradien kerapatan. Ini dapat dilakukan dengan menggunakan pipet atau metode lain yang sesuai untuk memastikan sampel berlapis tanpa mengganggu gradien.
3. Ultrasentrifugasi: Tabung yang berisi gradien densitas dan sampel ditempatkan dalam ultrasentrifugal. Centrifuge dioperasikan pada kecepatan tinggi untuk menghasilkan gaya sentrifugal yang kuat. Gaya ini menyebabkan partikel dalam sampel bermigrasi melalui gradien densitas.
4. Migrasi Partikel: Saat centrifuge berputar, partikel dalam sampel mulai bermigrasi melalui gradien densitas. Tingkat migrasi ditentukan oleh kepadatan relatif partikel dibandingkan dengan media sekitarnya. Partikel yang lebih berat akan mengendap di bagian bawah tabung, sedangkan partikel yang lebih ringan akan tetap tersuspensi pada tingkat yang lebih tinggi di dalam gradien.
5. Ekuilibrium dan Fraksinasi: Seiring waktu, partikel mencapai titik dalam gradien kerapatan di mana kerapatannya cocok dengan medium di sekitarnya. Pada titik ini, mereka menjadi merata atau tersuspensi dalam gradien. Keadaan kesetimbangan ini memungkinkan pemisahan partikel berdasarkan kerapatannya.
6. Pengumpulan Fraksi: Setelah kesetimbangan tercapai, sentrifus dihentikan, dan tabung dilepas dengan hati-hati. Tabung kemudian difraksinasi dengan mengumpulkan fraksi dari berbagai tingkat gradien kerapatan. Setiap fraksi mengandung partikel dengan kerapatan tertentu.
7. Isolasi Partikel: Fraksi yang dikumpulkan diproses lebih lanjut untuk mengisolasi partikel yang diinginkan. Bergantung pada sifat partikel dan persyaratan percobaan, berbagai teknik seperti sentrifugasi, filtrasi, atau kromatografi dapat digunakan untuk mengisolasi partikel sebagai unit individu.

Dengan mengikuti langkah-langkah ini, sentrifugasi gradien densitas memungkinkan pemisahan dan isolasi partikel berdasarkan densitasnya. Teknik ini banyak digunakan di berbagai bidang, termasuk biokimia, biologi sel, dan biologi molekuler, untuk pemurnian biomolekul, pemisahan komponen subselular, dan isolasi partikel spesifik dari campuran kompleks.

Penggunaan sentrifugasi gradien Kepadatan

Sentrifugasi gradien densitas adalah teknik serbaguna dengan berbagai aplikasi di berbagai bidang penelitian. Berikut adalah beberapa kegunaan utama sentrifugasi gradien kepadatan:

1. Pemurnian Biomolekul: Sentrifugasi gradien kepadatan biasanya digunakan untuk pemurnian biomolekul, seperti protein, asam nukleat, dan organel subselular. Dengan mengeksploitasi perbedaan densitas, teknik ini memungkinkan pemisahan biomolekul ini dari pengotor atau kontaminan. Ini sangat berguna untuk memurnikan biomolekul dalam volume besar secara efisien dan efektif.
2. Pemurnian dan Studi Virus: Sentrifugasi gradien kepadatan banyak digunakan dalam virologi untuk pemurnian berbagai jenis virus. Virus seringkali memiliki kepadatan tertentu, dan dengan menggunakan sentrifugasi gradien kepadatan, peneliti dapat memisahkan dan mengisolasi virus dari komponen lain dalam sampel. Langkah pemurnian ini sangat penting untuk studi lebih lanjut tentang struktur, komposisi, dan fungsi virus.
3. Pemisahan Partikel: Sentrifugasi gradien kepadatan berfungsi sebagai teknik pemisahan yang kuat untuk partikel dengan kepadatan berbeda. Ini memungkinkan pemisahan partikel berdasarkan perbedaan densitasnya, memungkinkan isolasi partikel tertentu dari campuran kompleks. Ini dapat diterapkan untuk memisahkan berbagai jenis partikel, seperti komponen seluler, organel subseluler, dan makromolekul biologis.
4. Penentuan Kepadatan Partikel: Selain kemampuan pemisahannya, sentrifugasi gradien kerapatan juga dapat digunakan untuk menentukan kerapatan partikel. Dengan membuat gradien densitas dan menganalisis posisi di mana partikel menyeimbangkan dalam gradien, densitasnya dapat diperkirakan. Informasi ini berharga untuk mengkarakterisasi partikel, menilai komposisinya, dan memahami perilakunya di lingkungan yang berbeda.
5. Studi Interaksi Partikel: Sentrifugasi gradien densitas dapat digunakan untuk menyelidiki interaksi partikel. Dengan menundukkan partikel ke sentrifugasi gradien densitas dalam kondisi yang berbeda atau dengan adanya ligan atau substrat tertentu, peneliti dapat mengamati perubahan dalam distribusinya di sepanjang gradien. Ini memberikan wawasan tentang sifat interaksi partikel, termasuk pengenalan molekuler, pembentukan kompleks, dan afinitas pengikatan.

Contoh sentrifugasi gradien kepadatan

Sentrifugasi gradien kepadatan telah digunakan dalam beberapa percobaan dan aplikasi penting. Berikut beberapa contohnya:

1. Eksperimen Meselson-Stahl pada Replikasi DNA: Sentrifugasi gradien kepadatan memainkan peran penting dalam eksperimen tengara Meselson-Stahl, yang memberikan bukti sifat replikasi DNA semi-konservatif. Dalam percobaan ini, isotop nitrogen yang berbeda digunakan untuk melabeli DNA. Dengan melakukan sentrifugasi gradien densitas pada sampel DNA, dimungkinkan untuk memisahkan molekul DNA berdasarkan densitasnya. Eksperimen menunjukkan bahwa setelah satu putaran replikasi DNA di hadapan nitrogen berat (15N), molekul DNA membentuk pita hibrid dengan kepadatan menengah. Hasil ini mendukung model semikonservatif, dimana setiap untai DNA yang baru disintesis mengandung satu untai asli dan satu untai baru yang disintesis.
2. Isolasi Fraksi Mikrosomal dan Vesikel Membran: Sentrifugasi gradien kepadatan banyak digunakan dalam biologi sel untuk mengisolasi komponen seluler dan organel tertentu. Salah satu contohnya adalah isolasi fraksi mikrosomal dari otot homogenat. Mikrosom adalah vesikel kecil yang berasal dari retikulum endoplasma (ER) dan mengandung protein terikat membran dan komponen ER lainnya. Dengan melakukan sentrifugasi gradien kepadatan pada homogenat otot, mikrosom dapat dipisahkan berdasarkan kepadatannya. Selanjutnya, vesikel membran dalam fraksi mikrosomal dapat dipisahkan lebih lanjut berdasarkan kepadatannya yang berbeda, memungkinkan isolasi komponen membran spesifik untuk analisis dan studi lebih lanjut.

Contoh-contoh ini menunjukkan bagaimana sentrifugasi gradien kerapatan telah diterapkan dalam percobaan yang signifikan dan aplikasi praktis. Dengan memanfaatkan prinsip pemisahan partikel berdasarkan kerapatan, teknik ini telah berkontribusi untuk memajukan pemahaman kita tentang replikasi DNA dan memfasilitasi isolasi dan studi komponen seluler dan vesikel membran tertentu.

Keuntungan Sentrifugasi gradien densitas

1. Resolusi tinggi: Sentrifugasi gradien densitas memungkinkan pemisahan molekul dengan tingkat resolusi tinggi, membuatnya berguna untuk pemurnian molekul atau organel tertentu.
2. Efisiensi tinggi: Sentrifugasi gradien densitas sangat efisien dalam memisahkan molekul berdasarkan ukuran, bentuk, dan densitasnya, memungkinkan pemisahan sampel dalam jumlah besar dalam waktu singkat.
3. Lembut pada sampel: Sentrifugasi gradien kepadatan relatif lembut pada sampel, karena tidak bergantung pada kekuatan fisik seperti filtrasi atau sedimentasi.
4. fleksibilitas: Sentrifugasi gradien densitas dapat digunakan untuk memisahkan berbagai molekul, termasuk protein, asam nukleat, sel, dan organel.

Kekurangan Densitas gradien sentrifugasi

1. Kompleksitas: Sentrifugasi gradien kepadatan memerlukan persiapan gradien, yang dapat memakan waktu dan membutuhkan peralatan dan keahlian khusus.
2. Terbatas untuk memisahkan molekul berdasarkan densitas: Sentrifugasi gradien kerapatan terbatas untuk memisahkan molekul berdasarkan kerapatan, ukuran, dan bentuknya, dan mungkin tidak cocok untuk memisahkan molekul berdasarkan sifat fisik lainnya.
3. Terbatas untuk memisahkan molekul dengan kisaran ukuran yang sempit: Sentrifugasi gradien kerapatan paling efektif untuk memisahkan molekul dengan rentang ukuran yang sempit, dan mungkin tidak cocok untuk memisahkan molekul dengan rentang ukuran yang lebar.
4. Biaya: Sentrifugasi gradien kepadatan memerlukan peralatan dan bahan habis pakai khusus, yang bisa mahal.

3. Sentrifugasi diferensial

Sentrifugasi diferensial adalah teknik yang umum digunakan dalam biologi sel dan biokimia untuk memisahkan komponen seluler berdasarkan ukuran, bentuk, dan kepadatannya. Prinsip di balik sentrifugasi diferensial melibatkan pemberian sampel ke serangkaian gaya sentrifugal yang meningkat, memungkinkan komponen yang berbeda untuk mengendap pada laju yang berbeda.

