केन्द्रापसारक परीक्षण मशीन
विवरण
तकनीकी पैरामीटर
केन्द्रापसारक परीक्षण मशीनएक प्रकार का परीक्षण उपकरण है जो कोणीय गति के माध्यम से सेंट्रिपेटल त्वरण (निरंतर त्वरण) उत्पन्न करता है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से उच्च त्वरण वातावरण का अनुकरण करने के लिए किया जाता है, और उत्पादों, सामग्री या घटकों के प्रदर्शन परीक्षण और विश्वसनीयता सत्यापन करते हैं। इसका मुख्य कार्य एक नियंत्रित केन्द्रापसारक त्वरण वातावरण प्रदान करना है, जो व्यापक रूप से एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव, इलेक्ट्रॉनिक्स, सामग्री विज्ञान और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। यह उच्च गति वाले रोटेशन के माध्यम से केन्द्रापसारक बल उत्पन्न करता है, वास्तविक उपयोग में त्वरण वातावरण का अनुकरण करता है। सेंट्रीफ्यूगल बल की परिमाण रोटेशन की त्रिज्या के वर्ग और कोणीय वेग के लिए आनुपातिक है, निम्नानुसार है: f=m · · · · · r. विभिन्न परिदृश्यों में यांत्रिक वातावरण का अनुकरण करने के लिए नियंत्रित।
उच्च त्वरण पर्यावरण सिमुलेशन के मुख्य उपकरणों के रूप में, उपकरण उत्पाद विकास, गुणवत्ता नियंत्रण और विश्वसनीयता सत्यापन में एक अपूरणीय भूमिका निभाता है। जैसे -जैसे तकनीक आगे बढ़ती जा रही है, यह उच्च परिशुद्धता, उच्च दक्षता और अधिक बुद्धिमत्ता की दिशा में विकसित होगी।
जैविक नमूनों की शुद्धता का पता लगाने में आवेदन
पवित्रता का पता लगाने का मुख्य सिद्धांत
घनत्व ढाल सेंट्रीफ्यूजेशन
सिद्धांत: घनत्व ढाल मीडिया (जैसे कि सुक्रोज, सीज़ियम क्लोराइड) अवसादन दर अंतर में विभिन्न घटकों का उपयोग करना, स्तरीकृत क्षेत्र का गठन।
अनुप्रयोग: वायरस, प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड और अन्य जैविक मैक्रोमोलेक्यूलस का अलगाव, ज़ोन के स्थान से शुद्धता को देखते हुए।
लाभ: छोटे घनत्व अंतर के साथ घटकों का उच्च संकल्प और पृथक्करण।
विभेदक अपकेंद्रण
सिद्धांत: आकार और घनत्व में बड़े अंतर वाले घटकों को धीरे -धीरे अलग -अलग गति से अलग किया जाता है।
आवेदन: ऑर्गेनेल (जैसे, माइटोकॉन्ड्रिया, गेशन नाभिक) का प्रारंभिक अलगाव, शुद्धता का आकलन करने के लिए बाद के विश्लेषण के साथ संयुक्त।
सीमाएँ: कम संकल्प और संभावित अवशिष्ट अशुद्धियां।
समरूपता सेंट्रीफ्यूजेशन
सिद्धांत: घटक एक स्थिर क्षेत्र का निर्माण करते हुए, केन्द्रापसारक क्षेत्र में ही एक ही घनत्व के साथ माध्यम की स्थिति में माइग्रेट करता है।
आवेदन: उच्च शुद्धता के साथ वायरस और प्लास्मिड डीएनए को अलग करें, और बैंड की चौड़ाई और स्थान द्वारा शुद्धता का मूल्यांकन करें।
शुद्धता का पता लगाने के प्रमुख संकेतक
घटक वितरण
लक्ष्य: लक्ष्य घटकों को एक ही क्षेत्र में केंद्रित किया जाना चाहिए, और अन्य स्थानों में बिखरे हुए अशुद्धियों को।
पता लगाने की विधि:
ऑप्टिकल डिटेक्शन: पराबैंगनी अवशोषण (जैसे न्यूक्लिक एसिड, प्रोटीन) या अपवर्तक सूचकांक का उपयोग क्षेत्र की निगरानी के लिए बदलता है।
इलेक्ट्रोफोरेटिक विश्लेषण: बैंड एकत्र किए जाने के बाद, शुद्धता को agarose gel वैद्युतकणसंचलन या SDS-PAGE द्वारा सत्यापित किया जाता है।
पुनर्प्राप्ति के लिए पुनर्प्राप्ति अनुपात
