LA CENTRIFUGA 2
PRINCIPI DELLA SEDIMENTAZIONE
IL CAMPO CENTRIFUGO RELATIVO
E' UNA MISURA DI QUANTE VOLTE IL CAMPO CENTRIFUGO E' SUPERIORE
AL CAMPO GRAVITAZIONALE
(> È LA FORZA CENTRIFUGA, < È IL TEMPO DI SEPARAZIONE)
COMPORTAMENTO DELLE PARTICELLE SOTTO L'AZIONE DEL CAMPO CENTRIGUFO:
NEL CORSO DELLA SEDIMENTAZIONE, LA PARTICELLA E' SOTTOPOSTA AD UNA FORZA NETTA VERSO L'ESTERNO, LA FORZA CENTRIFUGA,
CHE E' DATA DALL'ESPRESSIONE: F= 4/3Π RP 3 (ΡP - ΡM) Ω2 R
DOVE 4/3Π RP 3 = VOLUME DELLA PARTICELLA DI RAGGIO RP (SUPPOSTA SFERICA) ΡP = DENSITÀ DELLA PARTICELLA ΡM = DENSITÀ DEL MEZZO R = DISTANZA DELLA PARTICELLA DAL CENTRO DI ROTAZIONE.
LE PARTICELLE, IN BASE A TALE FORZA, ALL'INTERNO DELLA SOLUZIONE SI MUOVONO DI MOTO UNIFORMEMENTE ACCELERATO,
TUTTAVIA ESSE GENERANO ATTRITO QUANDO MIGRANO ATTRAVERSO LA SOLUZIONE X EFFETTO DELLA VISCOSITA' DEL MEZZO E DELLA SUA VELOCITA'
LA VELOCITÀ DI SEDIMENTAZIONE PUÒ ANCHE ESSERE ESPRESSA IN TERMINI DI VELOCITÀ DI SEDIMENTAZIONE PER UNITÀ DI CAMPO CENTRIFUGO APPLICATO,
COMUNEMENTE DETTO “COEFFICIENTE DI SEDIMENTAZIONE”(S): S = V/ Ω2 R S = 2R2 P (ΡP -ΡM)/ 9Η.
I COEFFICIENTI DI SEDIMENTAZIONE DELLA MAGGIOR PARTE DELLE STRUTTURE BIOLOGICHE ASSUMONO VALORI MOLTO PICCOLI,
PER CONVENZIONE VIENE ADOTTATA UN’UNITÀ DI MISURA SPECIFICA PER LE PARTICELLE BIOLOGICHE, LO SVEDBERG (S) CHE EQUIVALE A 10-13 SECONDI.
IL CAMPO CENTRIFUGO VIENE ESPRESSO COME MULTIPLO DEL CAMPO GRAVITAZIONALE TERRESTRE (981 CM/S2 )
CIOE' COME IL RAPPORTO TRA IL PESO DELLA PARTICELLA SOTTOPOSTA AL CAMPO CENTRIFUGO
ED IL PESO DELLA STESSA IN PRESENZA DELLA SOLA FORZA DI GRAVITA':
CAMPO CENTRIFUGO RELATIVO (RCF) (O NUMERO DI G): RCF = 4Π2 (RPM) 2 · R/3600· 981 RCF = (1.118 · 10-5 ) (RPM) 2 · R.
LA SEDIMENTAZIONE DELLE PARTICELLE, CON L'ASSUNZIONE CHE SIANO SFERICHE,
PUO' ESSERE SPIEGATA DALL'EQUAZIONE DI STOKES, CHE DESCRIVE IL MOVIMENTO DI UNA SFERA IN UN CAMPO GRAVITAZIONALE:
FORZA D’ATTRITO F0= VF0 V = VELOCITÀ DI SEDIMENTAZIONE; F0 = COEFFICIENTE D’ATTRITO. F0 = 6ΠΗRP Η= COEFFICIENTE DI VISCOSITÀ DEL MEZZO RP= RAGGIO DELLA PARTICELLA SFERICA
LA PARTICELLA SFERICA ACCELERA FINO A QUANDO LA FORZA DI SEDIMENTAZIONE DIVENTA = ALLA FORZA DI ATTRITO
CHE OPPONE RESISTENZA AL MOVIMENTO DEL MEZZO (F=F0) E, A QUESTO PUNTO, LA PARTICELLA NON ACCELERA +,
AVENDO RAGGIUNTO LA VELOCITÀ MASSIMA CHE LA PORTA A SEDIMENTARE CON UNA VELOCITÀ COSTANTE, E SI HA: 4/3Π RP 3 (ΡP - ΡM) Ω2 R =6ΠΗRPV
IN GENERALE UNA PARTICELLA + GRANDE HA UNA UNITÀ SVEDBERG >
E QUINDI UNA > VELOCITÀ DI SEDIMENTAZIONE.
ESSENDO UNA RIVOLUZIONE DEL ROTORE PARI A 2Π RADIANTI,
LA V ANGOLARE DEL ROTORE, IN RADIANTI AL SEC VIENE ESPRESSA IN TERMINI DI RIVOLUZIONI AL MINUTO (RPM):
Ω= 2Π RPM/60 QUINDI G = 4Π2 (RPM) 2 R/3600
LA VELOCITA' DI SEDIMENTAZIONE DIPENDE DAL CAMPO CENTRIFUGO (G) APPLICATO,
IL QUALE E' IN FUNZIONE
DELLA VELOCITA' ANGOLARE DEL ROTORE (Ω, IN RADIANTI/SEC)
E DELLA DISTANZA DELLA PARTICELLA ALL'ASSE DI ROTAZIONE ((R, IN CM),