Prinsip sentrifugasi Diferensial

Sentrifugasi diferensial beroperasi berdasarkan prinsip perbedaan laju sedimentasi, ukuran, dan densitas partikel biologis. Berikut adalah prinsip-prinsip kunci yang terlibat dalam proses:

1. Laju Sedimentasi: Sentrifugasi diferensial memanfaatkan fakta bahwa partikel dengan ukuran dan kepadatan berbeda mengendap pada laju berbeda di bawah pengaruh gaya sentrifugal. Partikel yang lebih besar dan lebih padat cenderung lebih cepat mengendap, sedangkan partikel yang lebih kecil dan lebih ringan membutuhkan waktu lebih lama untuk mengendap.
2. Gaya Sentrifugal: Dengan menerapkan gaya sentrifugal yang meningkat selama proses sentrifugasi, partikel mengalami gaya sedimentasi yang lebih besar. Gaya sentrifugal menyebabkan partikel bergerak keluar dari pusat rotasi, dan laju pengendapan bergantung pada gaya yang diterapkan.
3. Langkah Sedimentasi: Dalam sentrifugasi diferensial, serangkaian langkah sentrifugasi digunakan, dengan setiap langkah melibatkan gaya dan durasi sentrifugal yang berbeda. Awalnya, pada gaya yang lebih rendah, partikel yang lebih besar dan lebih padat mengendap, membentuk pelet di bagian bawah tabung sentrifus. Saat gaya sentrifugal meningkat, partikel yang lebih kecil dengan laju sedimentasi yang lebih lambat mengendap secara progresif.
4. Perbedaan Ukuran dan Kepadatan: Perilaku pengendapan partikel dalam sentrifugasi diferensial bergantung pada ukuran dan kepadatannya relatif terhadap media di sekitarnya. Partikel yang lebih besar dan lebih padat mengendap lebih cepat dan dengan gaya sentrifugal yang lebih rendah, sementara partikel yang lebih kecil dan kurang padat membutuhkan waktu lebih lama dan membutuhkan gaya yang lebih tinggi untuk mengendap.
5. Formasi Pelet: Laju sedimentasi yang berbeda menyebabkan pembentukan pelet yang berbeda atau fraksi yang terendapkan di bagian bawah tabung sentrifus. Pelet biasanya mengandung partikel terbesar dan terpadat, sedangkan struktur berukuran lebih kecil dan partikel yang lebih ringan tetap berada di supernatan.
6. Partikel Mengambang: Dalam beberapa kasus, partikel yang kurang padat dari media sekitarnya dapat mengapung alih-alih mengendap di dasar. Hal ini dapat terjadi bila gaya apung yang bekerja pada partikel lebih besar dari gaya sedimentasi. Partikel mengambang ini dapat dikumpulkan dari lapisan atas tabung centrifuge.

Dengan memanfaatkan tingkat sedimentasi diferensial berdasarkan ukuran dan kepadatan, sentrifugasi diferensial memungkinkan pemisahan dan fraksinasi partikel biologis menjadi fraksi yang berbeda. Teknik ini telah digunakan secara luas untuk mengisolasi dan mempelajari komponen tertentu, seperti organel, struktur subselular, dan berbagai partikel seluler, berkontribusi pada pemahaman kita tentang biologi sel dan memungkinkan analisis dan karakterisasi lebih lanjut dari komponen ini.

Langkah-langkah sentrifugasi Diferensial

Sentrifugasi diferensial melibatkan serangkaian langkah untuk memisahkan partikel berdasarkan perbedaan ukuran dan kepadatannya. Berikut adalah garis besar langkah-langkah yang terlibat dalam proses:

1. Homogenisasi Sampel: Larutan sampel, yang mungkin mengandung sel, organel, atau partikel biologis lainnya, dihomogenisasi dalam media penyangga. Buffer membantu menjaga stabilitas dan integritas sampel selama sentrifugasi.
2. Sentrifugasi Awal: Sampel yang telah dihomogenisasi ditempatkan dalam tabung sentrifus dan dikenai sentrifugasi pada gaya, durasi, dan suhu sentrifugal tertentu. Langkah sentrifugasi awal ini dirancang untuk memisahkan partikel terbesar dan terpadat dari sisa sampel.
3. Formasi Pelet: Sebagai hasil dari sentrifugasi awal, partikel yang lebih besar dan lebih padat mengendap dan membentuk pelet di bagian bawah tabung sentrifus. Pelet mengandung partikel yang terpisah, sedangkan supernatan, yang merupakan bagian cair di atas pelet, mengandung partikel yang tersisa.
4. Transfer Supernatan: Supernatan, yang mengandung partikel dan komponen yang lebih kecil, dipindahkan dengan hati-hati ke tabung sentrifus baru. Hal ini memungkinkan pemisahan lebih lanjut dan isolasi partikel tertentu pada langkah selanjutnya.
5. Ulangi Sentrifugasi: Supernatan yang ditransfer mengalami putaran sentrifugasi lain, tetapi pada gaya sentrifugal, durasi, dan suhu yang berbeda. Langkah ini bertujuan untuk memisahkan fraksi partikel selanjutnya berdasarkan perbedaan ukuran dan densitasnya.
6. Pengumpulan Pelet: Setelah setiap langkah sentrifugasi, pelet baru terbentuk di bagian bawah tabung, dan supernatan sekali lagi dikumpulkan. Proses ini diulang beberapa kali, dengan setiap langkah sentrifugasi berikutnya memisahkan partikel dengan ukuran dan kerapatan yang menurun.
7. Identifikasi Partikel: Setelah semua pemisahan yang diinginkan telah dilakukan, pelet yang terkumpul dan fraksi supernatan dapat dianalisis lebih lanjut. Partikel yang terpisah dapat diidentifikasi melalui berbagai metode, seperti uji biokimia, mikroskop, atau teknik pewarnaan khusus yang menargetkan indikator atau penanda unik dari partikel tertentu yang diinginkan.

Dengan secara sistematis menyesuaikan gaya sentrifugal, durasi, dan suhu di setiap langkah, sentrifugasi diferensial memungkinkan pemisahan dan isolasi partikel berdasarkan ukuran dan kerapatannya. Teknik ini telah banyak digunakan dalam penelitian dan diagnostik biologi untuk mempelajari organel, komponen subselular, dan berbagai partikel seluler, memberikan wawasan berharga tentang struktur, fungsi, dan komposisinya.

Penggunaan sentrifugasi Diferensial

Sentrifugasi diferensial menemukan beberapa aplikasi dalam penelitian biologi dan pengaturan laboratorium. Berikut adalah beberapa kegunaan utama dari teknik ini:

1. Pemisahan Organel dan Membran: Salah satu aplikasi utama sentrifugasi diferensial adalah pemisahan organel sel dan membran seluler. Dengan menyesuaikan gaya dan durasi sentrifugal, berbagai organel seperti mitokondria, lisosom, peroksisom, dan retikulum endoplasma dapat diisolasi. Ini memungkinkan untuk mempelajari struktur, fungsi, dan sifat biokimia mereka.
2. Pemisahan Nukleus: Meskipun tidak memberikan pemisahan resolusi tinggi, sentrifugasi diferensial dapat digunakan untuk pemisahan nukleus dengan resolusi rendah. Hal ini memungkinkan untuk isolasi komponen nuklir dan studi tentang proses nuklir.
3. Pemurnian Ekstrak: Sentrifugasi diferensial berguna untuk pemurnian ekstrak biologis yang mengandung pengotor berukuran lebih besar. Dengan membuang partikel atau kotoran yang lebih besar melalui langkah sentrifugasi yang berurutan, molekul target atau komponen yang diinginkan dapat diperoleh dalam bentuk yang lebih murni.
4. Fraksinasi Subseluler: Teknik ini memungkinkan fraksinasi campuran kompleks menjadi fraksi subseluler yang berbeda berdasarkan perbedaan ukuran dan kepadatannya. Ini memfasilitasi studi tentang kompartemen seluler tertentu dan fungsi terkaitnya.
5. Studi Enzim dan Protein: Sentrifugasi diferensial dapat diterapkan untuk memisahkan enzim dan protein berdasarkan lokalisasi subselulernya. Dengan mengisolasi organel tertentu atau fraksi subseluler, peneliti dapat menyelidiki distribusi, aktivitas, dan regulasi enzim dan protein dalam kompartemen seluler yang berbeda.
6. Aplikasi Diagnostik: Di laboratorium klinis, sentrifugasi diferensial digunakan untuk pemisahan dan isolasi komponen tertentu dalam cairan tubuh, seperti darah atau urin. Ini memungkinkan deteksi dan analisis penanda terkait penyakit, tipe sel, atau agen infeksius.

4. Sentrifugasi isopinik

Sentrifugasi isopinik, juga dikenal sebagai sentrifugasi gradien densitas kesetimbangan, adalah teknik yang digunakan untuk memisahkan partikel berdasarkan densitasnya. Tidak seperti sentrifugasi diferensial, yang memisahkan partikel berdasarkan perbedaan ukuran dan densitasnya, sentrifugasi isopinik hanya bergantung pada densitas partikel.

Prinsip sentrifugasi isopycnic

Prinsip sentrifugasi isopycnic, juga dikenal sebagai sentrifugasi kesetimbangan, didasarkan pada kerapatan partikel daripada ukurannya. Berikut adalah prinsip utama yang mendasari teknik ini:

1. Pemisahan Berbasis Kepadatan: Sentrifugasi isopinik memisahkan partikel hanya berdasarkan kerapatannya. Tidak seperti sentrifugasi diferensial, yang mempertimbangkan ukuran dan densitas, sentrifugasi isopinik bergantung pada densitas apung partikel.
2. Kesetimbangan Tercapai: Saat sampel dikenai gaya sentrifugal, partikel bergerak melalui media gradien densitas dalam tabung sentrifugal. Kepadatan media meningkat secara bertahap saat seseorang bergerak menuju bagian bawah tabung.
3. Migrasi Partikel: Partikel bermigrasi melalui gradien densitas di dalam tabung, bergerak ke arah bawah. Laju migrasi bergantung pada ukuran partikel, dengan partikel yang lebih besar bergerak lebih cepat daripada partikel yang lebih kecil.
4. Equilibrium Bands: Migrasi partikel berlanjut hingga setiap partikel mencapai suatu daerah dalam gradien di mana densitasnya sesuai dengan densitas media di sekitarnya. Pada titik ini, partikel menjadi apung dan membentuk pita atau lapisan yang berbeda di dalam gradien kerapatan.
5. Pemisahan Bergantung Pada Kepadatan: Pemisahan yang dicapai melalui sentrifugasi isopinik didasarkan pada kerapatan partikel daripada ukurannya. Partikel yang lebih padat mengendap di bagian bawah tabung, sementara partikel yang kurang padat membentuk pita di atasnya.
6. Kesetimbangan Sejati: Sentrifugasi isopycnic dianggap sebagai kesetimbangan sejati karena pemisahan secara langsung bergantung pada kerapatan apung partikel, bukan ukurannya. Begitu partikel mencapai daerah dengan kerapatan yang sesuai, gerakannya berhenti, menghasilkan kesetimbangan yang stabil.

