DE814952C

DE814952C - Ultrazentrifuge mit umlaufender Messvorrichtung

Info

Publication number: DE814952C
Application number: DEP2201A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl-Ing Dr Re Berger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-03-15
Filing date: 1949-03-15
Publication date: 1953-03-26

Description

Ultrazentrifuge mit umlaufender Meßvorrichtung Eine Ultrazentrifuge ist nach der Definition von The S v e d b e r g jede Zentrifuge, die es ermöglicht, daß die Schleudervorgänge während der Zentrifugierung beobachtet und gemessen werden können.
Schleudervorgänge, d. h. Zentrifugierungen, werden in der Chemie, Biologie und Medizin seit langer Zeit angewendet. Das Ziel dieses Verfahrens ist es, feste Stoffe, die in einer Flüssigkeit aufgeschwemmt sind und sich meist in feiner Verteilung in dieser befinden (Suspensionen, Kolloide), von der Flüssigkeit zu trennen, so daß sie in Form eines Bodensatzes etwa zur Analyse oder Mikroskopierung weiterverwendet werden können.
Sowohl bei laboratoriumsmäßig als auch bei technisch (fabrikationsmäßig) durchgeführten Zentrifugierungen wird das Schleudergut so lange zentrifugiert, bis man annimmt, daß alle oder der größte Teil der aufgeschwemmten Stoffe abgesetzt sind, oder man benutzt Zentrifugierzeiten, die experimentell ermittelt werden. Die Vorgänge, die während des Schleuderns vor sich gehen, waren bisher nur das Objekt rein wissenschaftlicher Untersuchungen. S ve d b e r g bestimmte mit seiner Ultrazentrifuge z. B. die Molekulargewichte von Eiweißkörpern, indem er den Verlauf des Absetzens (Sedimentierung) photographisch verfolgte. Er photographierte in regelmäßigen Abständen die Glasröhrchen der Zentrifuge während des Zentrifugierens.
Ein anderes Verfahren benutzte Henkel, um das Absetzen der roten Blutkörperchen im Plasma zu verfolgen. Er unterbrach in regelmäßigen Abständen die Zentrifugierung und stellte den Grad der Sedimentation fest.
Auch die Größe der aufgeschwemmten Teilchen sowie alle physikalischen Daten, welche die Bewegung von festen Körpern in Flüssigkeit beeinflussen (z. B. Viskosität), lassen sich nach dieser Methode bestimmen.
Die bisherigen Untersuchungsverfahren (im wesentlichen nach dem Prinzip der Svedbergschen Methode), haben den Nachteil, daB sie für eine praktische Verwendung zu umständlich zu handhaben sind.
Um eine kontinuierliche Messung der Sedilnentierung vorzunehmen, müssen sehr viele Einzelaufnahmen gemacht werden, deren Auswertung umständlich und zeitraubend ist.
Die Erfindung betrifft eine Ultrazentrifuge, bei welcher diese Nachteile dadurch vermieden sind, daß eine Meßvorrichtung zur qualitativen oder quantitativen Messung der Sedimentierung mit dem oder den Untersuchungsröhrchen umläuft. Man kann eine Änderung einer physikalischen Eigenschaft laufend messen, die für den sich absetzenden Stoff charakteristisch ist, oder aus der Änderung einer physikalischen Eigenschaft auf den Zustand der Trennung der Stoffe schließen.
Eine solche Möglichkeit bietet sich, wenn z. B. der sich absetzende Stoff weniger lichtdurchlässig ist als das Lösungsmittel. In diesem Falle kann die Absetzung lichtelektrisch verfolgt werden, wie es in Abb. i im Prinzip dargestellt ist. Mit der Zentrifugenachse i dreht sich, an der Platte 2 befestigt, das Untersuchungssystem, welches aus einem lichtelektrischen Empfänger (z. B. Photoelement) 3, dem Untersuchungsgefäß 4, einer Blende 5 und einer Beleuchtungsquelle 6 besteht.
Je nach den optischen. Eigenschaften der gelösten Stoffe und des Lösungsmittels können verschiedene Spektralgebiete oder sogar einzelne Spektrallinien verwendet werden, indem man eine geeignete Lichtquelle, z. B. gewöhnliche Metallfadenlampe, Hg-Quarzlampe, wählt und geeignete Filter 7 an irgendeiner Stelle zwischen lichtelektrischem Empfänger und Beleuchtungsquelle anbringt. Der lichtelektrische Strom kann in bekannter Weise zur Messung oder Registrierung verwendet werden.
Eine andere Möglichkeit bietet die Verwendung der dielektrischen oder magnetischen Eigenschaft einer Lösung. Zu diesem Zweck würde man am unteren Ende oder an einer beliebigen anderen Stelle des Untersuchungsröhrchens 9 einen Kondensator io oder 8 in geeigneter geometrischer Gestalt, z. B. parallele Platten oder kreisförmige Platten konzentrisch zum Untersuchungsröhrchen, anbringen und; die Kapazitätsänderung nach bekannten Verfahren, z. B. im Schwingkreis, während der Zentrifugierung messen. Man kann auch zwei Kondensatoren io und 8 gleichzeitig anbringen öder die Untersuchungsstrecke durch beliebig viele Kondensatoren unterteilen. In entsprechender Form können auch einzelne Spulen verwendet werden. Weiterhin kann durch Widerstandsmessung an beliebiger Stelle der Röhrchen unter Verwendung eingeschmolzener Elektroden die Konzentrationsänderung dieser Stelle gemessen werden.
Kennzeichnend für die Ultrazentrifuge nach der Erfindung ist, daß mit dem zu untersuchenden Schleudergut eine Meßeinrichtung mitgeführ.t@ wird, die auf elektrischem Wege (einschließlich der Verwendung elektromagnetischer Felder) die Änderung einer oder mehrerer physikalischer Eigen schaften des Schleudergutes an einem entfernten Ort sofort zu messen gestattet, so daß daraus Schlüsse auf den Verlauf der Sedimentierung gezogen werden können.
Ein geeignetes Anwendungsgebiet des beschriebenen Verfahrens ist, die Bestimmung der Blutsenkungsgeschwindigkeit. Trotzdem mehrere Verfahren zur kurvenmäßigen Registrierung des Ablaufs der Blutsenkung angegeben wurden, ist bisher noch keines für die Praxis geeignet. Das ist erst mit vorliegendem Verfahren der Fall.

