Аналитическое ультрацентрифугирование - Analytical ultracentrifugation

Аналитическое ультрацентрифугирование - это аналитический метод, сочетающий ультрацентрифугу с системами оптического мониторинга.

Аналитическая ультрацентрифуга. Похоже, это Spinco Model E. Это ранний инструмент, вероятно, датируемый 1950-ми годами. Оператор сидит перед камерой для образцов, его левая рука касается ротора. Во время работы камера будет закрыта бронированным кожухом и откачана до вакуума. Кожух был опущен, чтобы обеспечить доступ для загрузки или разгрузки ротора.^[1]

В аналитической ультрацентрифуге (обычно обозначаемой как AUC) профиль седиментации образца отслеживается в реальном времени с помощью оптической системы обнаружения. Образец обнаруживается с помощью системы, чувствительной к поглощению ультрафиолетового света и / или интерференционному оптическому показателю преломления. Таким образом, оператор может наблюдать за изменением концентрации образца в зависимости от оси профиля вращения в результате приложенного центробежного поля. С помощью современного оборудования эти наблюдения переводятся в цифровую форму и сохраняются для дальнейшего математического анализа.

Информация, которую можно получить с помощью аналитической ультрацентрифуги, включает общую форму макромолекулы, конформационные изменения макромолекул и распределения макромолекул по размерам. С помощью AUC можно получить информацию о количестве и субъединице стехиометрия не-ковалентный комплексы и константа равновесия константы макромолекул, такие как белки, ДНК, наночастицы или другие сборки из разных классов молекул.

Аналитическое ультрацентрифугирование в последнее время стало широко использоваться из-за большей простоты анализа с помощью современных компьютеров и разработки программного обеспечения, включая Национальные институты здоровья поддерживаемый программный пакет SedFit.

История

Приборы

Роторы для аналитической ультрацентрифуги для максимальной скорости вращения 50 000 (слева) и 60 000 (справа) об / мин

Аналитическая ультрацентрифуга увеличивает ультрацентрифуга источником света и оптическими детекторами. Чтобы позволить свету проходить через аналит во время ультрацентрифуги, требуются специализированные клетки, которые должны соответствовать оптическим свойствам, а также противостоять силам гравитации. Каждая ячейка состоит из корпуса, двух окон из кварцевого стекла, центрирующего элемента с двумя секторами. Эти ячейки помещаются в ротор с проходным отверстием.

Теория

Виды экспериментов

Применяя специальное оборудование и адаптируя параметры измерения, можно провести несколько типов экспериментов. Наиболее распространенными экспериментами по AUC являются эксперименты со скоростью седиментации и равновесием седиментации.

Скорость седиментации

Эксперименты со скоростью седиментации показывают форму и молярную массу аналитов, а также их распределение по размерам.^[2] Разрешение по размеру этого метода масштабируется приблизительно с квадратом радиусов частиц, и, регулируя скорость ротора эксперимента, размер варьируется от 100Да до 10 ГДа можно накрыть. Эксперименты по скорости седиментации также могут быть использованы для изучения обратимого химического равновесия между макромолекулярными видами путем мониторинга количества и молярной массы макромолекулярных комплексов, путем сбора информации о составе комплекса из многосигнального анализа с использованием различий в спектральном сигнале каждого компонента или путем следуя зависимости скорости седиментации макромолекулярной системы от состава, как описано в Теория Гилберта-Дженкинса.

Эксперимент направлен на отслеживание поведения седиментации при фиксированной угловой скорости.

Седиментационное равновесие

Эксперименты по седиментационному равновесию сообщают о молярной массе аналитов и химическое равновесие константы. ^[3]

Они связаны с регулированием скорости вращения ротора таким образом, чтобы сформировался стационарный профиль концентрации c (r) образца в ячейке, где седиментация и диффузия компенсируют друг друга.

Центрифугирование в градиенте плотности

Оценка данных

Смотрите также

внешняя ссылка

дальнейшее чтение

Лебовиц Дж., Льюис М.С., Шак П. (январь 2005 г.). «Современное аналитическое ультрацентрифугирование в науке о белках: учебный обзор». Белковая наука. 102 (9): 2067–2069. Дои:10.1110 / пс 0207702. ЧВК 2373601. PMID 12192063.
Бальбо А., Минор К. Х., Великовский С. А., Мариуцца Р. А., Петерсон С. Б., Шак П. (январь 2005 г.). «Изучение мультибелковых комплексов с помощью аналитического ультрацентрифугирования мультисигнальных скоростей седиментации». PNAS. 102 (1): 81–86. Bibcode:2005ПНАС..102 ... 81Б. Дои:10.1073 / pnas.0408399102. ЧВК 538923. PMID 15613487.
Коул Дж., Хансен Дж. (Декабрь 1999 г.). «Аналитическое ультрацентрифугирование как современный инструмент биомолекулярных исследований». J Biomol Tech. 10 (4): 163–76. ЧВК 2291609. PMID 19499023.

[1] «Техническое руководство, ультрацентрифуга Spinco, модель E». Электронные коллекции Института истории науки. Получено 2018-12-18.

[2] Перес-Рамирес Б. и Стекерт Дж. Дж. (2005). Лечебные белки: методы и протоколы. СМ. Smales и D.C. James, Eds. Том 308: 301-318. Humana Press Inc, Тотова, Нью-Джерси.

[3] Гирландо, Р. (2011). «Анализ макромолекулярных взаимодействий по седиментационному равновесию». Современное аналитическое ультрацентрифугирование: методы. 58 (1): 145–156. Дои:10.1016 / j.ymeth.2010.12.005. ЧВК 3090454. PMID 21167941.

[1]

[2]

[3]