이 맥락에서 탁상용 원심분리기를 사용하는 주요 기능은 로딩 전에 반고체 시료를 물리적으로 압축하여 밀집된 펠릿으로 만드는 것입니다. 일반적으로 4,000xg에서 10,000xg 범위의 단계별 원심력을 적용하면 시료 부피가 크게 줄어듭니다. 이 과정은 과도한 용매를 효과적으로 제거하여 대상 생체 거대 분자가 분석 하드웨어의 엄격한 공간 제약 내에 맞도록 합니다.
사전 농축의 핵심 목적은 시료 물질의 밀도를 극대화하는 것입니다. 불필요한 용매를 제거함으로써, 제한된 90μL 부피의 극저온 로터가 액체가 아닌 실제 시료로 채워지도록 보장하며, 이는 고체 상태 핵자기 공명(ssNMR)의 성공에 중요합니다.
로터 제약의 과제
90μL 부피 제한
극저온 고체 상태 NMR 프로브에 사용되는 3.2mm 로터는 약 90μL의 고정 내부 부피를 가지고 있습니다. 이는 시료 분석을 위한 매우 제한된 공간입니다.
희석된 시료의 문제
점성이 있는 생체 거대 분자와 같은 반고체 시료는 종종 용질에 비해 용매 비율이 높습니다. 농축 없이 직접 로딩하면 로터는 주로 액체로 채워질 것입니다.
신호 품질 극대화
고품질 데이터를 얻으려면 로터에 관심 있는 실제 물질의 최대 가능한 양이 포함되어야 합니다. 사전 농축은 사용 가능한 부피가 효율적으로 활용되도록 보장합니다.
사전 농축 메커니즘
밀집된 펠릿 생성
탁상용 원심분리기는 원심력을 사용하여 고체 또는 점성 성분을 용매로부터 분리합니다. 결과적으로 튜브 바닥에 밀집된 "펠릿"이 형성됩니다.
단계적 압축
이 과정은 단일 회전으로 거의 이루어지지 않으며, 일반적으로 단계적 원심분리가 포함됩니다. 재료를 점진적으로 압축하기 위해 4,000xg에서 10,000xg 범위의 힘이 적용됩니다.
용매 제거
펠릿이 형성되면 상층액(과도한 액체)을 제거할 수 있습니다. 이렇게 하면 매우 농축된 시료가 남게 되며, 이는 3.2mm 로터에 옮기기에 충분히 작습니다.
절충안 이해
힘과 시료 무결성 균형
더 높은 G-힘은 더 단단한 펠릿을 만들지만, 과도한 힘은 해로울 수 있습니다. 압축의 필요성과 섬세한 생체 거대 분자의 구조적 손상 위험 사이의 균형을 맞춰야 합니다.
점성 물질 취급
점성이 높은 물질은 원심분리 후 조작하기 어려울 수 있습니다. 시료가 너무 건조되거나 너무 단단하게 압축되면, 공기 방울을 도입하지 않고 좁은 3.2mm 로터에 옮기는 것이 훨씬 어려워집니다.
목표에 맞는 올바른 선택
고체 상태 NMR에서 최적의 데이터 수집을 보장하기 위해 특정 시료 요구 사항에 맞게 원심분리 접근 방식을 조정하세요:
- 신호 대 잡음비(SNR)가 주요 초점인 경우: 최대 용매를 제거하고 90μL 공간에 가장 많은 물질을 압축하기 위해 더 높은 원심력(10,000xg에 가까운)을 우선시하세요.
- 시료 보존이 주요 초점인 경우: 낮은 범위의 힘(4,000xg)을 사용하여 시료를 부드럽게 농축하고 민감한 생체 분자의 구조적 무결성을 보존하세요.
효과적인 사전 농축은 희석되고 관리하기 어려운 혼합물을 밀집되고 고밀도의 시료로 전환하여 ssNMR 하드웨어의 기능을 극대화합니다.
요약 표:
| 기능 | 사양/세부 정보 | 분석에 미치는 영향 |
|---|---|---|
| 원심력 | 4,000xg ~ 10,000xg | 압축 vs. 구조적 무결성 균형 |
| 로터 부피 | ~90 μL (3.2mm) | 시료 로딩의 엄격한 제한 정의 |
| 시료 대상 | 반고체 펠릿 | 신호 대 잡음비(SNR) 극대화 |
| 주요 목표 | 용매 제거 | 고체 상태 NMR을 위한 밀집된 패킹 보장 |
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참고문헌
- Andrea Gelardo, Gustavo A. Titaux‐Delgado. 3D‐Printed Device for Efficient Packing of Semisolid Samples in 3.2‐mm Rotors Used in Cryoprobe Systems. DOI: 10.1002/mrc.70010
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