Claims

PATEN TANSPRLCliE: i. Ultrazentrifuge, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßvorrichtung zur qualitativen oder quantitativen Messung der Sedimentierung mit dem oder den Untersuchungsröhrchen mitläuft.
2. Ultrazentrifuge, dadurch gekennzeichnet, daß die qualitative oder quantitative Bestimmung des Sedimentationsverlaufs photoelektrisch vorgenommen wird.
3. Ultrazentrifuge nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Untersuchungsgefäße gleichzeitig in einer Schleudervorrichtung mit gemeinsamer oder getrennter Meßvorrichtung vorhanden sind.
4. Ultrazentrifuge nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer zu untersuchenden Lösung gleichzeitig eine Vergleichslösung bekannter optischer oder elektrischer Sedimentationseigenschaften umläuft.
5. Ultrazentrifuge nach Anspruch i, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sedimentierung durch Messen der Änderung elektrischer oder/und magnetischer Eigenschaften der Unterstichungslösung qualitativ oder quantitativ vorgenommen wird.
6. Ultrazentrifuge nach Anspruch i, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablauf der Sedimentierung durch Messung des elektrischen Widerstandes an einer oder mehreren beliebigen Stellen des Untersuchungsgefäßes qualitativ oder quantitativ verfolgt wird.