वसूली दर: प्रारंभिक राशि के लिए लक्ष्य घटक की बरामद राशि का अनुपात, पृथक्करण दक्षता को दर्शाता है।
शुद्धता अनुपात: अशुद्धता के लिए लक्ष्य घटक का ऑप्टिकल घनत्व (OD) अनुपात। अधिक शुद्धता अनुपात, नमूना उतना ही शुद्ध होता है।
विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य
वायरस शुद्धि
प्रक्रिया:
सेल lysate को अंतर सेंट्रीफ्यूजेशन द्वारा हटा दिया गया था।
सतह पर तैरनेवाला घनत्व ढाल centrifugation द्वारा अलग किया गया था।
वायरस बैंड एकत्र किए गए थे और शुद्धता को इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी या पीसीआर द्वारा सत्यापित किया गया था।
शुद्धता मानदंड: वायरल कण 95%से अधिक या बराबर, होस्ट सेल प्रोटीन अवशेष 5%से कम या बराबर।
प्रोटीन शुद्धि
प्रक्रिया:
सेल lysate को अमोनियम सल्फेट की वर्षा द्वारा प्रोटीन के साथ प्रारंभिक रूप से समृद्ध किया गया था।
सतह पर तैरनेवाला आयन एक्सचेंज क्रोमैटोग्राफी द्वारा centrifugation के साथ संयुक्त किया गया था।
लक्ष्य प्रोटीन की शुद्धता को एसडीएस-पेज द्वारा सत्यापित किया गया था।
शुद्धता मानक: एकल पट्टी, कोई अशुद्धता नहीं।
न्यूक्लिक एसिड शुद्धि
प्रक्रिया:
प्रोटीन को फिनोल-क्लोरोफॉर्म निष्कर्षण द्वारा सेल lysate से हटा दिया गया था।
सतह पर तैरनेवाला इथेनॉल वर्षा द्वारा centrifugation के साथ संयुक्त किया गया था।
न्यूक्लिक एसिड को एकत्र किया गया और agarose जेल वैद्युतकणसंचलन द्वारा सत्यापित किया गया।
शुद्धता मानक: OD26 0/OD280 अनुपात 1। 8-2। 0, कोई आरएनए या प्रोटीन संदूषण नहीं।
तकनीकी पैरामीटर और अनुकूलन सुझाव
मुख्य प्रथामीटर
Speed: High speed centrifugation (10,000-30,000 rpm) is suitable for organelle separation, and ultra-fast centrifugation (>30, 000 rpm) का उपयोग वायरस और न्यूक्लिक एसिड शुद्धि के लिए किया जाता है।
तापमान: Cryocentrifugation (-20 डिग्री C से 4 डिग्री C) बायोमैक्रोमोलेक्यूल्स के क्षरण को रोकता है।
रोटर प्रकार: बड़ी मात्रा के नमूनों के लिए क्षैतिज रोटर, उच्च रिज़ॉल्यूशन पृथक्करण के लिए कोणीय रोटर।
अनुकूलन रणनीति
घनत्व ढाल अनुकूलन: पृथक्करण प्रभाव में सुधार करने के लिए सुक्रोज या सीज़ियम क्लोराइड के एकाग्रता ढाल को समायोजित करें।
सेंट्रीफ्यूजेशन समय नियंत्रण: घटक अवसादन या प्रसार के परिणामस्वरूप अत्यधिक सेंट्रीफ्यूजेशन से बचें।
अन्य तकनीकों जैसे कि अल्ट्राफिल्ट्रेशन और आत्मीयता क्रोमैटोग्राफी के साथ संयुक्त, शुद्धता को और बेहतर बनाया गया है।
सावधानियां
नमूना शेष
रोटर असंतुलन को रोकने के लिए केन्द्रापसारक ट्यूब को सममित रूप से रखा जाना चाहिए।
क्रॉस-संदूषण को रोकें
नमूनों के बीच संदूषण से बचने के लिए डिस्पोजेबल सेंट्रीफ्यूगल ट्यूब का उपयोग करें।
उपकरण रखरखाव
अलगाव प्रभाव सुनिश्चित करने के लिए नियमित रूप से गति और तापमान को कैलिब्रेट करें।
निष्कर्ष
केन्द्रापसारक परीक्षण मशीनऑप्टिकल डिटेक्शन और वैद्युतकणसंचलन विश्लेषण के साथ संयुक्त, घनत्व ढाल सेंट्रीफ्यूजेशन, अंतर सेंट्रीफ्यूजेशन और अन्य प्रौद्योगिकियों के माध्यम से जैविक नमूनों की शुद्धता का कुशलता से मूल्यांकन कर सकते हैं। इसके अनुप्रयोग जैविक मैक्रोमोलेक्यूलस जैसे वायरस, प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड के शुद्धिकरण और गुणवत्ता नियंत्रण को कवर करते हैं, और यह बायोमेडिकल अनुसंधान के लिए एक अपरिहार्य उपकरण है।