Dengan mengeksploitasi prinsip pemisahan berbasis densitas, sentrifugasi isopinik memungkinkan isolasi dan pemurnian partikel dengan ukuran serupa tetapi densitas berbeda, seperti asam nukleat, virus, organel subselular, dan biomolekul. Pita atau fraksi terpisah yang dihasilkan dapat dianalisis lebih lanjut untuk mempelajari komposisi, struktur, dan sifat fungsional dari partikel yang diisolasi.

Langkah-langkah sentrifugasi isopycnic

Langkah-langkah yang terlibat dalam melakukan sentrifugasi isopycnic adalah sebagai berikut:

1. Persiapan Gradien: Gradien densitas disiapkan dalam tabung centrifuge dengan melapiskan larutan dengan densitas yang meningkat ke bagian bawah tabung. Ini dapat dicapai dengan melapiskan solusi secara hati-hati dengan berbagai kepadatan atau menggunakan gradien yang telah dibentuk sebelumnya.
2. Distribusi Sampel: Larutan sampel biologis, bersama dengan larutan garam yang sesuai, didistribusikan secara merata ke bagian atas gradien dalam tabung sentrifus. Sampel dengan hati-hati dilapisi ke gradien untuk mencegah pencampuran.
3. Sentrifugasi: Tabung sentrifus ditempatkan di sentrifugal, dan sentrifugal dioperasikan pada kecepatan dan durasi tertentu. Saat gaya sentrifugal diterapkan, partikel dalam sampel mulai bergerak ke bawah tabung.
4. Formasi Gradien Densitas: Garam dalam gradien menciptakan gradien densitas dalam tabung. Kepadatan meningkat secara bertahap saat seseorang bergerak menuju bagian bawah tabung.
5. Migrasi dan Kesetimbangan Partikel: Partikel dalam sampel bermigrasi melalui gradien densitas. Setiap partikel bergerak ke bawah tabung hingga mencapai daerah di mana kerapatannya sesuai dengan kerapatan media di sekitarnya. Pada titik ini, partikel mencapai kesetimbangan dan mengendap.
6. Pemisahan dan Identifikasi Partikel: Setelah sentrifugasi, tabung dikeluarkan dengan hati-hati dari sentrifus. Partikel yang terpisah hadir dalam pita atau lapisan yang berbeda di dalam tabung, berdasarkan kerapatan masing-masing. Pita atau lapisan ini dapat diidentifikasi secara visual atau melalui berbagai teknik analitik, seperti spektrofotometri atau deteksi imun. Partikel yang diinginkan dapat dikumpulkan dan dianalisis lebih lanjut atau dikenai langkah pemurnian tambahan, jika diperlukan.

Langkah-langkah sentrifugasi isopycnic memungkinkan pemisahan dan isolasi partikel berdasarkan kerapatannya. Dengan memanfaatkan gradien densitas, teknik ini memungkinkan pemisahan dan identifikasi yang tepat dari partikel dengan ukuran yang sama tetapi densitas berbeda, memberikan wawasan yang berharga tentang komposisi dan karakteristiknya.

Penggunaan sentrifugasi isopycnic

Sentrifugasi isopycnic menemukan beberapa kegunaan dalam berbagai aplikasi ilmiah dan biomedis. Beberapa kegunaan utamanya meliputi:

1. Pemurnian Biomolekul: Sentrifugasi isopycnic banyak digunakan untuk pemurnian biomolekul, termasuk protein, asam nukleat, dan organel subselular. Dengan memanfaatkan perbedaan densitas antara komponen biomolekuler yang berbeda, sentrifugasi isopinik dapat memisahkan dan memurnikan molekul ini dari campuran kompleks.
2. Penentuan Kepadatan: Sentrifugasi isopycnic berfungsi sebagai teknik yang berharga untuk menentukan kepadatan partikel. Dengan menganalisis posisi partikel dalam gradien densitas, peneliti dapat mengukur dan mengkarakterisasi densitas berbagai partikel dengan tepat, seperti makromolekul, virus, atau komponen seluler. Informasi ini sangat penting untuk memahami sifat struktural dan fungsional mereka.
3. Fraksinasi Partikel: Sentrifugasi isopinik memungkinkan fraksinasi partikel berdasarkan kerapatannya. Teknik ini dapat digunakan untuk memisahkan dan mengisolasi populasi partikel tertentu dari campuran kompleks, memungkinkan analisis dan karakterisasi lebih lanjut. Fraksinasi berdasarkan kerapatan sangat berguna untuk mempelajari dan memisahkan partikel yang memiliki ukuran serupa tetapi kerapatan berbeda.
4. Studi Interaksi Biomolekuler: Sentrifugasi isopinik dapat memberikan wawasan tentang interaksi biomolekuler. Dengan menundukkan campuran molekul yang berinteraksi dengan sentrifugasi isopycnic, peneliti dapat menganalisis perilaku dan distribusi komponen yang berinteraksi dalam gradien densitas. Informasi ini membantu dalam memahami interaksi molekuler, seperti interaksi protein-protein atau interaksi protein-asam nukleat.
5. Pemurnian Virus: Sentrifugasi isopycnic banyak digunakan untuk pemurnian dan konsentrasi virus. Partikel virus dapat dipisahkan dan dimurnikan dari komponen sel inang, kontaminan, dan puing-puing dengan memanfaatkan karakteristik kepadatannya yang berbeda. Langkah pemurnian ini sangat penting untuk mempelajari struktur, komposisi, dan fungsi virus serta untuk pengembangan vaksin dan penelitian virus.

5. Sentrifugasi gradien kepadatan zona-laju / Sentrifugasi Zona Bergerak

Tingkat-zonal densitas gradien sentrifugasi bentuk sentrifugasi yang digunakan untuk memisahkan partikel berdasarkan ukuran serta bentuknya. Ini mengikuti prinsip sentrifugasi gradien kerapatan yang sama, namun beroperasi dengan cara yang berbeda. Ini juga dikenal sebagai sentrifugasi zona bergerak.

Prinsip sentrifugasi gradien kepadatan zona-laju

Sentrifugasi gradien kepadatan zona-laju adalah teknik yang digunakan untuk memisahkan partikel berdasarkan ukuran dan bentuknya. Prinsip metode ini melibatkan pelapisan sampel dalam zona terbatas di atas gradien densitas yang telah terbentuk sebelumnya, yang kemudian dikenai sentrifugasi. Gradien kerapatan terdiri dari kerapatan yang secara signifikan lebih rendah daripada partikel yang disentrifugasi.

Selama sentrifugasi, semua partikel yang ada dalam sampel bermigrasi ke gradien kerapatan karena perbedaan kerapatan. Tingkat di mana partikel sedimen melalui gradien tergantung terutama pada ukuran dan bentuknya. Partikel yang lebih besar mengendap lebih cepat, sedangkan partikel dengan bentuk yang lebih bulat juga cenderung mengendap lebih cepat.

Pemisahan dalam sentrifugasi gradien kerapatan zona-laju dicapai berdasarkan koefisien sedimentasi partikel. Koefisien sedimentasi mencerminkan laju pergerakan partikel melalui medium di bawah pengaruh gaya sentrifugal. Partikel mengendap dengan laju yang berbeda, menghasilkan fraksinasinya dalam gradien densitas.

Tidak seperti sentrifugasi diferensial, di mana sampel didistribusikan ke seluruh medium, sentrifugasi zona laju melibatkan kehadiran awal sampel sebagai pita sempit di atas gradien kerapatan. Zona terbatas ini memungkinkan pemisahan partikel yang berbeda berdasarkan sifat sedimentasinya.

Dengan menerapkan prinsip sentrifugasi gradien kerapatan zona-laju, partikel dapat difraksinasi sesuai dengan ukuran dan bentuknya. Teknik ini sangat berguna untuk mempelajari dan memisahkan partikel dengan karakteristik sedimentasi yang berbeda, seperti makromolekul, organel subseluler, dan komponen seluler. Fraksi yang dihasilkan dapat dianalisis dan dipelajari lebih lanjut untuk mendapatkan wawasan tentang sifat struktural dan fungsionalnya.

Langkah-langkah sentrifugasi gradien kepadatan zona-laju

Langkah-langkah yang terlibat dalam sentrifugasi gradien kepadatan zona-laju adalah sebagai berikut:

1. Persiapan gradien densitas: Gradien densitas disiapkan dalam tabung sentrifus dengan melapiskan larutan dengan densitas berbeda. Kepadatan meningkat secara bertahap dari atas ke bawah tabung. Ini dapat dicapai dengan menggunakan larutan dengan berbagai konsentrasi sukrosa, cesium klorida, atau media gradien densitas lain yang sesuai.
2. Melapisi sampel: Sampel yang akan difraksinasi secara hati-hati dilapisi di atas gradien kerapatan dalam bentuk pita sempit. Ini memastikan bahwa sampel awalnya terkonsentrasi di zona terbatas pada gradien.
3. Sentrifugasi: Tabung yang berisi gradien densitas dan sampel berlapis ditempatkan dalam sentrifugal dan dikenai gaya sentrifugal. Centrifuge dioperasikan pada kecepatan dan durasi tertentu, memungkinkan partikel bermigrasi melalui gradien.
4. Pemisahan partikel: Selama sentrifugasi, partikel dengan ukuran lebih besar dan bentuk lebih bulat mengendap lebih cepat. Akibatnya, partikel yang berbeda dalam sampel terpisah menjadi pita yang berbeda pada posisi yang berbeda di sepanjang gradien densitas. Partikel yang bergerak lebih cepat membentuk pita lebih dekat ke dasar, sedangkan partikel yang lebih lambat membentuk pita lebih tinggi di gradien.
5. Pengumpulan fraksi: Setelah sentrifugasi, tabung dikeluarkan dengan hati-hati dari sentrifus. Partikel yang terpisah diperoleh dengan mengumpulkan fraksi dari pita yang berbeda. Ini biasanya dilakukan dengan menusuk tabung pada titik-titik tertentu atau dengan hati-hati menyedot fraksi dari atas.

