Model Answer
0 min readIntroduction
द्रुत-अपकेन्द्रित्र (Ultracentrifuge) एक ऐसा उपकरण है जो अपकेन्द्रण बल (centrifugal force) का उपयोग करके बहुत उच्च गति पर नमूनों को घुमाता है। यह जैविक अणुओं, जैसे प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, और कोशिकाओं के घटकों को उनके आकार, घनत्व और आकारिकी के आधार पर अलग करने के लिए उपयोग किया जाता है। सामान्य अपकेन्द्रित्रों की तुलना में, द्रुत-अपकेन्द्रित्र बहुत अधिक गति (60,000 rpm से अधिक) उत्पन्न कर सकते हैं, जिससे वे बहुत छोटे कणों को भी अलग करने में सक्षम होते हैं। जैव रसायन, आणविक जीव विज्ञान, और नैनोप्रौद्योगिकी जैसे क्षेत्रों में इसका व्यापक उपयोग होता है।
द्रुत-अपकेन्द्रित्र का सिद्धांत
द्रुत-अपकेन्द्रित्र का सिद्धांत अपकेन्द्रण बल पर आधारित है। जब कोई वस्तु वृत्ताकार पथ में घूमती है, तो उस पर एक बाहरी बल लगता है जिसे अपकेन्द्रण बल कहते हैं। यह बल वस्तु को केंद्र से दूर धकेलता है। द्रुत-अपकेन्द्रित्र में, नमूने को एक रोटर में रखा जाता है जो बहुत उच्च गति पर घूमता है। इस गति के कारण, नमूने के घटक अपने आकार और घनत्व के आधार पर अलग हो जाते हैं। भारी कण नीचे बैठ जाते हैं, जबकि हल्के कण ऊपर रहते हैं। अपकेन्द्रण बल की मात्रा गति के वर्ग के समानुपाती होती है, इसलिए उच्च गति पर अधिक प्रभावी पृथक्करण प्राप्त होता है।
द्रुत-अपकेन्द्रित्र के प्रकार
द्रुत-अपकेन्द्रित्र को मुख्य रूप से तीन प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है:
- विश्लेषणात्मक अपकेन्द्रित्र (Analytical Ultracentrifuge): यह प्रकार नमूने की अवसादन दर (sedimentation rate) को मापने के लिए उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग अणुओं के आणविक भार, आकार और अंतःक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए किया जाता है।
- तैयारी अपकेन्द्रित्र (Preparative Ultracentrifuge): यह प्रकार बड़ी मात्रा में नमूने से घटकों को अलग करने के लिए उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड और कोशिकाओं के घटकों को शुद्ध करने के लिए किया जाता है।
- विभेदक अपकेन्द्रित्र (Differential Ultracentrifuge): यह प्रकार विभिन्न घनत्व वाले कणों को क्रमिक रूप से अलग करने के लिए उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग कोशिका के विभिन्न ऑर्गेनेल (organelles) को अलग करने के लिए किया जाता है।
इनके अतिरिक्त, द्रुत-अपकेन्द्रित्र को रोटर के प्रकार के आधार पर भी वर्गीकृत किया जा सकता है, जैसे कि फिक्स्ड-एंगल रोटर और स्विंगिंग-बकेट रोटर।
द्रुत-अपकेन्द्रित्र के अनुप्रयोग
द्रुत-अपकेन्द्रित्र के विभिन्न क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग हैं:
- जैव रसायन (Biochemistry): प्रोटीन, एंजाइम और अन्य जैव अणुओं को शुद्ध करने और अलग करने के लिए।
- आणविक जीव विज्ञान (Molecular Biology): डीएनए, आरएनए और अन्य न्यूक्लिक एसिड को अलग करने और अध्ययन करने के लिए।
- कोशिका जीव विज्ञान (Cell Biology): कोशिका के विभिन्न ऑर्गेनेल (जैसे माइटोकॉन्ड्रिया, राइबोसोम, नाभिक) को अलग करने और अध्ययन करने के लिए।
- नैनोप्रौद्योगिकी (Nanotechnology): नैनोपार्टिकल्स को अलग करने और उनका अध्ययन करने के लिए।
- वायरस विज्ञान (Virology): वायरस कणों को अलग करने और उनका अध्ययन करने के लिए।
- नैदानिक प्रयोगशालाएँ (Clinical Laboratories): रक्त और अन्य शारीरिक तरल पदार्थों में विभिन्न घटकों को अलग करने और उनका विश्लेषण करने के लिए।
उदाहरण के लिए, वैक्सीन उत्पादन में, द्रुत-अपकेन्द्रित्र का उपयोग वायरस कणों को अलग करने और शुद्ध करने के लिए किया जाता है। इसी तरह, कैंसर अनुसंधान में, इसका उपयोग कैंसर कोशिकाओं से डीएनए और आरएनए को अलग करने के लिए किया जाता है।
| अपकेन्द्रित्र का प्रकार | अनुप्रयोग |
|---|---|
| विश्लेषणात्मक | आणविक भार निर्धारण, आकार विश्लेषण, अंतःक्रिया अध्ययन |
| तैयारी | प्रोटीन शुद्धिकरण, न्यूक्लिक एसिड पृथक्करण, कोशिका ऑर्गेनेल पृथक्करण |
| विभेदक | कोशिका ऑर्गेनेल का क्रमिक पृथक्करण |
Conclusion
संक्षेप में, द्रुत-अपकेन्द्रित्र एक शक्तिशाली उपकरण है जो विभिन्न जैविक अणुओं और कणों को उनके भौतिक गुणों के आधार पर अलग करने में सक्षम है। इसके विभिन्न प्रकार और अनुप्रयोग इसे जैव विज्ञान, चिकित्सा और नैनोप्रौद्योगिकी जैसे क्षेत्रों में अनुसंधान और विकास के लिए अपरिहार्य बनाते हैं। भविष्य में, द्रुत-अपकेन्द्रित्र तकनीक में और अधिक सुधार होने की संभावना है, जिससे यह और भी अधिक संवेदनशील और कुशल हो जाएगी।
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