दवा विकास और जीन थेरेपी में आवेदन
दवा विकास में आवेदन
संयंत्र और माइक्रोबियल स्रोत: प्राकृतिक पौधों और सूक्ष्मजीवों से सक्रिय अवयवों (जैसे अल्कलॉइड, पॉलीसेकेराइड, एंजाइम, आदि) को निकालने के लिए केन्द्रापसारक तकनीक का उपयोग किया जाता है, और लक्ष्य सामग्री की शुद्धता में सुधार करने के लिए केन्द्रापसारक पृथक्करण के माध्यम से अशुद्धियों को दूर किया जाता है।
सिंथेटिक ड्रग कच्चे माल: दवाओं के रासायनिक संश्लेषण की प्रक्रिया में, सेंट्रीफ्यूज का उपयोग संश्लेषण दक्षता का अनुकूलन करने के लिए अप्राप्य अभिकर्मकों से प्रतिक्रिया उत्पादों को अलग करने के लिए किया जाता है।
मिश्रण और फैलाव:केन्द्रापसारक परीक्षण मशीनघटकों के एक समान वितरण को सुनिश्चित करने के लिए और डिलैमिनेशन या वर्षा से बचने के लिए कुशलता से फार्मास्युटिकल कच्चे माल को मिला सकते हैं।
कण आकार नियंत्रण: केन्द्रापसारक मापदंडों को समायोजित करके, दवा कणों के कण आकार और वितरण को दवाओं के जैवउपलब्धता और विघटन को अनुकूलित करने के लिए सटीक रूप से विनियमित किया जाता है।
पर्यावरणीय परिस्थितियों का अनुकरण: सेंट्रीफ्यूज चरम वातावरण जैसे उच्च तापमान और उच्च आर्द्रता जैसे दवा की गिरावट को तेज करने और इसकी स्थिरता का मूल्यांकन करने के लिए अनुकरण कर सकते हैं।
अशुद्धता का पता लगाना: गुणवत्ता मानकों के विकास के लिए एक आधार प्रदान करने के लिए दवाओं में गिरावट उत्पादों और अशुद्धियों का अपकेंद्रित्र पृथक्करण।
नैनोपार्टिकल की तैयारी: सेंट्रीफ्यूजेशन तकनीक का उपयोग अपने कण आकार और सतह के गुणों को अनुकूलित करने के लिए लिपोसोम और बहुलक नैनोकणों जैसे दवा वाहकों को तैयार करने और शुद्ध करने के लिए किया जाता है।
लक्ष्यीकरण मूल्यांकन: अनबाउंड ड्रग वाहक को उनकी लक्षित वितरण दक्षता का मूल्यांकन करने के लिए centrifugation द्वारा अलग किया जाता है।
जीन थेरेपी का अनुप्रयोग
जीन वाहक की शुद्धि
वायरल वैक्टर: सेंट्रीफ्यूज का उपयोग एडेनोवायरस, लेंटिवायरस, एडेनो से जुड़े वायरस (एएवी) जैसे जीन थेरेपी वैक्टर को अलग करने और शुद्ध करने के लिए किया जाता है, और संक्रमण गतिविधि और वैक्टर की सुरक्षा को सुनिश्चित करने के लिए मेजबान सेल प्रोटीन और डीएनए जैसी अशुद्धियों को दूर करते हैं।
प्लास्मिड डीएनए: उच्च शुद्धता प्लास्मिड डीएनए जीन ट्रांसफ़ेक्शन और अभिव्यक्ति के लिए घनत्व ढाल सेंट्रीफ्यूजेशन या अल्ट्रासेन्ट्रिफ्यूजेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है।
जीन संपादन और संशोधन
CRISPR/CAS9 सिस्टम: सेंट्रीफ्यूजेशन का उपयोग उनकी गतिविधि और विशिष्टता सुनिश्चित करने के लिए जीन एडिटिंग टूल्स (जैसे, CAS9 प्रोटीन, GRNAs) को अलग करने और शुद्ध करने के लिए किया जाता है।
परमाणु और माइटोकॉन्ड्रियल पृथक्करण: जीन संपादन अनुसंधान में, अपकेंद्रों का उपयोग विशिष्ट ऑर्गेनेल के आनुवंशिक संशोधन को प्राप्त करने के लिए न्यूक्लियस और माइटोकॉन्ड्रिया को अलग करने के लिए किया जाता है।
सेल थेरेपी और स्टेम सेल अनुसंधान
सेल अलगाव और शुद्धिकरण: अंतर सेंट्रीफ्यूजेशन और घनत्व ढाल सेंट्रीफ्यूजेशन, स्टेम सेल, प्रतिरक्षा कोशिकाओं आदि द्वारा सेल थेरेपी और पुनर्योजी चिकित्सा के लिए ऊतक नमूनों से अलग किया जाता है।