Fraksi yang dikumpulkan dapat dianalisis dan dipelajari lebih lanjut untuk mendapatkan wawasan tentang ukuran, bentuk, dan sifat sedimentasi partikel. Pemisahan terutama didasarkan pada koefisien sedimentasi partikel, yang mencerminkan laju sedimentasinya melalui gradien densitas.

Sentrifugasi gradien kepadatan zona-laju adalah teknik yang kuat yang digunakan dalam berbagai bidang penelitian, termasuk biokimia, biologi molekuler, dan biologi sel. Ini memungkinkan pemisahan dan pemurnian partikel berdasarkan ukuran dan bentuknya, memberikan informasi berharga tentang karakteristik struktural dan fungsionalnya.

Penggunaan sentrifugasi gradien kepadatan zona-laju

Sentrifugasi gradien kepadatan zona-laju memiliki berbagai aplikasi di bidang biologi molekuler dan biokimia. Beberapa kegunaannya antara lain:

1. Pemisahan virus: Sentrifugasi gradien kepadatan zona-laju adalah alat yang berharga untuk memisahkan virus yang berbeda berdasarkan ukuran dan kepadatannya. Virus seringkali memiliki komponen unik yang bervariasi dalam ukuran dan kepadatan, membuat teknik ini berguna untuk pemisahan dan pemurniannya.
2. Fraksinasi RNA: Metode ini telah banyak digunakan untuk fraksinasi molekul RNA pada gradien sukrosa. Ini memungkinkan pemisahan spesies RNA yang berbeda berdasarkan ukuran dan struktur sekundernya, memungkinkan peneliti untuk mempelajari fungsi dan karakteristiknya.
3. Pemisahan dan pemurnian DNA: Sentrifugasi gradien kerapatan zona-laju telah digunakan untuk pemisahan, pemurnian, dan fraksinasi molekul DNA dari virus dan bakteri. Dengan mengeksploitasi perbedaan ukuran dan bentuk, molekul DNA dapat dipisahkan menjadi fraksi yang berbeda, membantu analisis dan penelitian lebih lanjut.
4. Fraksinasi polisom dan ribosom subunit: Salah satu aplikasi paling awal dari sentrifugasi gradien kepadatan zona laju adalah dalam fraksinasi polisom dan subunit ribosom. Teknik ini memungkinkan pemisahan dan isolasi komponen seluler penting ini, memfasilitasi studi tentang sintesis protein dan regulasi translasi.

6. Kecepatan diferensial (Bergerak Batas) sentrifugasi

Sentrifugasi kecepatan diferensial (DVC) adalah sejenis teknik sentrifugasi di mana komponen dipisahkan dan ditempatkan ke dalam tabung sentrifugal menggunakan peningkatan jumlah kecepatan.

Prinsip kecepatan Diferensial (Moving Boundary) sentrifugasi

Kecepatan diferensial (Moving Boundary) sentrifugasi adalah teknik yang digunakan untuk memisahkan partikel biologis berdasarkan ukuran dan kerapatannya dengan memanfaatkan laju sedimentasi diferensialnya. Prinsip metode ini dapat diringkas sebagai berikut:

1. Perbedaan laju sedimentasi: Pemisahan dalam metode ini didasarkan pada fakta bahwa partikel dengan ukuran dan kerapatan yang berbeda memiliki laju sedimentasi yang berbeda ketika dikenai gaya sentrifugal. Partikel yang lebih besar dan lebih padat mengendap lebih cepat daripada partikel yang lebih kecil dan kurang padat.
2. Proses sentrifugasi: Sampel yang mengandung campuran partikel ditempatkan dalam tabung sentrifugasi dan mengalami peningkatan kecepatan rotasi. Ketika kecepatan centrifuge meningkat, partikel yang lebih besar dan lebih padat mulai mengendap terlebih dahulu karena laju sedimentasinya yang lebih cepat.
3. Distribusi partikel: Saat sentrifugasi berlanjut, partikel dengan ukuran dan kepadatan yang berbeda mulai mengendap pada tingkat yang berbeda di dalam tabung. Partikel terbesar dan terpadat membentuk pelet di bagian bawah tabung, meninggalkan partikel berukuran lebih kecil tersuspensi di supernatan.
4. Pengumpulan pelet: Setelah sentrifugasi selesai, tabung dikeluarkan dengan hati-hati dari sentrifugal, dan pelet di bagian bawah dikumpulkan. Pelet ini mengandung partikel yang lebih besar dan lebih padat yang telah keluar dari suspensi.
5. Pemisahan lebih lanjut: Supernatan, yang mengandung partikel yang lebih kecil, dapat dikenakan langkah sentrifugasi tambahan pada kecepatan yang lebih tinggi atau durasi yang lebih lama untuk memisahkan partikel yang lebih kecil. Proses ini dapat diulang berkali-kali untuk mendapatkan partikel dengan ukuran yang semakin kecil.
6. Partikel mengambang: Dalam kasus partikel yang kurang padat dari media sekitarnya, mereka tidak mengendap di bagian bawah melainkan mengapung di bagian atas tabung selama sentrifugasi. Partikel-partikel ini dapat dikumpulkan secara terpisah berdasarkan sifat apungnya.

Kecepatan diferensial (Bergerak Batas) sentrifugasi adalah teknik yang banyak digunakan untuk fraksinasi dan isolasi partikel dengan ukuran dan kepadatan yang berbeda. Hal ini memungkinkan pemisahan sampel biologis menjadi fraksi yang berbeda, memungkinkan peneliti untuk mempelajari dan menganalisis komponen tertentu yang diminati.

Langkah-langkah sentrifugasi kecepatan Diferensial (Moving Boundary).

Langkah-langkah sentrifugasi kecepatan Diferensial (Moving Boundary) dapat diringkas sebagai berikut:

1. Persiapan sampel: Larutan sampel, yang mengandung campuran partikel yang akan dipisahkan, dihomogenkan dalam media penyangga. Buffer membantu menjaga stabilitas dan integritas partikel selama sentrifugasi.
2. Sentrifugasi awal: Sampel yang telah dihomogenkan kemudian dilapisi atau ditambahkan dengan hati-hati ke dalam tabung sentrifus. Tabung ditempatkan di centrifuge dan dioperasikan pada kecepatan rotor yang lebih rendah untuk durasi dan suhu tertentu. Langkah sentrifugasi awal ini memungkinkan partikel yang lebih besar dan lebih padat mengendap dan membentuk pelet di bagian bawah tabung.
3. Pemisahan pelet: Setelah sentrifugasi selesai, tabung dikeluarkan dengan hati-hati dari sentrifus. Pelet, yang mengandung partikel yang lebih besar dan lebih padat, dipisahkan dari supernatan (bagian cair dari sampel) dengan menuang atau menyedot supernatan secara perlahan.
4. Sentrifugasi selanjutnya: Supernatan, yang sekarang mengandung partikel yang lebih kecil, dipindahkan ke tabung sentrifus baru. Tabung kemudian disentrifugasi lagi, tetapi pada kecepatan rotor yang berbeda atau untuk durasi dan temperatur yang berbeda. Langkah ini memungkinkan pemisahan lebih lanjut partikel yang lebih kecil dari supernatan.
5. Pemisahan supernatan dan pelet: Setelah sentrifugasi kedua, supernatan dan supernatan berikutnya yang diperoleh dari langkah sentrifugasi tambahan dipisahkan dari pelet yang terbentuk. Pelet dapat bervariasi dalam ukuran dan kepadatan, tergantung pada partikel yang ada dalam sampel.
6. Ulangi langkah: Langkah sentrifugasi berikutnya, pemisahan supernatan dan pelet, dapat diulang berkali-kali jika perlu untuk mencapai tingkat pemisahan dan isolasi partikel yang diinginkan. Setiap langkah sentrifugasi dapat menggunakan kondisi yang berbeda (kecepatan, durasi, suhu) untuk menargetkan ukuran atau kepadatan partikel tertentu.
7. Identifikasi partikel: Setelah langkah pemisahan selesai, partikel yang diisolasi dapat diidentifikasi dan dikarakterisasi lebih lanjut. Ini dapat dilakukan dengan menguji indikator atau penanda khusus yang unik untuk partikel yang diminati. Berbagai teknik analitik, seperti mikroskopi, immunoassay, atau uji biokimia, dapat digunakan untuk identifikasi partikel.

Penggunaan kecepatan Diferensial (Bergerak Batas) sentrifugasi

Sentrifugasi kecepatan diferensial (Bergerak Batas), juga dikenal sebagai sentrifugasi diferensial, memiliki beberapa kegunaan penting dalam berbagai bidang ilmiah. Ini termasuk:

1. Pemisahan organel dan membran sel: Salah satu aplikasi utama sentrifugasi diferensial adalah isolasi dan pemisahan organel dan membran sel tertentu. Dengan melakukan homogenat seluler pada langkah-langkah sentrifugasi berurutan pada kecepatan dan durasi yang berbeda, berbagai komponen sel, seperti mitokondria, retikulum endoplasma, dan lisosom, dapat dipisahkan berdasarkan laju sedimentasinya. Teknik ini memungkinkan pemurnian dan pengayaan komponen seluler tertentu untuk analisis atau studi lebih lanjut.
2. Pemisahan nukleus beresolusi rendah: Sentrifugasi diferensial dapat digunakan untuk mendapatkan pemisahan nukleus beresolusi rendah dari komponen seluler lainnya. Dengan menerapkan kondisi sentrifugasi yang tepat, nukleus yang lebih besar dan lebih padat dapat terendapkan, sedangkan komponen sitoplasma yang tersisa tetap berada di supernatan. Meskipun metode ini memberikan pemisahan yang relatif kasar, ini berguna untuk mendapatkan fraksi nuklir yang diperkaya untuk penelitian dasar atau tujuan diagnostik.
3. Identifikasi dan perbandingan ukuran partikel: Karena sentrifugasi diferensial memisahkan partikel berdasarkan ukurannya, ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi dan membandingkan partikel dengan ukuran berbeda dalam sampel. Dengan melakukan sentrifugasi pada sampel pada kecepatan dan durasi yang berbeda, partikel dengan laju sedimentasi yang berbeda akan mengendap pada posisi yang berbeda dalam tabung sentrifus. Hal ini memungkinkan karakterisasi dan perbandingan partikel berdasarkan pola sedimentasi diferensialnya, membantu dalam analisis distribusi ukuran partikel atau adanya populasi partikel yang berbeda dalam sampel.

7. Sentrifugasi gradien densitas kesetimbangan

Equilibrium Density Gradient Centrifugation adalah bentuk sentrifugasi yang diubah dan spesifik menggunakan gradien densitas.

Prinsip sentrifugasi gradien densitas kesetimbangan

Sentrifugasi gradien densitas kesetimbangan, juga dikenal sebagai sentrifugasi isopinik, bergantung pada prinsip pemisahan partikel berbasis densitas dalam larutan. Prinsip-prinsip berikut mengatur proses:

1. Pemisahan berdasarkan kerapatan: Konsep dasar sentrifugasi gradien kerapatan kesetimbangan adalah bahwa partikel dalam larutan akan terpisah berdasarkan kerapatannya. Gradien densitas ditetapkan di dalam tabung sentrifus, dengan densitas lebih tinggi di bagian bawah dan densitas lebih rendah di bagian atas.
2. Migrasi melalui gradien densitas: Partikel dalam sampel dimasukkan ke dalam tabung yang berisi gradien densitas. Saat centrifuge dioperasikan, partikel bergerak melalui gradien di bawah pengaruh gaya sentrifugal.
3. Titik kesetimbangan: Setiap partikel akan bermigrasi hingga mencapai daerah dalam gradien di mana kerapatan medium sekitarnya sesuai dengan kerapatannya sendiri. Pada titik kesetimbangan ini, gaya sentrifugal yang bekerja pada partikel diimbangi oleh gaya apung yang mendorong partikel ke atas. Akibatnya, partikel terhenti dan tetap tersuspensi pada posisi tertentu dalam gradien.
4. Formasi lapisan: Kepadatan media dalam gradien meningkat secara bertahap saat kita bergerak menuju bagian bawah tabung. Akibatnya, partikel dengan kerapatan lebih tinggi akan mengendap di bagian bawah tabung, sedangkan partikel dengan kerapatan lebih rendah akan membentuk pita pada posisi gradien yang lebih tinggi. Pelapisan ini memungkinkan pemisahan dan fraksinasi partikel berdasarkan kerapatannya.

Dengan mengontrol gradien densitas dan kondisi sentrifugasi secara hati-hati, partikel dapat diposisikan di daerah tertentu dari gradien sesuai dengan densitasnya. Teknik ini memungkinkan pemisahan dan pemurnian partikel dengan kepadatan berbeda, memfasilitasi studi karakteristik, interaksi, dan sifat mereka.

Singkatnya, sentrifugasi gradien densitas kesetimbangan menggunakan prinsip pemisahan berbasis kerapatan, di mana partikel bermigrasi melalui gradien kerapatan hingga mencapai posisi kesetimbangan berdasarkan kerapatannya. Pola berlapis yang dihasilkan memungkinkan pemisahan dan isolasi partikel dengan kerapatan berbeda untuk analisis dan karakterisasi lebih lanjut.

Langkah-langkah sentrifugasi gradien densitas kesetimbangan

Langkah-langkah yang terlibat dalam sentrifugasi gradien densitas kesetimbangan adalah sebagai berikut, berdasarkan informasi yang diberikan:

1. Persiapan gradien: Gradien densitas disiapkan dalam tabung sentrifus, biasanya dengan peningkatan densitas ke bagian bawah tabung. Gradien ini dapat disiapkan secara manual dengan melapisi berbagai konsentrasi garam yang sesuai atau dengan menggunakan gradien kerapatan yang telah dibentuk sebelumnya.
2. Distribusi sampel: Larutan yang mengandung sampel biologis, bersama dengan garam atau buffer yang diperlukan, didistribusikan secara merata ke seluruh tabung sentrifus. Ini memastikan pemerataan sampel dalam gradien kepadatan.
3. Sentrifugasi: Tabung sentrifugasi yang berisi sampel dan gradien densitas ditempatkan di dalam sentrifugal, dan proses sentrifugasi dimulai. Saat sentrifugal berputar, gaya sentrifugal diterapkan, menyebabkan partikel bergerak ke bawah tabung melalui gradien densitas.
4. Posisi kesetimbangan: Saat partikel bermigrasi melalui gradien densitas, mereka mencapai wilayah di mana densitas media sekitarnya sesuai dengan densitasnya sendiri. Pada titik ini, partikel berhenti dan tersuspensi dalam gradien, mencapai kesetimbangan. Posisi di mana setiap partikel mengendap ditentukan oleh kerapatannya.
5. Pemisahan dan identifikasi: Setelah kesetimbangan tercapai, tabung dengan hati-hati dikeluarkan dari sentrifus. Partikel yang berbeda sekarang dipisahkan menjadi lapisan yang berbeda berdasarkan kerapatannya. Lapisan-lapisan ini dapat dikumpulkan dengan hati-hati, dan partikel-partikel di dalam setiap lapisan dapat dianalisis lebih lanjut atau mengalami proses tambahan untuk identifikasi, karakterisasi, atau pemurnian lebih lanjut.

Penting untuk dicatat bahwa teknik dan proses khusus yang digunakan untuk pemisahan dan identifikasi dapat bervariasi tergantung pada sifat partikel dan hasil percobaan yang diinginkan.

Singkatnya, langkah-langkah sentrifugasi gradien densitas kesetimbangan melibatkan persiapan gradien densitas, distribusi sampel yang seragam, sentrifugasi untuk mencapai kesetimbangan, dan pemisahan selanjutnya dan identifikasi partikel berdasarkan kerapatannya dalam gradien.

Penggunaan sentrifugasi gradien densitas kesetimbangan

Sentrifugasi gradien densitas kesetimbangan memiliki berbagai kegunaan dalam bidang penelitian biologi. Berikut adalah beberapa aplikasi berdasarkan informasi yang diberikan:

1. Pemurnian biomolekul: Sentrifugasi gradien densitas kesetimbangan biasanya digunakan untuk pemurnian biomolekul dalam jumlah besar. Gradien kerapatan memungkinkan pemisahan partikel yang berbeda berdasarkan kerapatannya. Dengan hati-hati mengumpulkan lapisan atau pita spesifik yang mengandung biomolekul yang diinginkan, peneliti dapat mencapai pemurnian molekul target dari campuran kompleks.
2. Penentuan kerapatan partikel: Sentrifugasi gradien kerapatan kesetimbangan berfungsi sebagai teknik yang berharga untuk menentukan kerapatan berbagai partikel. Dengan mengamati posisi di mana partikel yang berbeda mengendap dalam gradien densitas, peneliti dapat menyimpulkan kerapatan relatifnya. Informasi ini berguna untuk mengkarakterisasi dan membandingkan partikel, seperti organel, makromolekul, atau komponen subselular, berdasarkan sifat densitasnya.
3. Analisis campuran kompleks: Sentrifugasi gradien densitas kesetimbangan dapat digunakan untuk menganalisis dan mempelajari campuran partikel yang kompleks. Dengan memisahkan partikel ke dalam lapisan atau pita yang berbeda menurut kerapatannya, peneliti dapat memperoleh fraksi yang diperkaya dengan komponen tertentu yang diinginkan. Hal ini memungkinkan untuk analisis lebih lanjut, identifikasi, atau karakterisasi partikel individu atau kelompok partikel dalam campuran.
4. Fraksinasi komponen subselular: Teknik ini sangat berguna untuk fraksionasi komponen subselular, seperti organel, menjadi lapisan berbeda berdasarkan kerapatannya. Dengan hati-hati mengumpulkan lapisan tertentu, peneliti dapat mengisolasi dan mempelajari organel individu atau struktur subselular. Ini memungkinkan penyelidikan fungsi mereka, komposisi molekuler, dan interaksi di dalam sel.

8. Sentrifugasi gradien sukrosa

Sentrifugasi gradien sukrosa adalah salah satu jenis sentrifugasi gradien densitas yang dibuat dari sukrosa dengan mengubah konsentrasi sukrosa.

Prinsip sentrifugasi gradien sukrosa

Sentrifugasi gradien sukrosa adalah teknik yang digunakan untuk pemisahan dan pemurnian molekul berdasarkan kerapatannya. Berikut adalah penjelasan prinsip di balik sentrifugasi gradien sukrosa berdasarkan informasi yang diberikan:

1. Pemisahan berbasis kepadatan: Sentrifugasi gradien sukrosa memanfaatkan prinsip bahwa molekul atau partikel akan mengendap di bawah gaya sentrifugal hingga mereka mencapai wilayah media di mana kerapatannya sesuai dengan miliknya. Dalam hal ini, gradien densitas dibuat menggunakan larutan sukrosa.
2. Gradien kerapatan sukrosa: Gradien sukrosa disiapkan dalam tabung sentrifus dengan kerapatan lebih tinggi di bagian bawah dan kerapatan lebih rendah di bagian atas. Gradien dibuat dengan melapisi larutan sukrosa dengan konsentrasi berbeda, biasanya dimulai dengan konsentrasi yang lebih rendah di bagian atas dan meningkatkan konsentrasi ke bagian bawah.
3. Gaya sentrifugal: Sampel yang mengandung molekul yang diinginkan dilapiskan ke bagian atas gradien sukrosa dalam tabung sentrifus. Saat centrifuge dioperasikan, sampel dikenai gaya sentrifugal, menyebabkan molekul bergerak melalui media sukrosa.
4. Gerakan melalui gradien: Molekul dalam sampel mulai bergerak melalui gradien sukrosa karena gaya sentrifugal. Molekul yang lebih padat cenderung mengendap di bagian bawah tabung saat melintasi gradien kerapatan.
5. Suspensi kesetimbangan: Saat molekul bergerak melalui gradien, mereka akhirnya mencapai titik di mana kerapatannya sesuai dengan kerapatan media sukrosa di sekitarnya. Pada titik ini, molekul menjadi tersuspensi, membentuk lapisan yang berbeda pada daerah tertentu dari gradien sukrosa.
6. Pemisahan lapisan: Molekul dengan kepadatan berbeda dipisahkan menjadi lapisan berbeda di sepanjang gradien sukrosa. Lapisan-lapisan ini dapat divisualisasikan sebagai pita di dalam tabung. Lapisan yang mengandung molekul yang diinginkan dapat diperoleh kembali dengan hati-hati mengumpulkan pita tertentu menggunakan teknik seperti fraksinasi atau aspirasi.