सेल ट्रांसफ़ेक्शन और स्क्रीनिंग: सेंट्रीफ्यूज का उपयोग ट्रांसफ़ेक्ट कोशिकाओं को इकट्ठा करने और सेल लाइनों को स्क्रीन करने के लिए किया जाता है, जिन्होंने लक्ष्य जीन को सफलतापूर्वक पेश किया है।
जीन अभिव्यक्ति और कार्य पर अध्ययन
प्रोटीन जटिल अलगाव: जीन अभिव्यक्ति विनियमन तंत्र और प्रोटीन इंटरैक्शन का अध्ययन करने के लिए प्रोटीन परिसरों को अलग करने के लिए सेंट्रीफ्यूजेशन तकनीकों का उपयोग किया जाता है।
जीनोमिक्स रिसर्च: क्रोमोसोम, क्रोमोसोम सबयूनिट्स और इतने पर सेल संरचना को सेंट्रीफ्यूग करके, जीनोम की संरचना और कार्य का विश्लेषण करते हैं।
तकनीकी पैरामीटर और अनुकूलन सुझाव
मुख्य प्रथामीटर
Speed and centrifugal force: high-speed centrifugation (10,000-30,000 rpm) is suitable for the separation of organelles and viruses, and ultra-fast centrifugation (>30, 000 rpm) का उपयोग प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड जैसे जैविक मैक्रोमोलेक्यूलस के पृथक्करण के लिए किया जाता है।
तापमान नियंत्रण: प्रशीतित सेंट्रीफ्यूज सेंट्रीफ्यूजेशन के दौरान जैविक नमूनों के क्षरण को रोकने के लिए कम तापमान वातावरण बनाए रखते हैं।
अनुकूलन रणनीति
घनत्व ढाल अनुकूलन: पृथक्करण प्रभाव में सुधार करने के लिए सुक्रोज या सीज़ियम क्लोराइड के एकाग्रता ढाल को समायोजित करें।
सेंट्रीफ्यूजेशन समय नियंत्रण: घटक अवसादन या प्रसार के परिणामस्वरूप अत्यधिक सेंट्रीफ्यूजेशन से बचें।
अन्य तकनीकों जैसे कि अल्ट्राफिल्ट्रेशन और आत्मीयता क्रोमैटोग्राफी के साथ संयुक्त, शुद्धता को और बेहतर बनाया गया है।
अनुप्रयोग मामले
प्रक्रिया: वायरल वेक्टर (जैसे एएवी) को सेल द्वारा सुसंस्कृत किया जाता है, इसे अल्ट्रासेन्ट्रिफ्यूजेशन और घनत्व ढाल सेंट्रीफ्यूजेशन द्वारा शुद्ध किया जाता है, और एक उच्च शुद्धता वेक्टर प्राप्त करने के लिए होस्ट सेल प्रोटीन और डीएनए को हटा दिया जाता है।
शुद्धता मानदंड: वायरल कण 95%से अधिक या बराबर, होस्ट सेल प्रोटीन अवशेष 5%से कम या बराबर।
प्रक्रिया: लिपोसोम या बहुलक नैनोकणों को विलायक वाष्पीकरण या नैनो-सटीक विधि द्वारा तैयार किया जाता है, और दवा लोडिंग और स्थिरता में सुधार के लिए अपकेंद्रण द्वारा अपकेंद्रित दवाओं और अशुद्धियों को हटा दिया जाता है।
प्रक्रिया: अस्थि मज्जा या कॉर्ड रक्त के नमूने सेल थेरेपी और पुनर्योजी चिकित्सा के लिए हेमटोपोइएटिक स्टेम कोशिकाओं को अलग करने के लिए घनत्व ग्रेडिएंट द्वारा सेंट्रीफ्यूज किए जाते हैं।
सावधानियां
नमूना शेष
रोटर असंतुलन को रोकने के लिए केन्द्रापसारक ट्यूब को सममित रूप से रखा जाना चाहिए।
क्रॉस-संदूषण को रोकें
नमूनों के बीच संदूषण से बचने के लिए डिस्पोजेबल सेंट्रीफ्यूगल ट्यूब का उपयोग करें।
उपकरण रखरखाव
अलगाव प्रभाव सुनिश्चित करने के लिए नियमित रूप से गति और तापमान को कैलिब्रेट करें।
ठीक से केन्द्रापसारक मापदंडों को नियंत्रित करके,केन्द्रापसारक परीक्षण मशीनदवा विकास और जीन थेरेपी के लिए पृथक्करण और शुद्धि का एक कुशल और विश्वसनीय साधन प्रदान करता है, और बायोमेडिसिन के क्षेत्र में नवाचार और विकास को बढ़ावा देता है।
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