Sentrifugasi gradien sukrosa memungkinkan pemisahan dan pemurnian molekul berdasarkan kerapatannya. Dengan membuat gradien kerapatan sukrosa dan mengarahkan sampel ke sentrifugasi, molekul dengan kerapatan berbeda dipisahkan menjadi lapisan berbeda di dalam gradien. Teknik ini banyak digunakan dalam berbagai aplikasi biologi dan biokimia untuk isolasi dan karakterisasi molekul, seperti protein, asam nukleat, organel, dan komponen subselular, berdasarkan sifat densitasnya.

Langkah-langkah sentrifugasi gradien sukrosa

Sentrifugasi gradien sukrosa melibatkan beberapa langkah untuk memisahkan dan mengisolasi partikel berdasarkan kerapatannya. Berikut adalah langkah-langkah yang terlibat dalam sentrifugasi gradien sukrosa:

1. Persiapan gradien densitas: Gradien densitas disiapkan menggunakan larutan sukrosa dengan berbagai konsentrasi. Biasanya, konsentrasi sukrosa yang lebih tinggi dilapiskan di bagian bawah tabung sentrifus, dan konsentrasi yang lebih rendah dilapiskan di bagian atas, menciptakan gradien densitas sukrosa.
2. Aplikasi sampel: Sampel yang mengandung partikel yang diinginkan dilapiskan dengan lembut ke bagian atas gradien sukrosa dalam tabung sentrifus. Perawatan harus diambil untuk menghindari mengganggu gradien.
3. Ultrasentrifugasi: Tabung yang berisi sampel dan gradien sukrosa ditempatkan dalam ultrasentrifugasi dan diputar dengan kecepatan tinggi. Gaya sentrifugal menyebabkan partikel mengendap dan bergerak melalui gradien densitas sukrosa.
4. Sedimentasi kesetimbangan: Saat partikel bergerak melalui gradien sukrosa, mereka mencapai titik di mana kerapatannya sesuai dengan kerapatan media sukrosa di sekitarnya. Pada titik ini, partikel menjadi tersuspensi dan membentuk pita atau fraksi yang berbeda di dalam gradien.
5. Pengumpulan fraksi: Setelah sentrifugasi selesai, tabung sentrifus dengan hati-hati dikeluarkan dari ultrasentrifugasi. Fraksi yang mengandung partikel yang diinginkan dikumpulkan dengan hati-hati menyedot atau memipetnya dari daerah tertentu dari gradien sukrosa. Setiap fraksi mungkin mengandung partikel dengan kerapatan yang sama.
6. Isolasi partikel: Fraksi yang dikumpulkan selanjutnya diproses atau dianalisis untuk mengisolasi dan mengkarakterisasi partikel yang diinginkan. Ini mungkin melibatkan langkah pemurnian tambahan, seperti dialisis, konsentrasi, atau teknik pemisahan lebih lanjut.

Sentrifugasi gradien sukrosa adalah teknik serbaguna yang digunakan dalam berbagai aplikasi biologi dan biokimia untuk memisahkan dan memurnikan partikel berdasarkan kerapatannya. Dengan menciptakan gradien kerapatan sukrosa, partikel bermigrasi melalui gradien hingga mencapai kesetimbangan dengan media sekitarnya, memungkinkan isolasi mereka dalam pita atau fraksi yang berbeda. Teknik ini umumnya digunakan dalam isolasi organel subseluler, pemisahan makromolekul seperti protein dan asam nukleat, dan karakterisasi partikel berdasarkan sifat densitasnya.

Penggunaan sentrifugasi gradien sukrosa

Sentrifugasi gradien sukrosa adalah teknik yang banyak digunakan dengan berbagai aplikasi di bidang biologi molekuler dan biokimia. Berikut adalah beberapa kegunaan utama sentrifugasi gradien sukrosa:

1. Pemisahan DNA dan RNA: Sentrifugasi gradien sukrosa biasanya digunakan untuk memisahkan molekul DNA dan RNA berdasarkan ukuran dan kepadatannya. Dengan menundukkan campuran asam nukleat ke sentrifugasi gradien sukrosa, fragmen DNA atau RNA yang berbeda dapat dipisahkan menjadi pita atau fraksi yang berbeda sesuai dengan kepadatannya. Teknik ini sangat berguna untuk menganalisis sampel DNA atau RNA, mempelajari strukturnya, dan menentukan ukurannya.
2. Analisis kompleks protein: Sentrifugasi gradien sukrosa adalah alat penting untuk mempelajari kompleks protein dan interaksinya. Dengan melakukan sentrifugasi campuran protein dalam gradien sukrosa, kompleks protein dengan ukuran dan densitas yang berbeda dapat dipisahkan dan divisualisasikan sebagai pita yang berbeda. Teknik ini memungkinkan peneliti untuk menganalisis komposisi, ukuran, dan stoikiometri kompleks protein serta menyelidiki fungsi dan interaksinya dalam sistem biologis.
3. Penentuan kerapatan makromolekul: Sentrifugasi gradien sukrosa memungkinkan penentuan kerapatan makromolekul. Dengan membandingkan migrasi makromolekul yang diminati dengan standar kerapatan yang diketahui dalam gradien sukrosa, kerapatannya dapat diperkirakan. Informasi ini berharga untuk mengkarakterisasi makromolekul, mempelajari sifat-sifatnya, dan menilai kemurniannya.
4. Penentuan ukuran makromolekul: Sentrifugasi gradien sukrosa juga dapat memberikan wawasan berharga tentang distribusi ukuran makromolekul. Dengan memeriksa posisi spesies makromolekul yang berbeda dalam gradien sukrosa, peneliti dapat menyimpulkan ukuran relatifnya. Informasi ini sangat berguna untuk mengkarakterisasi makromolekul seperti DNA, RNA, protein, dan kompleks protein.
5. Fraksinasi dan pemurnian: Sentrifugasi gradien sukrosa dapat digunakan untuk fraksinasi dan pemurnian berbagai makromolekul. Dengan mengumpulkan fraksi spesifik dari gradien sukrosa, peneliti dapat mengisolasi makromolekul yang diminati berdasarkan karakteristik kerapatan dan ukurannya. Teknik ini memfasilitasi pemisahan makromolekul dari kontaminan dan pengotor, memungkinkan analisis lebih lanjut atau aplikasi hilir.

Jenis centrifuge yang digunakan dalam industri farmasi

Ada empat jenis sentrifugal yang digunakan dalam produksi farmasi. Mereka semua memiliki karakteristik yang berbeda.

Centrifuge industri adalah peralatan yang menggunakan gaya sentrifugal untuk memisahkan cairan atau partikel. Ada tiga jenis sentrifugal: pemisahan cair-cair, pemisahan cair-cair-padat, dan pemisahan cair-cair-padat. Artikel ini akan membahas empat jenis sentrifugal yang digunakan dalam industri farmasi.

1. Sentrifugal pengupas horizontal

Prinsip gaya sentrifugal digunakan untuk memisahkan padatan dari cairan menggunakan perbedaan massa jenis. Anda dapat menggunakan metode ini untuk memisahkan garam dari air, atau urea dari campuran karbamat yang belum diubah. Kecepatan putaran yang tinggi memberikan gaya sentrifugal yang diperlukan untuk memungkinkan padatan tersuspensi mengendap di permukaan bagian dalam drum. Semua langkah pencucian dilakukan dengan kecepatan yang sama dan dalam bejana sentrifus yang sama persis.

Fitur uniknya adalah kecepatan keranjangnya yang konstan. Hal ini memungkinkan semua operasi seperti pengumpanan dan pengeringan, pengeringan dan pengosongan dilakukan dengan kecepatan keranjang penuh. Sentrifugal pengupas horizontal tersedia dalam mode batch dan kontinu.

Pengupas centrifuge ini dikendalikan oleh piston hidrolik dan poros pengupas. Bilah dan susunan dudukan terletak di atas saluran pelepasan, sehingga kue yang tergores dapat langsung dimasukkan ke dalam saluran.

2. Sentrifugal pelepasan atas

Mereka adalah alternatif ekonomis untuk produksi farmasi. Sentrifugal pembuangan atas mudah disesuaikan dengan karakteristik produk. Mereka dapat menangani berbagai produk dalam jumlah kecil dan besar. Mesin dapat mengeluarkan padatan lembut tanpa menyebabkan penghancuran partikel.

Jenis ini biasanya memiliki pembersihan otomatis di tempat (CIP), dan pembuangan kue saringan tanpa kehilangan. Pembersihan mudah untuk bagian-bagian mesin yang bersentuhan langsung dengan produk.

3. Sentrifugal pengupas vertikal

Sentrifugal pengupas vertikal beroperasi di bawah filtrasi terputus-putus dan sangat cocok untuk pemisahan efisien bahan kimia farmasi dan halus. Centrifuge ini dapat digunakan untuk batch kecil dan produk yang sering berubah.

Karena proses pengelupasan dilakukan dengan kecepatan yang lebih lambat, tidak ada kristal yang pecah. Housing proses membuka/menutup secara otomatis, memungkinkan pemeriksaan lengkap semua bagian di dalam area. Proses pembersihan dilakukan oleh sistem CIP yang sepenuhnya otomatis. Itu juga dapat membanjiri kandang proses, jika diperlukan.

Mesin centrifuge ini cocok untuk memisahkan asam Amino, asam benzoat, benzena, belerang, kalsium hipoklorida, heksaklorosikloheksana, insulin, penisilin, dan pati, misalnya.

4. Pembalik sentrifugal filter

Sistem filtrasi dapat secara otomatis mengeluarkan partikulat yang terkumpul. Sistem filtrasi ini ideal untuk menyaring limbah proses atau produk yang sulit disaring. Ini memiliki debit produk yang lembut dan tidak meninggalkan tumit residu. Partikulat disimpan dalam bentuk aslinya dengan metode pembuangan, yang tidak memerlukan pengepresan atau pengikisan. Sistem hidrolik dapat terkontaminasi oleh sistem yang dikontrol secara mekanis. Berputar dengan kecepatan tinggi dengan muatan keranjang maksimum dan menggunakan media cuci yang relatif sedikit.

Rotor sentrifus

Rotor dalam sentrifugal adalah perangkat motor yang menampung tabung dengan sampel. Rotor centrifuge dirancang untuk menghasilkan kecepatan putaran yang dapat menyebabkan pemisahan komponen dalam sampel. Ada tiga jenis utama rotor yang digunakan dalam centrifuge, yaitu:

1. Rotor sudut tetap

Rotor ini menahan tabung sampel pada sudut 45° dalam kaitannya dengan sumbu rotor. Dalam jenis rotor ini, partikel-partikel menyerang sisi tabung yang berlawanan di mana partikel akhirnya meluncur ke bawah dan terkumpul di bagian bawah. Ini lebih cepat daripada jenis rotor lainnya karena panjang lintasan tabung meningkat. Namun, karena arah gaya berbeda dari posisi tabung, beberapa partikel mungkin tertinggal di sisi tabung.

Rotor sudut tetap adalah rotor sentrifugal yang memiliki sudut kemiringan tetap dan digunakan dalam sentrifugal untuk memisahkan partikel berdasarkan ukuran dan kerapatan. Rotor sudut tetap biasanya digunakan untuk pemisahan kecepatan tinggi, dan mampu mencapai kecepatan yang sangat tinggi.

Ada beberapa keuntungan menggunakan rotor sudut tetap:

1. Kecepatan tinggi: Rotor sudut tetap mampu mencapai kecepatan sangat tinggi, menjadikannya ideal untuk memisahkan partikel berdasarkan ukuran dan kerapatan.
2. Pemisahan yang efisien: Karena sampel ditangguhkan pada sudut tetap, rotor sudut tetap umumnya lebih efisien dalam memisahkan partikel dibandingkan dengan rotor swing-bucket.
3. Berbagai ukuran: Rotor sudut tetap tersedia dalam berbagai ukuran dan desain, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi dan jenis sampel.
4. Multifungsi: Rotor sudut tetap dapat digunakan untuk berbagai aplikasi, termasuk memisahkan protein, asam nukleat, sel, dan partikel lainnya.
5. Daya tahan: Rotor sudut tetap umumnya lebih awet dan tahan lama dibandingkan jenis rotor lainnya.

Penting untuk memilih rotor sudut tetap yang sesuai untuk aplikasi khusus Anda, karena rotor yang berbeda dioptimalkan untuk jenis pemisahan dan volume sampel yang berbeda.

2. Rotor ember berayun / Rotor horizontal

Rotor ember yang berayun menahan tabung pada sudut 90° saat rotor berayun saat proses dimulai. Di rotor ini, tabung digantung di rak yang memungkinkan tabung dipindahkan cukup untuk memperoleh posisi horizontal. Dalam jenis rotor ini, partikel hadir di sepanjang arah atau jalur gaya yang memungkinkan partikel dipindahkan menjauh dari rotor menuju bagian bawah tabung. Karena tabung tetap horizontal, supernatan tetap sebagai permukaan datar yang memungkinkan partikel yang diendapkan dipisahkan dari supernatan.

3. Rotor vertikal

Rotor vertikal memberikan panjang lintasan terpendek, waktu pengoperasian tercepat, dan resolusi tertinggi dari semua rotor. Pada rotor vertikal, tabung vertikal selama pengoperasian centrifuge. Rendemen rotor tidak ideal karena posisi tabung tidak sejajar dengan arah gaya sentrifugal. Akibatnya, bukannya mengendap, partikel cenderung menyebar ke arah dinding luar tabung. Ini umumnya digunakan dalam isopycnic dan sentrifugasi gradien densitas.

Rotor vertikal dirancang untuk digunakan dalam sentrifugal vertikal, yang merupakan instrumen laboratorium yang digunakan untuk memisahkan partikel berdasarkan ukuran dan kerapatannya. Rotor vertikal biasanya lebih kecil dan lebih kompak daripada rotor horizontal, dan dirancang untuk digunakan dengan volume sampel yang lebih kecil.

Ada beberapa keuntungan menggunakan rotor vertikal:

1. Kecepatan tinggi: Rotor vertikal mampu mencapai kecepatan sangat tinggi, menjadikannya ideal untuk memisahkan partikel berdasarkan ukuran dan kerapatan.
2. Ukuran kompak: Rotor vertikal biasanya lebih kecil dan lebih kompak daripada rotor horizontal, menjadikannya ideal untuk digunakan di laboratorium yang lebih kecil atau ketika ruang terbatas.
3. Pemisahan yang efisien: Karena sampel ditangguhkan dalam posisi vertikal, rotor vertikal umumnya lebih efisien dalam memisahkan partikel dibandingkan dengan rotor horizontal.
4. Berbagai ukuran: Rotor vertikal hadir dalam berbagai ukuran dan desain, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi dan jenis sampel.
5. Keserbagunaan: Rotor vertikal dapat digunakan untuk berbagai aplikasi, termasuk memisahkan protein, asam nukleat, sel, dan partikel lainnya.

Penting untuk memilih rotor vertikal yang sesuai untuk aplikasi khusus Anda, karena rotor yang berbeda dioptimalkan untuk jenis pemisahan dan volume sampel yang berbeda.

4. Rotor horizontal

Rotor ini dirancang untuk pemisahan berkapasitas tinggi dan sering digunakan untuk memisahkan sampel dalam volume besar.

Rotor sentrifugal horizontal dirancang untuk digunakan dalam sentrifugal horizontal, yang merupakan instrumen laboratorium yang digunakan untuk memisahkan partikel berdasarkan ukuran dan kerapatannya. Rotor horizontal biasanya lebih besar dan lebih kuat daripada jenis rotor lainnya, dan dirancang untuk digunakan dengan volume sampel yang besar.

Ada beberapa keuntungan menggunakan rotor centrifuge horizontal:

1. Kapasitas tinggi: Rotor horizontal mampu memisahkan volume sampel yang besar, menjadikannya ideal untuk digunakan dalam aplikasi throughput tinggi.
2. Pemisahan lembut: Karena sampel ditangguhkan dalam posisi horizontal, rotor horizontal umumnya kurang menekan sampel dibandingkan dengan rotor vertikal. Ini dapat bermanfaat untuk sampel sensitif, seperti sel atau protein.
3. Memuat dan membongkar dengan mudah: Rotor horizontal biasanya memiliki desain pemuatan depan, yang memudahkan pemuatan dan pembongkaran sampel.
4. Multifungsi: Rotor horizontal tersedia dalam berbagai ukuran dan desain, menjadikannya cocok untuk berbagai aplikasi dan jenis sampel.
5. Daya tahan: Rotor horizontal umumnya lebih awet dan tahan lama dibandingkan jenis rotor lainnya.

Penting untuk memilih rotor horizontal yang sesuai untuk aplikasi khusus Anda, karena rotor yang berbeda dioptimalkan untuk jenis pemisahan dan volume sampel yang berbeda.

5. Rotor khusus

Ada banyak jenis rotor khusus yang tersedia, termasuk yang dirancang untuk digunakan dengan tabung mikro, tabung dengan diameter besar, dan tabung dengan bentuk tidak beraturan.

Rotor centrifuge khusus dirancang untuk aplikasi atau jenis sampel tertentu. Beberapa contoh rotor khusus meliputi:

1. Rotor mikrosentrifus: Rotor ini dirancang untuk digunakan dengan tabung mikro dan sering digunakan untuk pemisahan sampel bervolume kecil dengan kecepatan tinggi.
2. Rotor berkapasitas besar: Rotor ini dirancang untuk digunakan dengan tabung dengan diameter besar dan sering digunakan untuk memisahkan sampel dalam volume besar.
3. Rotor bentuk tidak beraturan: Rotor ini dirancang untuk digunakan dengan tabung dengan bentuk tidak beraturan, seperti tabung bawah bulat atau tabung dengan ujung meruncing.
4. Rotor persiapan: Rotor ini dirancang untuk digunakan dalam sentrifugasi preparatif, yang merupakan proses yang digunakan untuk memurnikan atau memekatkan sampel.
5. Rotor termal: Rotor ini dirancang untuk mempertahankan suhu konstan selama proses sentrifugasi, yang penting untuk jenis sampel tertentu, seperti enzim atau protein.
6. Rotor ultrasentrifus: Rotor ini dirancang untuk digunakan dalam ultrasentrifugasi, yang merupakan proses sentrifugasi berkecepatan tinggi yang digunakan untuk memisahkan partikel berdasarkan ukuran dan kerapatannya.

Penting untuk memilih rotor khusus yang sesuai untuk aplikasi khusus Anda, karena rotor yang berbeda dioptimalkan untuk jenis pemisahan dan volume sampel yang berbeda.

6. Jenis lain dari rotor Centrifuge

• Rotor drum: Drum-rotor adalah rotor khusus dengan sentrifugal tinggi. Sampel ditempatkan dalam kaset, dan kemudian secara vertikal ke dalam rotor yang berputar. Sampel tidak akan bergerak dari posisi vertikalnya. Proses sedimentasi bekerja dengan cara yang mirip dengan swing-bucket, tetapi dengan kecepatan yang lebih tinggi. Rotor ini sangat efisien dalam pemisahan densitas, tetapi tidak cocok untuk pembuatan pelet.

• Rotor Zona: Rotor Zonel dapat berupa aliran batch atau aliran kontinu. Mereka lebih umum digunakan daripada yang terakhir dan dimaksudkan untuk mengurangi efek dinding pada sudut tetap dan mengayunkan rotor bucket dan meningkatkan ukuran sampel.
• Rotor Elutriator: Rotor elutriator adalah jenis rotor aliran kontinu. Ini memiliki ceruk yang menampung satu ruang pemisah berbentuk kerucut, yang titik puncaknya menjauh dari sumbu. Ada juga ruang bypass yang berfungsi sebagai penyeimbang dan menyediakan saluran keluar cairan.

Perawatan Rotor

Lapisan pelindung anodized pada rotor aluminium sangat tipis dan tidak menawarkan banyak perlindungan terhadap korosi. Rotor harus dirawat dengan hati-hati untuk menghindari goresan. Penting untuk mencuci rotor secara menyeluruh dengan air deionisasi. Karena kelembapan dapat menyebabkan korosi, yang terbaik adalah membiarkannya mengering terbalik dalam kondisi hangat. Setelah kering, mereka harus tetap kering di lingkungan yang kering dan bersih. Hanya permukaan luar rotor yang dapat dilindungi dengan semir lanolin atau silikon.

Namun, rotor swiping-bucket tidak boleh sepenuhnya terendam air. Sistem gantung ember bisa jadi sulit untuk dikeringkan. Rotor yang terbuat dari titanium tahan terhadap korosi. Untuk menghindari kerusakan akibat getaran pada poros penggerak sentrifugal, penting untuk menyeimbangkan beban sampel dalam batas yang ditentukan. Keseimbangan rotor harus dipertahankan dengan tidak menjalankan rotor swiping-bucket dengan semua bucket atau tutup dilepas.

Kelelahan logam dapat terjadi ketika rotor sedang diperlambat atau dipercepat. Hal ini dapat disebabkan oleh peregangan siklik atau relaksasi logam. Untuk mencegah tegangan berlebih pada motor dan memastikan pengoperasian yang aman, penting untuk menyimpan catatan terperinci tentang semua penggunaannya. Ini termasuk kecepatan, durasi, dan jumlah lari. Pabrikan kemudian dapat menurunkan daya motor setelah jumlah putaran tertentu, atau menggantinya setelah waktu tertentu.

Cara Mengoperasikan Tabung Centrifuge

Tabung centrifuge adalah wadah gelas berbentuk silinder yang telah dikalibrasi yang dapat digunakan untuk menganalisis dan memisahkan berbagai bahan di laboratorium. Untuk percobaan, mereka harus masuk ke dalam slot centrifuge.

Perangkat ini digunakan oleh teknisi laboratorium untuk menguji sampel cair dan padat-cair. Mereka pertama-tama menyimpan zat di dalam tabung, lalu mengamankannya di dalam slot. Teknisi lab kemudian memutar tabung dengan kecepatan yang tepat untuk memastikan bahwa partikel yang lebih padat dari setiap zat terkumpul pada titik yang paling dekat dengan sumbu, dan sebaliknya.

Ada banyak pilihan untuk tabung centrifuge laboratorium dalam plastik, kopolimer, dan polipropilena.

Ukuran

Anda dapat menemukan semuanya mulai dari tabung kecil dengan penutup untuk sentrifugal mikro hingga tabung besar yang dapat menampung 50,000 gram dalam sentrifugal berpendingin.

Jenis tabung centrifuge

Berbagai jenis tabung centrifuge banyak digunakan untuk berbagai keperluan, seperti:

• Tabung Bawah Kerucut
• Tabung Microcentrifuge- Snap Cap
• Tabung Microcentrifuge – Tutup Sekrup dan Seterusnya

Cara menggunakan centrifuge dengan aman

Ini adalah panduan utama yang harus diikuti saat mengoperasikan tabung sentrifus untuk menghindari kerusakan dan kemungkinan cedera pada teknisi lab atau dokter.

• Anda harus selalu bekerja di permukaan yang rata. Anda harus memastikan bahwa permukaannya rata dan kokoh.
• Seimbangkan tabung centrifuge di dalam rotor dengan aman. Misalnya, jika Anda perlu menjalankan centrifuge dengan cairan 20mL, Anda dapat meletakkan tabung lain dengan air 20mL di lubang yang berlawanan. Jika cairan memiliki kepadatan yang berbeda dari air, yang terbaik adalah menyeimbangkan tabung menggunakan massa dan bukan volume.
• Jangan buka tutupnya saat rotor sedang bergerak. Ini terkadang terbukti berbahaya. Ada sentrifugal dengan penutup pengaman. Tutupnya bisa dibuka untuk mencegah rotor berputar. Karena kelembamannya, rotor akan terus berputar sehingga sebaiknya berhati-hati.
• Tabung centrifuge berputar, jadi ada getaran. Namun, goyangan yang berlebihan bisa berbahaya. Periksa kembali apakah tabung sudah seimbang dengan benar. Anda tidak boleh terus menjalankan centrifuge yang bergetar, bergoyang, atau berputar saat sedang berputar.
• Itu selalu ide yang baik untuk memakai kacamata pengaman atau pelindung wajah saat bekerja di laboratorium. Sebaiknya kenakan juga kacamata pengaman jika Anda bekerja di dekat sentrifugal.
• Saat centrifuge masih berputar, jangan sentuh, benturkan, atau gerakkan.
• Untuk menghindari gangguan, lebih baik bersihkan centrifuge dan rotor Anda setiap selesai digunakan.

Aplikasi Sentrifugasi

1. Pemisahan di Laboratorium: Ada banyak sentrifugal skala laboratorium yang dapat digunakan untuk memisahkan cairan tersuspensi atau cairan yang tidak bercampur dalam biologi, kimia, dan kedokteran klinis.
2. Pemisahan Isotop: Ada sentrifugal lain yang memisahkan isotop. Yang pertama adalah sentrifugal tipe Zippe. Sentrifugal ini dapat digunakan dalam program tenaga nuklir atau senjata nuklir.
3. Pemisah sentrifugal industri: Sistem filtrasi cairan pendingin ini digunakan untuk memisahkan partikel dari cairan seperti cairan pendingin gerinda atau cairan pendingin permesinan. Ini digunakan untuk memisahkan partikel non-ferrous seperti silikon, kaca dan keramik. Itu tidak menggunakan bagian yang dapat dikonsumsi seperti kantong filter. Ini menyelamatkan bumi.
4. Pemodelan centrifuge geoteknik: Pemodelan Centrifuge Geoteknik digunakan untuk menguji model yang melibatkan tanah. Untuk model skala, percepatan centrifuge digunakan untuk membuat tekanan skala prototipe. Masalah seperti pondasi bangunan, bendungan tanah dan terowongan, serta kestabilan lereng.
5. Sintesis Bahan: Kondisi gravitasi tinggi yang diciptakan oleh centrifuge dapat digunakan dalam industri kimia, pengecoran, dan sintesis material. Kondisi gravitasi dapat sangat mempengaruhi konveksi dan perpindahan massa. Para peneliti menemukan bahwa tingkat gravitasi tinggi dapat berdampak signifikan pada komposisi fase dan morfologi produk.
6. Aplikasi komersial: 
   • Pakaian yang dicuci dengan tangan dapat dikeringkan dalam sentrifugal mandiri, biasanya dengan saluran keluar air.
   • Untuk membuang air dari beban cucian, mesin cuci dapat digunakan sebagai sentrifugal.
   • Dalam Mission: SPACE di Epcot, Walt Disney World, sentrifugal digunakan untuk menggerakkan pengendara. Atraksi ini menggunakan kombinasi centerifuge dan motion simulator untuk memberikan ilusi pergi ke luar angkasa.
   • Mesin sentrifugal menggunakan percepatan sentrifugal dalam mekanika tanah untuk mencocokkan tegangan tanah dalam model skala dengan kondisi kehidupan nyata.
   • Banyak sentrifugal industri besar dapat digunakan untuk mengeringkan lumpur dalam air limbah dan pengolahan air. Produk kering yang dihasilkan biasa disebut cake. Setelah sebagian besar padatan dihilangkan, centrifuge meninggalkan apa yang dikenal sebagai centrate.
   • Untuk menghilangkan padatan dari cairan pengeboran, sentrifugal industri besar juga dapat digunakan oleh industri minyak.
   • Beberapa perusahaan menggunakan sentrifugal tumpukan cakram untuk memisahkan bitumen dari air dan padatan lainnya.
   • Sentrifugal dapat digunakan untuk memisahkan krim dari susu (menghilangkan lemak). Lihat Pemisah (susu).

Referensi

• https://en.wikipedia.org/wiki/Centrifuge
• https://www.discoveryscientificsolutions.com/item/51
• https://www.sigmaaldrich.com/IN/en/technical-documents/technical-article/protein-biology/protein-pulldown/centrifugation-separations
• https://www.beckman.com/resources/technologies/centrifugation/principles/rotor-types
• http://origin.who.int/medical_devices/innovation/hospt_equip_8.pdf
• Serwer, BAKTERIOFAG: PEMISAHAN, Editor: Ian D. Wilson, Ensiklopedia Ilmu Pemisahan, Pers Akademik, 2000, Halaman 2102-2109,
• https://www.westlab.com/blog/2018/12/27/3-things-to-consider-when-choosing-a-centrifuge-tube#:~:text=Centrifuge%20tubes%20are%20available%20in,resistance%20to%20most%20organic%20solvents.
• https://www.biologydiscussion.com/biochemistry/centrifugation/centrifuge-introduction-types-uses-and-other-details-with-diagram/12489
• https://handling-solutions.eppendorf.com/sample-handling/centrifugation/safe-use-of-centrifuges/basics-in-centrifugation/
• https://www.news-medical.net/Life-Science-and-Laboratory/Microcentrifuges
• https://adarshsomani02.wordpress.com/tag/types-of-centrifuge-tubes/
• https://laboglob.com/en/centrifuge-tubes/
• https://www.mybiosource.com/learn/testing-procedures/rate-zonal-centrifugation/
• https://henderson-biomedical.co.uk/blog/centrifuge-tubes/
• Wilson, K., Walker, J. (2018). Prinsip dan Teknik Biokimia dan Biologi Molekuler. Edisi kedelapan. Cambridge University Press: New York.
• https://www.pharmtech.com/view/centrifuges-used-pharmaceutical-manufacturing-primer